案例式教學在“綜合布線系統設計”課程中的應用
——火車站綜合布線系統設計

揚州大學電氣與能源動力工程學院 許慧，靳宏

建筑電氣與智能化專業的課程中有很多屬于工程設計類，這類課程需要掌握大量條例規定，比較抽象難懂，即便借助設備圖片、操作視頻等，以教師為主導一方的傳統教學方式也很難獲得理想的教學效果。

綜合布線系統是把語音、數據、圖像以及部分控制信號用統一的傳輸媒介進行傳輸，即采用一系列標準材料，以模塊化的組合方式，敷設一套標準的通用布線系統。綜合布線系統是建筑物弱電系統中不可缺少的一個子系統，對于現代化的建筑來說，就如建筑物內部的神經系統。因此對建筑物“綜合布線系統”的設計是建筑電氣與智能化專業學生不可或缺的專業技能。其教學同樣存在著傳統教學方式無法達到預期效果問題，而案例教學法[1]對于工程設計類課程是十分有效的。本文以學生生活中較為熟悉的火車站綜合布線系統設計作為案例，在課堂授課中翻轉課堂，使學生成為主導一方，收到了良好的教學效果。

一、案例的提出

隨著軌道交通現代化的建設，高鐵的普及，在所有的現代化出行方式中，火車以其快速，便捷、舒適、經濟的優勢成為絕大多數人的首選，人們對火車站的要求不僅僅限于乘車這一功能，候車、休息、吃飯等等延伸的要求愈加的高，隨著需求的提升，火車站逐漸由多層、高層辦公樓及部分公共建筑（如商鋪、停車場、乘客中心、候車處、餐館、旅館）等組成的建筑組團。火車站的“人性化”智能化設計是現代城市建筑的一大特色部分。

本案例為火車站相關配套工程，位于某高鐵站交通樞紐區，其主要功能包括售票處、候車處、乘客中心、行李寄存處、醫護室、警備室、商鋪、餐廳，以及停車場等。總用地面積為154321平方米，由5棟相連樓組成：1號樓為綜合樞紐，總共有三層，占地21234平方米，包含店鋪、管理用辦公室、售補票以及改簽窗口等；2號樓為辦公用樓，總共有四層，占地14321平方米。其中，第一層有戶籍辦證大廳和超市等，戶籍辦證大廳為旅客提供臨時身份證辦理業務。第二、三、四層為辦公區域，包括火車站工作人員辦公室和會議室；3號樓為長途汽車停車樓，總共有兩層，占地6543平方米，為公共交通車輛發車平臺；4號為長途汽車停車配套樓，總共有三層，占地5678平方米，為駕駛員休息室；5號樓為公交車站，占地5678平方米，總共一層，為城市公交首、末站站臺。

下面以“綜合布線系統”設計中的系統總體設計為例，詳細闡述基于火車站綜合布線系統設計的案例教學法的具體實施步驟和注意事項。在教授綜合布線系統總體設計相關條例條規之前，首先提出問題，引導學生帶著問題就近參觀火車站大樓或者翻閱火車站大樓相關資料，并分組討論，初步給出每組的基本設計思路；其次，授課時教師可以對每組方案分別講評，進而講解綜合布線系統總體設計中的相關條例條規；最后，指導學生在授課后繼續修改設計方案，最終完成綜合布線系統圖和對應說明文檔。

二、主要背景知識[2,3]

在進行綜合布線系統設計時，一般應根據工程項目的性質、功能、環境條件和近期、遠期需求設計綜合布線系統的設施和管道、管線。綜合布線系統設計的一般流程如下：獲得建筑物的成套建筑方案和用戶預期的信息通信方案；統計各個樓層的可用面積，根據實際需求計算出信息點數；計算各樓層的干線接線間數量，確定樓層接線間的位置；計算各樓層接線間的電纜對數、確定各樓層接線間的面積、為地下系統設計電纜布線管理、計算干線電纜的尺寸；計算連接管道尺寸、電纜管道大小和數量；向業主提出管道、設備間、樓層接線間供配電等設施建議；向業主提出防火、安全等措施建議；檢驗設計是否符合建筑物和安全的相關法規；畫出施工圖。

（一）綜合布線系統信道、鏈路組成及纜線長度

綜合布線系統的信道由最長90m的水平纜線、最長10m的跳線和設備纜線，以及最多4個連接器件組成；永久鏈路則由最長90m的水平纜線，以及最多3個連接器件組成。CP鏈路是樓層配線設備FD與集合點CP之間的傳輸線路。

（1）綜合布線系統水平纜線與建筑物主干纜線及建筑群主干纜線之和所構成信道的總長度不應大于2000m。

（2）建筑物或建筑群配線設備之間（FD與BD、FD與CD、BD與BD、BD與CD之間）組成的信道出現4個連接器件時，主干纜線的長度不應小于15m。

（3）工作區設備纜線、電信間配線設備的跳線和設備纜線之和不應大于10m，當大于10m時，水平纜線長度（90m）應適當減少。

（4）樓層配線設備（FD）跳線、設備纜線及工作區設備纜線各自的長度不應大于5m。

（二）綜合布線系統的分級及系統應用要求

綜合布線系統工程的產品類別及鏈路、信道的等級確定應綜合考慮建筑物的功能、應用網絡、業務終端類型、業務的需求及發展、性能價格、現場安裝條件等因素，布線系統等級與類別的選用應符合規范的要求。

（三）屏蔽布線系統的選用

選用屏蔽布線系統時應注意所采用的電纜、連接器件、跳線、設備電纜都應是屏蔽的，并應保持屏蔽層的連續性。以下情況適宜選用屏蔽系統：

（1）綜合布線區域內存在的電磁干擾場強高于3V/m。

（2）用戶對電磁兼容性有較高的要求（電磁干擾和防信息泄露），或需要網絡安全保密。

（3）采用非屏蔽布線系統無法滿足安裝現場條件對纜線的間距要求。

三、問題分析和實施步驟[4]

授課前把案例中火車站配套工程平面圖以及問題布置給學生，引導學生就近考察火車站或者翻閱相關資料，然后分組討論，結合平面圖給出初步的綜合布線系統總體設計方案。系統總體設計要基于建筑物平面圖，同時充分考慮各個工作區的功能性質。指導學生參觀圖書館大樓的同時思考問題，比如：辦公區的各個辦公室可提供多少位老師辦公？該辦公室中還有沒有打印機、傳真機等其他設備需連入到網絡中？是否需要預留信息插座？等等。

課堂教學時結合案例講授相關條例條規，同時點評各組的課前設計。教授完畢相關基礎知識之后，給出本案例中火車站綜合布線系統的總體設計方案，組織同學分組討論。本案例位于某高鐵站交通樞紐區，為火車站的配套工程，總用地面積為134271平方米，總共包含5棟樓：1號綜合樞紐站、2號辦公樓、3號長途汽車停車樓、4號長途汽車配套樓、5號公交場站區。火車站辦公與管理區域對信息與語音系統要求很高，所以本次綜合布線系統采用的是語音和數據獨立配線系統，來承載不同模式下的語音和數據傳輸運行。綜合布線系統設計3套網絡，公用外網、票務網、智能化專網。

（一）工作區子系統

本系統配置語音/數據終端出線盒，分別設于各商業、辦公室、公共區域等。比如，1號樓為綜合樞紐站，有售票口、旅客集散中心、包裹寄存、辦公室、會議室以及店鋪等。自助售票、人工售票口和檢票口對于數據傳輸要求高，在每一個售票口、檢票口處放置信息點，同時在人工售票口設置通訊接口。包裹寄存需要布置數據接口，在店鋪需要放置數據、語音以及外網接口。辦公室和會議室布置數據和語音接口。2號樓為辦公樓，有店鋪、辦公室、會議室。辦公室、會議室需要布置數據傳輸、語音傳輸信息點，店鋪則需要布置數據傳輸、語音傳輸、外部網絡信息點。4號樓為長途汽車停車配套樓，為司機休息室，需要布置語音傳輸和外部網絡信息點。

（二）水平子系統

水平子系統從各弱電間內引至用戶終端。每棟樓內各樓層弱電間分別向其管理區內的信息插座直接配線，數據和語音信號傳輸線纜均采用六類四對非屏蔽雙絞線。

（三）垂直子系統

通信線纜、網絡光纜經通訊設備及信息交換設備后通過金屬線槽引至各弱電豎井及各地下室弱電間的樓層配線架。信息網絡機房通過單模光纖及大對數電纜與各樓層設備管理間(弱電間)連接。

（四）管理子系統和設備間子系統

綜合布線系統的設備間位于2號樓地下一層的信息網絡機房。對其進行設計，使之提供智能化系統的控制與管理，以確保電子計算機系統穩定可靠運行，保障機房工作人員有良好的工作環境，做到經濟合理、安全適用。

（五）進線間子系統

由電信等通信網絡運營商處引來通信入戶銅纜及信息網絡入戶光纖進入地下一層通信網絡電話機房。

授課后引導學生運用上課所學到的知識，對課前的設計方案進行修改，并且繪制系統圖，撰寫報告。

四、結束語

案例式教學法是一種以學生為主導的教學方式，具有開放和互動的特點。傳統的以教師為主導的教學方式注重教導學生“怎么做”，對于工程設計類課程來說并不適用。而案例式教學法注重引導學生自己思考“如何做”，不僅教授了知識，還培養了能力。適用于“綜合布線系統設計”這類工程實踐性較強的課程。