案例式教学在“综合布线系统设计”课程中的应用——火车站综合布线系统设计

扬州大学电气与能源动力工程学院 许慧，靳宏

建筑电气与智能化专业的课程中有很多属于工程设计类，这类课程需要掌握大量条例规定，比较抽象难懂，即便借助设备图片、操作视频等，以教师为主导一方的传统教学方式也很难获得理想的教学效果。

综合布线系统是把语音、数据、图像以及部分控制信号用统一的传输媒介进行传输，即采用一系列标准材料，以模块化的组合方式，敷设一套标准的通用布线系统。综合布线系统是建筑物弱电系统中不可缺少的一个子系统，对于现代化的建筑来说，就如建筑物内部的神经系统。因此对建筑物“综合布线系统”的设计是建筑电气与智能化专业学生不可或缺的专业技能。其教学同样存在着传统教学方式无法达到预期效果问题，而案例教学法[1]对于工程设计类课程是十分有效的。本文以学生生活中较为熟悉的火车站综合布线系统设计作为案例，在课堂授课中翻转课堂，使学生成为主导一方，收到了良好的教学效果。

一、案例的提出

随着轨道交通现代化的建设，高铁的普及，在所有的现代化出行方式中，火车以其快速，便捷、舒适、经济的优势成为绝大多数人的首选，人们对火车站的要求不仅仅限于乘车这一功能，候车、休息、吃饭等等延伸的要求愈加的高，随着需求的提升，火车站逐渐由多层、高层办公楼及部分公共建筑（如商铺、停车场、乘客中心、候车处、餐馆、旅馆）等组成的建筑组团。火车站的“人性化”智能化设计是现代城市建筑的一大特色部分。

本案例为火车站相关配套工程，位于某高铁站交通枢纽区，其主要功能包括售票处、候车处、乘客中心、行李寄存处、医护室、警备室、商铺、餐厅，以及停车场等。总用地面积为154321平方米，由5栋相连楼组成：1号楼为综合枢纽，总共有三层，占地21234平方米，包含店铺、管理用办公室、售补票以及改签窗口等；2号楼为办公用楼，总共有四层，占地14321平方米。其中，第一层有户籍办证大厅和超市等，户籍办证大厅为旅客提供临时身份证办理业务。第二、三、四层为办公区域，包括火车站工作人员办公室和会议室；3号楼为长途汽车停车楼，总共有两层，占地6543平方米，为公共交通车辆发车平台；4号为长途汽车停车配套楼，总共有三层，占地5678平方米，为驾驶员休息室；5号楼为公交车站，占地5678平方米，总共一层，为城市公交首、末站站台。

下面以“综合布线系统”设计中的系统总体设计为例，详细阐述基于火车站综合布线系统设计的案例教学法的具体实施步骤和注意事项。在教授综合布线系统总体设计相关条例条规之前，首先提出问题，引导学生带着问题就近参观火车站大楼或者翻阅火车站大楼相关资料，并分组讨论，初步给出每组的基本设计思路；其次，授课时教师可以对每组方案分别讲评，进而讲解综合布线系统总体设计中的相关条例条规；最后，指导学生在授课后继续修改设计方案，最终完成综合布线系统图和对应说明文档。

二、主要背景知识[2,3]

在进行综合布线系统设计时，一般应根据工程项目的性质、功能、环境条件和近期、远期需求设计综合布线系统的设施和管道、管线。综合布线系统设计的一般流程如下：获得建筑物的成套建筑方案和用户预期的信息通信方案；统计各个楼层的可用面积，根据实际需求计算出信息点数；计算各楼层的干线接线间数量，确定楼层接线间的位置；计算各楼层接线间的电缆对数、确定各楼层接线间的面积、为地下系统设计电缆布线管理、计算干线电缆的尺寸；计算连接管道尺寸、电缆管道大小和数量；向业主提出管道、设备间、楼层接线间供配电等设施建议；向业主提出防火、安全等措施建议；检验设计是否符合建筑物和安全的相关法规；画出施工图。

（一）综合布线系统信道、链路组成及缆线长度

综合布线系统的信道由最长90m的水平缆线、最长10m的跳线和设备缆线，以及最多4个连接器件组成；永久链路则由最长90m的水平缆线，以及最多3个连接器件组成。CP链路是楼层配线设备FD与集合点CP之间的传输线路。

（1）综合布线系统水平缆线与建筑物主干缆线及建筑群主干缆线之和所构成信道的总长度不应大于2000m。

（2）建筑物或建筑群配线设备之间（FD与BD、FD与CD、BD与BD、BD与CD之间）组成的信道出现4个连接器件时，主干缆线的长度不应小于15m。

（3）工作区设备缆线、电信间配线设备的跳线和设备缆线之和不应大于10m，当大于10m时，水平缆线长度（90m）应适当减少。

（4）楼层配线设备（FD）跳线、设备缆线及工作区设备缆线各自的长度不应大于5m。

（二）综合布线系统的分级及系统应用要求

综合布线系统工程的产品类别及链路、信道的等级确定应综合考虑建筑物的功能、应用网络、业务终端类型、业务的需求及发展、性能价格、现场安装条件等因素，布线系统等级与类别的选用应符合规范的要求。

（三）屏蔽布线系统的选用

选用屏蔽布线系统时应注意所采用的电缆、连接器件、跳线、设备电缆都应是屏蔽的，并应保持屏蔽层的连续性。以下情况适宜选用屏蔽系统：

（1）综合布线区域内存在的电磁干扰场强高于3V/m。

（2）用户对电磁兼容性有较高的要求（电磁干扰和防信息泄露），或需要网络安全保密。

（3）采用非屏蔽布线系统无法满足安装现场条件对缆线的间距要求。

三、问题分析和实施步骤[4]

授课前把案例中火车站配套工程平面图以及问题布置给学生，引导学生就近考察火车站或者翻阅相关资料，然后分组讨论，结合平面图给出初步的综合布线系统总体设计方案。系统总体设计要基于建筑物平面图，同时充分考虑各个工作区的功能性质。指导学生参观图书馆大楼的同时思考问题，比如：办公区的各个办公室可提供多少位老师办公？该办公室中还有没有打印机、传真机等其他设备需连入到网络中？是否需要预留信息插座？等等。

课堂教学时结合案例讲授相关条例条规，同时点评各组的课前设计。教授完毕相关基础知识之后，给出本案例中火车站综合布线系统的总体设计方案，组织同学分组讨论。本案例位于某高铁站交通枢纽区，为火车站的配套工程，总用地面积为134271平方米，总共包含5栋楼：1号综合枢纽站、2号办公楼、3号长途汽车停车楼、4号长途汽车配套楼、5号公交场站区。火车站办公与管理区域对信息与语音系统要求很高，所以本次综合布线系统采用的是语音和数据独立配线系统，来承载不同模式下的语音和数据传输运行。综合布线系统设计3套网络，公用外网、票务网、智能化专网。

（一）工作区子系统

本系统配置语音/数据终端出线盒，分别设于各商业、办公室、公共区域等。比如，1号楼为综合枢纽站，有售票口、旅客集散中心、包裹寄存、办公室、会议室以及店铺等。自助售票、人工售票口和检票口对于数据传输要求高，在每一个售票口、检票口处放置信息点，同时在人工售票口设置通讯接口。包裹寄存需要布置数据接口，在店铺需要放置数据、语音以及外网接口。办公室和会议室布置数据和语音接口。2号楼为办公楼，有店铺、办公室、会议室。办公室、会议室需要布置数据传输、语音传输信息点，店铺则需要布置数据传输、语音传输、外部网络信息点。4号楼为长途汽车停车配套楼，为司机休息室，需要布置语音传输和外部网络信息点。

（二）水平子系统

水平子系统从各弱电间内引至用户终端。每栋楼内各楼层弱电间分别向其管理区内的信息插座直接配线，数据和语音信号传输线缆均采用六类四对非屏蔽双绞线。

（三）垂直子系统

通信线缆、网络光缆经通讯设备及信息交换设备后通过金属线槽引至各弱电竖井及各地下室弱电间的楼层配线架。信息网络机房通过单模光纤及大对数电缆与各楼层设备管理间(弱电间)连接。

（四）管理子系统和设备间子系统

综合布线系统的设备间位于2号楼地下一层的信息网络机房。对其进行设计，使之提供智能化系统的控制与管理，以确保电子计算机系统稳定可靠运行，保障机房工作人员有良好的工作环境，做到经济合理、安全适用。

（五）进线间子系统

由电信等通信网络运营商处引来通信入户铜缆及信息网络入户光纤进入地下一层通信网络电话机房。

授课后引导学生运用上课所学到的知识，对课前的设计方案进行修改，并且绘制系统图，撰写报告。

四、结束语

案例式教学法是一种以学生为主导的教学方式，具有开放和互动的特点。传统的以教师为主导的教学方式注重教导学生“怎么做”，对于工程设计类课程来说并不适用。而案例式教学法注重引导学生自己思考“如何做”，不仅教授了知识，还培养了能力。适用于“综合布线系统设计”这类工程实践性较强的课程。