城市軌道交通通信信號機房走線方案探討

陸海亭，張義鑫，張 寧

（1.南京交通職業技術學院，南京 211188；2.北京城建設計發展集團股份有限公司，北京 100037；3.東南大學智能運輸系統研究中心軌道交通研究所，南京 210018）

1 概述

城市軌道交通通號系統被稱之為城軌的“智慧大腦和中樞神經網絡”，承擔著保障行車安全、提高行車效率、提升服務質量的重任[1]。

機房是設備的“容身之所”，為設備的安裝、運維、排故及改造提供物理空間。機房內、外各種設備之間需要通過各類線纜進行有效連接，實現電能輸送和信息傳遞。機房線纜走線方案除了直觀上影響機房整體美觀之外，走線方案的科學合理與否，直接關系到機房施工的效率，更對后期運維和系統升級改造有著深遠影響。

機房線纜走線方案主要包括下走線、上走線、上下走線三類[2]。業內多位專家對信號設備室[3-4]、數據中心機房[5-6]、通信機房[7-8]內線纜的不同走線方式特點進行了分析與比較，基本傾向于上走線或上下走線方式。

本文力圖通過對通號機房線纜走線方式的更加全面、細致的分析與對比，得出其更為科學合理、經濟可行的走線方案，并對該走線方案的工藝要點進行探討。

2 走線方案分析

通號機房內線纜主要有傳輸光纜、電源電纜、數據電纜、控制電纜等，包括線纜引入間至機柜、機柜至設備區、辦公區及公共區、各機柜之間的線纜連接等，以實現機房至上下行區間隧道、站廳區、站臺區終端的可靠連接。下面對下、上、上下3 類走線方案分別進行分析研究。

2.1 下走線方案

下走線是柜外線纜利用敷設在防靜電地板下的線槽，通過機柜的下方進入設備機柜。防靜電地板敷設高度一般為300 mm，地板下線槽高度一般為50～100 mm。

為了防范電磁干擾（EMI），必須嚴格保證電源線和數據線的物理隔離。多數情況下，地板下安裝至少兩個固定走線槽，一個容納電源線，另一個容納數據線和控制線。少量則是采用一個線槽分成兩腔以實現空間隔離。

下走線方案有如下優點。

1）線槽、線纜均在防靜電地板下的隱蔽空間內，建成后機房內整體觀感效果好。

2）采用下走線方案的機房，除了可以在線纜引入間盤留線纜外，還可直接在防靜電地板下盤留部分線纜。

3）線纜布放速度快、效率高，對于線纜安裝工藝要求標準低，施工成本低廉。

下走線方案有如下缺點。

1）施工過程中，機柜布放和線槽固定需要避開防靜電地板的小支座，有時甚至需要在安裝防靜電地板后才能進行機柜、線槽安裝施工，下走線與防靜電地板有交叉施工，存在先后工序，工序錯亂后會導致窩工、返工及材料浪費。

2）防靜電地板下方線纜擺放凌亂，許多電纜混合在一起，管理不便；尤其是電纜太多時，可能部分線纜未敷設在線槽內，直接放置在地面上。

3）后期維修時需要多次掀開防靜電地板，易損壞地板及其支架。

4）機房地板和離壁溝滲漏水、空調漏水時，地面積水易造成線纜浸泡及防靜電地板支架銹蝕；況且電源線纜發熱量較大，漏水情況發生時，可能會引起短路，產生火花，造成起火。

5）運維過程中，施工維護及升級改造時少量廢棄的線纜無法從線槽內抽出，導致地板下的線纜越積越多，老鼠在地板下方隱蔽方便，經常活動，容易咬斷其中的電纜軟線。

6）線槽高度占凈空約三分之一，地下障礙物多，影響下送風時空調風道的暢通，容易阻礙冷風輸送，導致耗能升高而造成能源浪費。

7）地板下的地面和線槽不易清掃，積塵多。

整體來說，下走線方案布線簡單、效率高、成本低，能很好地美化機房整體效果，但是會造成施工交叉干擾、布線較差、工藝不良、阻礙送風、查線不便、存在隱患、不防鼠咬、灰塵較大等缺陷。

2.2 上走線方案

上走線方案是指線纜布放在機柜上方的金屬梯架或網格上、密封式或開放式橋架內，機柜直接擺放到直鋪式無底座防靜電地磚或防靜電地坪（環氧地坪）上。在機房天花懸掛安裝支架后布放橋架，或直接在機柜頂部架設專用橋架，線纜通過橋架里從機柜頂部進入；機柜頂部留有通風口，并增加蓋板預防滴漏水；電源線和線徑較粗的線纜（如漏纜、大對數電纜）放置在梯架或網格上，光纜及線徑較細的線纜（如網線）則置于橋架內；敞開式梯形橋架便于維護和管理，并且易于發現故障，但是對于比較脆弱的光纜跳線缺乏有效的保護，封閉式橋架能夠有效保護光纜跳線，但是線路不易梳理和維護。上走線方案實物如圖1 所示。

圖1 上走線實物Fig.1 Physical drawing of upper routing

上走線方案有如下優點。

1）地磚或地坪基本免維護、壽命長、易清掃，建成后機房內整體效果及觀感良好。

2）安全隱患降低。電源線纜由于發熱量較大且很少調整，將電力線纜采用裸露方案布置，便于散熱，能及時發現線纜出現的冒煙或起火現象，有利于防火安全，防止事故的進一步擴大。

3）機房施工整體難度較小，進度較快。光纖、網線安裝規范且無交叉，線纜走線易梳理，線路走向一目了然，便于觀察線纜故障點，不存在傳統下走線混亂龐雜現象，同時，走線空間較大，后期維護管理相當方便。

4）沒有線槽遮擋，有利于空調送風，降低空調負載，機房內溫濕度分布也可以更加均勻。

5）便于大量線纜檢修維護和線路調整，即增減線路很方便，不需要掀地板，也不需要額外的開孔，只需要梯子即可實施，簡單便捷。

上走線方案有如下缺點。

1）線纜全部集中布放于上面橋架內，線纜較多，線纜固定綁扎工藝實施難度加大，影響觀感質量。

2）對機房的層高有要求，若采用多層橋架則會導致設備上凈空不足，影響上層空調回風路徑。

3）建設成本較高。

4）對機房美觀有一定影響。

光電纜在空中走線時，將電纜按電源、數據分類，做好明顯標志，保證布局美觀的同時還方便維護。相比較于下走線，上走線可以提高機房的可靠性和可用性。

2.3 上下走線方案

還有一種布線方案稱為上下走線方案，即上下走線相結合。做到電源線和數據線遠距離分離。上下走線方案又可分為兩種：電源線下走線、數據控制線上走線，或電源線上走線、數據控制線下走線。常用的是網線、光纖等數據線纜布放在機柜上方的密封式或開放式橋架內，電源線纜則敷設在防靜電地板下的線槽內或直接置于地上。上下走線一定程度上兼具上走線與下走線的優點，上下走線方案實物如圖2 所示。

圖2 上下走線實物Fig.2 Physical drawing of upper and lower routing

上下走線的優點是可以一定程度上揚長補短。電源、數據線纜走線上下分離后，不僅可以防范電磁干擾，還可以減少線纜交叉；精密空調的送風效率得到提升，減少能耗；建成后機房內整體效果及觀感比上走線好；查線很方便。缺點是上下走線均占用空間較大，建設成本較高。

但是，上下走線中的上走線不宜為了機房整體美觀的需要，將上部線纜置于吊頂內。

3 方案比較

上述對3 種主流走線方案的特征、優缺點進行了對比分析。為了更加直觀、快捷地選擇合適的走線方案，下面從運營、建設、觀感等角度，具體從安全隱患、維護便利、通風散熱、升級改造、建設成本、觀感質量等11 個方面進行橫向對比分析，如表1 所示。

表1 3種走線方案對比分析Tab.1 Comparative analysis of the three routing schemes

從表1 中可以發現，在安全隱患、維護便利、升級改造、通風散熱等方面，采用上走線方案最有利；在占用空間、建設成本、觀感質量和施工難度上，采用下走線最適合；上下結合走線抗電磁干擾最好，其他各項指標一般。綜合各個方面定性評判，城軌通號機房采用上走線方案最優。事實上，深圳建成的7、9 號線也采用了上走線方式。

4 上走線工藝要點

為了達到通號機房布線的最優效果，采用上走線時需要注重下列安裝工藝要點。

1）通號機房各類線纜數量種類較多，采用雙層或三層橋架將電源線纜、干線光纜和普通數據線纜進行分層或分隔布設。

2）線纜橋架可采用機柜頂安裝、天花吊裝、地面安裝等多種方案。優先采用機柜頂部安裝方案，若條件不允許，可采用吊裝方案。

3）機房可在墻面設電纜箱或安裝專用盤留架，區間干線光電纜在盤留架上進行盤留。

4）橋架顏色可根據用戶的需求配置，方便辨認和檢修。例如，可以光纜設為黃色、數據線纜為藍色、電源線纜為紅色等。

5）對相關專業的要求：首先，上走線應注意層高因素，一般采用上走線方案雙層橋架的機房，其凈空高度要求不得低于3 m；其次，消防噴淋方案應盡量采用氣體滅火系統，若采用高壓細水霧時應搭設防雨罩；再次，空調送風方案，應采用下送風或側送風方案，以滿足設備的散熱需求。

6）對于上走線的橋架或線槽應可靠接地。

7）為保證上走線支吊架的安裝空間，建議通風空調的主風管不經過通號機房；為美觀統一，照明燈光線纜的橋架盡量與通號線纜橋架保持一致。

5 結語

通號機房3 種線纜走線方案各具特色、各有優缺點。本著貫徹“規劃建設為運營、運營服務為乘客”的理念，從為運營單位日常維護、升級改造便利性和線纜安全性著想，并結合工程實踐綜合考慮，采用上走線方案更加經濟、實用。國內一些城市（上海、深圳、蘇州等）軌道交通近期新建線路也對通信機房上走線進行了探索和嘗試。鑒于上走線方案的諸多優點，相信它在城軌通號機房建設中的應用會越來越廣。希望本研究能對城市軌道交通通號乃至弱電從業人員提供借鑒參考并有所裨益。