建筑物中通信设备在地震作用下的安全性分析

 

         通信系统的正常工作既关乎民生，又关乎社会发展、国家安全。通信保障工作已成为维持社会正常良性运转的基础设施。然而由于地震等自然灾害的影响，很容易对通信系统造成崩溃性毁坏，不仅影响我们的正常生活和工作，在自然灾害下，由于通信系统的损毁，致使通信中断，很可能对灾难救援产生严重阻碍，对人民的生命和财产安全造成重大损失。我国历次地震中，由于通信系统中断和损毁，对生命救援造成的困难和影响给我们敲响了警钟，加强通信系统的抗震能力分析和研究以及通信设备的抗震防护能力保障即是生命工程也是安全工程。本文主要以建筑中通信设备在地震作用下的安全性为切入点就建筑物中通信设备的抗震防护能力保障工作做进一步分析。

 

         建筑物中通信设备的抗震设防，包括通信设备所在建筑物的抗震能力、通信设备自身的抗震性能以及通信设备安装抗震加固三个方面[1]，这关系到整个通信网络在地震中的功能实现，是通信网络抗震防灾的重中之重。通信设备的抗震设防包括以下三个方面：

         第一、通信设备所在建筑物的抗震能力设计是通信设备抗震能力的第一道保护，也是通信设备安全性的重要战略考虑。建筑物的抗震等级越高，通信设备受到的损害也就越小，所以通信设备安放的建筑物的抗震设计就显得非常重要。

         第二、电信设备的抗震性能。主要从设备本身的整体性和稳定性、设计选择适当的动力特性等来考虑，尽量降低设备的重心高度，选择合适的连接方式，插接件和电路板的刚性连接要牢固，各种连接线的软连接长度和韧性要适中。

         第三、电信设备的安装抗震设计。根据抗震计算，解决对地加固和对建筑物的柱、墙等安装加固的问题，提高设备安装的刚性和稳定性；注意提高走线架的安装强度，防止扭伤和拉断电缆。

 

         首先要选好场地，从防震抗震角度看，应该避开那些将来可能遭受严重地震灾害的地方，选择那些可能不发生大地震或遭受地震灾害较轻的地方。尽量避开地震活动断裂带交汇地区，强地震活动区，地下有溶洞的地方，古河道和旧池塘、地势高陡的山坡等工程建设的地震危险区[2]。要搞好通信建筑的抗震设防工作，通信建筑的抗震能力是电信设备抗震设防的基础和前提。

         （1）地基的选取和处理。地基应选在基岩上、大块碎石层上或均匀密实的土层上，避开山坡地、古河道沙滩、谷底陡坡等。若无法避开，做地基时要加以特殊处理，务求地基扎实牢固。

         （2）整体性要求。整体性要求建筑物体形简单不对称、不置高门脸、装饰物等，其重量和刚度要均匀对称，做到地基、柱子、墙体、屋顶联结一体，各种管道设备尽量不要预埋墙内。

         （3）重心的设计。建筑物应做到下重上轻，屋盖、墙体应尽量采用轻质高强材料，建筑重量随层高而递减，墙体要少、要薄。

 

         1、通信设备震害的主要成因

         通信设备抗震性能质量监督检测中心，通过对几十种通信设备抗震性能质量检测的综合分析认为，震害的主要原因大致可归纳为以下几点。

         （1）设备体形细高，其固有频率低，大部分都在10Hz以内，在地震波的卓越频率范围内，且阻尼比小（小变形时测试，一般为5左右），因此，地震时的动力反应较大。

         （2）通信设备的部件之间，设备与其支架之间以及设备与设备之间采用了硬联结，地震时，因相互耦联制约易产生断裂。

         （3）通信设备的重心偏高，当地震来临时，尤其当日波对设备剪切力较大时，设备就会产生较大的弯矩，使设备出现倒塌和倾倒，从而使组件和连接部分出现破坏。

         （4）通信设备在机房内布置时多采用多个单体互连形式，底部未采用任何固定方式。那么，当地震波作用于设备上时，设备破坏的概率就会明显增大。

         2、提高通信设备的抗震能力的方法

         （1）要提高设备本身的整体性和稳定性。

         根据设备的总重量，选择合适的设备主框架，把各个设备组件稳定地连接成一体，各种连接线采用软连接，使成型设备具有较好的整体性和稳定性。

         （2）降低设备的重心高度，提高设备的连接刚度

         在设计时，要尽量降低设备本身的高度和重心。当抗震设备防烈度为7度及其以上，或者工程建设场地条件很差时，电信设备应采用低位式或落地式布置，以有效降低设备的重心。在设备固定时，要提高设备底部的连接强度。

         （3）加装减震器或阻尼器。

         在必要的时候可以在电信设备的主框架上加装减震器或阻尼器，使之地震时可以吸收一部分地震能量，减小传到电信设备上的地震作用。只有这样才能使得地震来临时通信设备的损害降低到最小。

 

         必须建立起高效的应急救援组织结构，成立破坏性地震保障领导小组，下设办公室，设在运行监督及互联互通部。地震发生期间，要严格执行24小时值班制度。特别是要保证值班人员的通信工具，要求维护人员除随身必备公务手机外，还需配备第三方运营商手机。值班人员要经常检查除各个通信公司移动电话的通信状态，避免出现欠费、电量不足的意外情况。

         应急处理的首要原则是恢复通信，尽全力缩短故障时间。具体处理应遵循先抢通、后分析，先局内、后局外，先本端、后对端，先交换（无线）、后传输的原则进行处理[3]。在紧急情况发生时，除尽快采取有效措施进行处理外，还应立即逐级上报上级主管部门。对于各种无法处理的情况，应立即报告相关部门，以便及时得到有效的技术支持和帮助。

         指挥调度小组必须及时响应、处理各种网络应急事件，确保网络系统安全运行。对所有处理的事件要有详细记录，并定期提交给上级应急领导小组。遇到不能判定或特殊情况，须及时向上级应急领导小组说明，由上级协调相关单位进行处理。

         确保应急事件处置系统和信息数据存放于安全的网络环境中，并定期进行备份。确保网络与信息安全相关文件，数据的保密性，非相关人员不得接触此类文件和数据[4]。信息交流必须确保安全性，防止因中间环节疏漏造成信息泄密。确保应急办公室的安全性，非相关的人员不得进入办公场所。

         对地震的预防与灾害发生后的处理，应做到以下几个方面。

         对房屋、通信铁塔的抗震能力定期检查，凡不符合抗震要求的，特别是通信机房应尽早进行抗震加固；对机房内安装的通信设备的抗震加固措施，是否符合抗震标准应进行普查。

         如果发生的地震等级比较低，对中心机房的建筑造成部分损坏，影响到了设备的正常运行，维护人员应尽快恢复设备的基本运行，然后再对各个模块逐步进行检查、恢复。

         如果发生的地震等级比较高，对中心机房造成了破坏性的影响，维护人员应先确认哪个系统破坏比较小，能够恢复基本业务，就先对哪个系统进行抢修，尽快恢复其基本业务，然后逐步进行恢复，对其他中心机房的业务，能够通过其他交换机分担或迂回的，应尽快进行相关局数据或电路的调整，以保证业务能够尽快开通。

         除根据受灾程度重点恢复重要通信建筑外，还要保障对外联络系统的畅通，同时派专人抢通党、政机关和等重要部门的通信。

 

         [1]汲书强,黄维学,周金荣等.从汶川地震通信工程的震害中探讨通信建设的抗震防灾措施[C].//中国通信学会通信建设工程技术委员会2010年年会论文集.2010:131-135.

         [2]李敬.通信工程设备设施的抗震对策[J].山西建筑,2009,35(24):86-87.DOI:10.3969/j.issn.1009-6825.2009.24.052.

         [3]杜鹏.室内通信设备地震易损性分析[J].华南地震,2011,31(1):98-103.DOI:10.3969/j.issn.1001-8662.2011.01.013.

         [4]汲书强.国外通信设备抗震性能鉴定对振动台设备的要求[J].世界地震工程,2012,28(4):105-110.