軌道交通民用通信機房配套建設(shè)探討

馮海平

上海郵電設(shè)計咨詢研究院有限公司 上海 200060

引言

鐵塔公司成立以前，軌道交通民用通信均采用各運營商自建模式。近年來隨著通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、通信資源共建共享的大力推廣和實踐，已采用由鐵塔公司牽頭建設(shè)民用通信配套系統(tǒng)，運營商負(fù)責(zé)建設(shè)信源部分的建設(shè)模式。

軌道交通通信系統(tǒng)一般包括專用專用通信系統(tǒng)、民用通信系統(tǒng)和公安同系統(tǒng)等，不同的通信系統(tǒng)對機房的需求都有諸多不同和特殊要求，本文僅對民用通信系統(tǒng)對機房的需求進行探討。

1 機房選擇原則

機房是為軌道交通民用通信系統(tǒng)設(shè)備提供穩(wěn)定、可靠、適宜的運行環(huán)境和安裝條件的場所, 并為通信設(shè)備運營、維護、應(yīng)急搶修及后續(xù)設(shè)備改造提供操作空間。機房的選擇應(yīng)遵循以下原則：首先，機房應(yīng)盡量靠近站廳站臺，使饋線、光纜、電力電纜等走線距離最短，損耗最小。其次，機房應(yīng)考慮防水、防火、防塵、防噪聲、防電磁、防強電等因素，盡量布置在遠(yuǎn)離地鐵站內(nèi)變電所且靠近車站值班室的位置；最后，機房凈高、面積、環(huán)境、承重等應(yīng)滿足民用通信設(shè)備的安裝要求，機房結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足壁掛設(shè)備、落地機架及電池設(shè)備的安裝要求[1]。

2 機房配套要求

綜合考慮軌道交通民用機房的面積、形狀及機房設(shè)備布置、布線要求等，機房的建設(shè)應(yīng)盡量統(tǒng)一，對機房裝修、機架排列、空間預(yù)留、線纜敷設(shè)、設(shè)備供電、設(shè)備接 地等進行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。

2.1 機房設(shè)備布置及面積

機房機柜的排列應(yīng)力求機房布局合理、美觀，建議采用統(tǒng)一樣式和規(guī)格的機柜。

2.1.1 不同運營商的機柜應(yīng)排列在同一列，機房具備條件的，可以按每個運營商占用一列機位排列。

2.1.2 若部分機柜深度較大，建議僅這些機柜統(tǒng)一采用較深的機柜，并集中統(tǒng)一排列，其余機架采用普通規(guī)格。

2.1.3 光/電纜配線機柜建議布置在機房相對中心位置，便于向機房機柜敷設(shè)線纜，同一功能的機柜建議排列在一列。

2.1.4 為保證設(shè)備安裝、替換、維護、維修的操作空間和設(shè)備散熱性能, 機柜列與列之間、機柜與墻面之間都應(yīng)保證具有足夠空間。

2.1.5 機柜排列應(yīng)考慮預(yù)留機位空間。按照上述機房機柜布置原則，綜合考慮運營商設(shè)備、鐵塔公司的配套電源設(shè)備、傳輸設(shè)備、空機柜、資產(chǎn)公司相關(guān)設(shè)備以及預(yù)留機位空間，建議機房有效使用面積應(yīng)不小于40㎡，房形建議為矩形，凈空高度要求不低于2.8米，由地鐵方提供。

2.2 機房電源

為保證本工程各系統(tǒng)的正常工作，滿足各通信運營商系統(tǒng)設(shè)備的電源需求，機房需設(shè)置一套完整的電源及接地系統(tǒng)，給機房內(nèi)外設(shè)備提供可靠、冗余和安全的交流或直流電源，以確保人身和通信設(shè)備的安全，保證設(shè)備的正常運行。

2.2.1 供電負(fù)荷。各機房供電負(fù)荷應(yīng)考慮三家運營商以及鐵塔公司的用電進行計算，一般應(yīng)考慮運營商機房無線設(shè)備、傳輸設(shè)備用電、地鐵站兩側(cè)隧道漏纜開斷處設(shè)備用電以及鐵塔公司電源設(shè)備用電、機房照明及空調(diào)用電、其他用電等。

機房供電均要求按一級負(fù)荷供電，一般可以按照60kW負(fù)荷（按三家運營商每家20kW計算）要求提供兩路獨立、可靠的三相五線制交流電源，交流輸入電源電壓的波動范圍為：380V±10%。

2.2.2 交流供電系統(tǒng)。機房采用二路市電供電，交流供電系統(tǒng)包括交流隔離箱、交流自切配電柜、交流擴展配電柜、-48V直流電源柜、蓄電池組等。

機房由一路市電供電，當(dāng)一路市電停電，ATS自動切換至另一路市電工作；當(dāng)二路市電停電時，由蓄電池組供電。

機房交流配電設(shè)備的配置應(yīng)滿足遠(yuǎn)期容量需求。

2.2.3 直流供電系統(tǒng)。機房直流供電系統(tǒng)由高頻開關(guān)組合電源架和蓄電池組組成。

直流供電系統(tǒng)采用帶負(fù)荷恒壓充電的全浮充方式。交流電源正常工作時，由開關(guān)電源和蓄電池并聯(lián)浮充供電，如果交流電源中斷，則由蓄電池直接供電；交流電源恢復(fù)后，開關(guān)電源恢復(fù)供電，并對蓄電池組充電。

直流用電量的配置應(yīng)綜合考慮移動、電信和聯(lián)通三網(wǎng)設(shè)備配置的理論負(fù)荷及蓄電池的浮充電流并考慮運營商要求預(yù)留一定的容量。

2.3 機房走線架及孔洞

2.3.1 機房走線架。機架建議采用上走線方式，機架應(yīng)與地面固定，并與走線架加固連接，機架間應(yīng)相互連接，同時考慮抗震加固措施，按設(shè)備廠家要求進行安裝及調(diào)測。

為保證上走線吊架的安裝, 建議車站通風(fēng)空調(diào)的主風(fēng)管不經(jīng)過通信機房。

機房內(nèi)設(shè)置雙層走線架，信號線纜、電源線分別位于上下層走線架上；走線架寬度為 400mm，走線架高度應(yīng)根據(jù)機房的實際高度進行調(diào)整, 一般要求下層走線架下沿距機柜頂部距離為150mm，上下層走線架之間間距為200mm，安裝位置應(yīng)有利于機架走線的布放。

電纜走線架安裝應(yīng)與端墻固定或沿墻加固并視機房條件采用房頂?shù)鯍旎虻孛嬷?，使其牢固固定。如果是在原有走線架上方再新增一層走線架，新增走線架與原有走線架之間須間隔200mm以上。

2.3.2 機房饋線窗。饋線窗位置應(yīng)根據(jù)設(shè)備列擺放位置及鐵塔與機房相對位置綜合進行確定，盡量減少饋線在室內(nèi)的長度、轉(zhuǎn)彎和扭轉(zhuǎn)。饋線孔洞盡量不要開在樓頂，以防漏水。饋線孔洞位置應(yīng)考慮室內(nèi)外施工的方便性。饋線窗應(yīng)與房體可靠連接，并應(yīng)嚴(yán)格密封，以防雨水、灰塵進入。

饋線窗下沿與走線架上沿同高，孔洞尺寸推薦400×400mm。

2.3.3 電纜孔洞。電纜孔洞當(dāng)電纜采用架空方式引入時，可利用饋線窗上的電纜孔或在機房側(cè)墻上另外開孔。當(dāng)電纜從機房地面下引入時，應(yīng)通過預(yù)埋管方式敷設(shè)。

2.4 機房承重及抗震加固

一般情況下，機房的均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)小于6.0KN/m2，局部擺放電池的區(qū)域不應(yīng)小于10.0KN/m2，如有特殊需求，應(yīng)按實際的工藝要求進行設(shè)計。

安裝設(shè)備、天饋線和蓄電池時需采取抗震加固措施，確保通信安全。

2.5 機房照明

為保證機房內(nèi)照明亮度要求，需提前協(xié)調(diào)燈具的安裝位置,避免燈具安裝在機柜正上方，影響機柜前、后部的照明亮度，避免燈光被走線架和線槽遮擋。

根據(jù)機房照明要求及迪特建設(shè)方的建議，機房采用控照式燈具，T5熒光燈光源離地面0.8m水平面上照度50 lx。

燈具采用機架列間吸頂或管吊安裝方式，光源宜分列手動控制。

2.6 機房空調(diào)及環(huán)境監(jiān)控

2.6.1 機房空調(diào)。機房的氣流組織可采用側(cè)下方送風(fēng)、上方排風(fēng)的方式,避免排風(fēng)口設(shè)置在機柜正上方。若不具備側(cè)下送風(fēng)條件, 則可采用上送風(fēng)、上排風(fēng)方式。此方式需在設(shè)計階段與通風(fēng)空調(diào)專業(yè)協(xié)調(diào)風(fēng)管和上走線橋架的安裝位置, 避免風(fēng)管與橋架位置重疊, 影響制冷和散熱效果。

建議空調(diào)由地鐵建設(shè)方統(tǒng)一安裝，如需鐵塔自行假設(shè)，地鐵建設(shè)方應(yīng)提供空調(diào)外機安裝位置以及排冷凝水管孔等；

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)無線設(shè)備和傳輸設(shè)備對機房環(huán)境的要求，機房室內(nèi)溫度范圍建議為10℃～30℃，濕度范圍為20%～85%。

2.6.2 動力環(huán)境監(jiān)控。根據(jù)鐵塔公司建設(shè)意見，機房應(yīng)設(shè)置動力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備。動力環(huán)境監(jiān)控主要包括對電源設(shè)備、空調(diào)設(shè)備及環(huán)境的監(jiān)控。

動力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備主要功能如下：

第一，通過傳感器監(jiān)控機房內(nèi)的溫濕度、電源電流、電壓、門禁、水浸、消防、空調(diào)情況。

第二，收集被監(jiān)控設(shè)備及機房環(huán)境的運行參數(shù)和工作狀態(tài)、故障告警，主動上傳告警以及告警恢復(fù)信息。

第三，具有自診斷功能，對于數(shù)據(jù)混亂，通信干擾等可自動恢復(fù)，并實現(xiàn)設(shè)備故障主動上告信息。

第四，能通過智能協(xié)議轉(zhuǎn)換適應(yīng)鐵塔公司各類智能設(shè)備。

第五，具備遠(yuǎn)程重啟功能。

2.7 機房工藝要求

根據(jù)民用通信設(shè)備對機房的要求以及地鐵建設(shè)方的設(shè)計規(guī)范，機房應(yīng)滿足以下工藝要求：

2.7.1 機房應(yīng)嚴(yán)禁漏水、滲水，機房地面應(yīng)光潔、耐磨、耐壓、不起塵。地面材料建議采用防靜電漆，墻面及頂棚建議涂淺色無光油漆。

2.7.2 機房最低凈高應(yīng)不低于2.8米，機房門外開寬度宜大于900mm，并配有安全門鎖。

2.7.3 機房地面、墻、天花板及門窗應(yīng)按通信機房要求進行改造、裝修。

2.7.4 機房地面負(fù)荷、機房照度及防雷接地設(shè)施應(yīng)滿足通信機房要求，機房應(yīng)配置空調(diào)設(shè)備。

2.7.5 機房內(nèi)應(yīng)設(shè)煙霧告警及滅火裝置，安裝（單相、三相）電源插座，配置具有高溫、斷電、火警及防盜等報警功能的設(shè)備，以符合無人值守機房要求。

2.8 防雷與接地

通信局（站）的接地必須采用聯(lián)合接地的方式。

接地線與設(shè)備及接地排連接時必須加裝銅接線端子，并必須壓（焊）接牢固。接地線中嚴(yán)禁加裝開關(guān)或熔斷器。

為了確保人員安全及設(shè)備正常工作，移動通信基站須采用防雷措施。必須選用經(jīng)過國家認(rèn)可的第三方檢測部門測試合格的防雷器，纜線嚴(yán)禁系掛在避雷網(wǎng)或者避雷帶上。

新建機房應(yīng)設(shè)置室內(nèi)接地排，承接機房內(nèi)各設(shè)備工作接地線和保護接地線。

出入民用通信機房的鎧裝光纜，應(yīng)將纜內(nèi)的金屬構(gòu)件在終端處接地；連接室外天線的射頻電纜，加裝饋線防雷保護器；室內(nèi)區(qū)域的天饋線，加裝饋線接地件。

2.9 安全生產(chǎn)

通信工程應(yīng)遵守《通信建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理規(guī)定》，堅持安全第一，預(yù)防為主、綜合治理的方針，確保通信工程建設(shè)安全生產(chǎn)。

2.10 消防安全與節(jié)能環(huán)保

機房應(yīng)按消防安全要求配置必要的防火告警系統(tǒng)及滅火設(shè)備。

電信機房的內(nèi)墻及頂棚裝修材料的燃燒性能等級應(yīng)為A級，地面裝修材料的燃燒性能等級不應(yīng)低于B1級。

機房所用設(shè)備應(yīng)符合國家對通信產(chǎn)品的節(jié)能要求，基站設(shè)計符合國家規(guī)定的電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)，做好廢氣、廢水、噪聲等防治工作，推進設(shè)備環(huán)保包裝，提倡使用綠色環(huán)保包裝材料，保護環(huán)境[2]。

3 結(jié)束語

地鐵民用通信應(yīng)在與地鐵建設(shè)方充分溝通協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上選用，確保機房位置合理、環(huán)境滿足要求、利于機房引電和設(shè)備維護。機房機架的排列應(yīng)有層次，不同運營商的設(shè)備建議布置在不同機列，運營商共用設(shè)備可以集中放置，設(shè)備列間距應(yīng)能保證設(shè)備的擴容、維修和替換的操作空間。機房裝修必須綜合考慮機房承重、設(shè)備安全、線纜路由、照明等綜合因素，特別注意消防安全、節(jié)能、安全生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，以滿足民用通信對機房的各種需求，便于運營商安全、高效使用機房及對機房設(shè)備進行維護。