摘要：福廈客專5G網(wǎng)絡(luò)無線主設(shè)備項(xiàng)目在規(guī)劃建設(shè)中面臨首座高鐵跨海大橋覆蓋、首次大型下沉站臺(tái)覆蓋、高速動(dòng)車通信配套可靠性等技術(shù)挑戰(zhàn)，通過創(chuàng)新設(shè)備安裝規(guī)范、下沉大層站臺(tái)設(shè)備安裝和450 km/h高速列車需求的偏置式漏纜固定方案等解決方案，成功克服了技術(shù)難題。項(xiàng)目的管理創(chuàng)新與數(shù)智化應(yīng)用提升了施工效率和管理水平，確保了高質(zhì)量的工程交付。福廈客專的5G網(wǎng)絡(luò)開通顯著提升了專項(xiàng)場景的用戶網(wǎng)絡(luò)使用感知，為未來高鐵建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：福廈客專；跨海大橋；高鐵技術(shù)；數(shù)智化應(yīng)用

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.09.044

中圖分類號(hào)：TN 929.53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編碼：1672-7274（2024）09-0-04

China's First 5G Cross-ocean High Speed Railway

ZHU Minghong

（China Mobile Fujian Co.， Ltd. Quanzhou Branch， Quanzhou 362000， China）

Abstract： Fuxia Passenger Dedicated 5G wireless main equipment project in the planning and construction of the first high-speed cross-sea bridge cover， first large sinking platform， high-speed train communication reliability and other technical challenges， through innovation equipment installation specification， sinking large layer platform equipment installation and 450 km/h high-speed train demand bias leakage cable fixed solution， successfully overcome the technical problems. The management innovation and digital intelligence application of the project improve the construction efficiency and management level， and ensure the high-quality project delivery. The 5G opening of Fuzhou-Xiamen passenger CentevGIsvMpJvkg0N2ShqpGxhtOK89BLXrXRrP1aZyuKkzI=r has significantly improved the user network use perception in special scenarios and provided valuable experience for the future high-speed railway construction.

Keywords： Fuzhou-Xiamen passenger railway; sea bridge; high-speed rail technology; digital intelligence application

1 研究背景

為促進(jìn)福建省福州和廈門兩座城市的緊密連接，打造一個(gè)經(jīng)濟(jì)、文化、生活高度融合的區(qū)域，福廈“一小時(shí)生活圈”項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。福廈客專作為福建省內(nèi)首條時(shí)速350 km的高鐵線路，全長274.8 km，包含85座橋梁和33座隧道，將福州至廈門的列車運(yùn)行時(shí)間縮短至1小時(shí)以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了兩地間的“一小時(shí)生活圈”[1]。

福廈“一小時(shí)生活圈”項(xiàng)目的建設(shè)是推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展的重要舉措。通過縮短福州和廈門兩地的交通時(shí)間，項(xiàng)目將顯著提升兩地居民的生活質(zhì)量，促進(jìn)人員、資金、信息等要素的自由流動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。此外，使廈門、漳州、泉州閩南經(jīng)濟(jì)帶形成“半小時(shí)交通圈”，將成為省內(nèi)商務(wù)高端用戶出行的首選，使5G分流比顯著高于大網(wǎng)，需進(jìn)行高鐵沿線的5G信號(hào)覆蓋建設(shè)工程。

2 規(guī)劃建設(shè)中的技術(shù)挑戰(zhàn)

2.1 首座高鐵跨海大橋覆蓋

福廈客專是國內(nèi)首條跨海高鐵線路，全線包括3座跨海大橋，總長度超過20 km，其中泉州灣跨海大橋和湄洲灣跨海大橋分別長達(dá)8.96 km和10.8 km。

作為國內(nèi)首條跨海高鐵，大橋采用預(yù)制塊模式建設(shè)，通信施工不能損壞大橋主體結(jié)構(gòu)，無法在橋上建設(shè)抱桿，常規(guī)天線和漏纜方案均無法實(shí)施，同時(shí)跨海大橋的長度和跨度巨大，海上施工環(huán)境惡劣，風(fēng)浪潮流變化多端，對施工設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性帶來巨大挑戰(zhàn)。此外，高鐵高速運(yùn)行對通信系統(tǒng)的要求極高，需要確保信號(hào)覆蓋的連續(xù)性和穩(wěn)定性，而在跨海大橋這種特殊環(huán)境中，信號(hào)的傳輸和覆蓋難度顯著增加。

2.2 首次定標(biāo)大型下沉站臺(tái)覆蓋方案

福廈客專線路設(shè)計(jì)中包含多個(gè)下沉站臺(tái)，這些站臺(tái)位于站房下方，是國內(nèi)最大雙子型改擴(kuò)建站房之一。全線共設(shè)13站臺(tái)27線，年旅客發(fā)送量將突破5 000萬人次。

下沉站臺(tái)的建設(shè)需要在地下進(jìn)行大量施工，施工難度和技術(shù)要求較高，尤其是在應(yīng)對超大型站臺(tái)站廳下方的復(fù)雜環(huán)境時(shí)。超大站臺(tái)位于站廳下方，傳統(tǒng)外圍宏站無法穿透覆蓋，覆蓋和容量無法滿足需求。施工空間狹小，設(shè)備安裝和施工組織難度大。

2.3 首次驗(yàn)證高速動(dòng)車通信配套可靠性

福廈客專的高速動(dòng)車組需要經(jīng)受嚴(yán)苛的測試，以驗(yàn)證其通信配套的可靠性。在福廈客專的福清至泉州段，CR450動(dòng)車組進(jìn)行了時(shí)速450 km的高鐵測試，涵蓋了“穿山跨?！钡臒o減速測試。

高速動(dòng)車在隧道、橋梁等環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的風(fēng)洞力和振動(dòng)力，對通信配套設(shè)備的固定提出了新的要求。高速度下，動(dòng)車組的震動(dòng)和空氣動(dòng)力學(xué)變化會(huì)導(dǎo)致通信設(shè)備連接的不穩(wěn)定和信號(hào)傳輸?shù)母蓴_。高速移動(dòng)中的信號(hào)切換和頻偏問題，要求通信系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)快速響應(yīng)和調(diào)整，確保通信信號(hào)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

3 針對建設(shè)中技術(shù)難題的解決方案

3.1 線界規(guī)范的設(shè)備安裝規(guī)范

跨海大橋建設(shè)需制定系統(tǒng)的設(shè)備安裝規(guī)范，以確保在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)定安裝。設(shè)備安裝位置必須嚴(yán)格遵循橋梁類軌旁線界強(qiáng)標(biāo)，不得超過橋梁護(hù)欄墻，確保高速動(dòng)車組運(yùn)行中的安全性和信號(hào)線路無干擾。供電系統(tǒng)采用高壓直流，電纜敷設(shè)需符合鐵總電力和通信管理規(guī)程，使用鐵路電力和通信槽道規(guī)劃民用通信專用壁掛子槽。設(shè)備安裝采用壁掛方式安裝于軌道旁擋砟墻上，公網(wǎng)天線采用落地方式安裝在橋面柵欄與電力槽道之間的豎墻上，使用高強(qiáng)度固定材料和抗振動(dòng)組件。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行設(shè)計(jì)圖方案的定標(biāo)，首次形成標(biāo)準(zhǔn)圖例——“跨海大橋設(shè)備安裝規(guī)范通圖”，內(nèi)容包括設(shè)備供電、線纜敷設(shè)、設(shè)備掛裝三大部分。

3.2 氣動(dòng)力要求的設(shè)備安裝規(guī)范

福廈客?？绾４髽蛟O(shè)備需滿足氣動(dòng)力要求，以保證在高風(fēng)壓環(huán)境下的穩(wěn)定性[2]。所有軌旁設(shè)備需滿足IP65防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，使用316L不銹鋼材質(zhì)且對表面進(jìn)行鈍化處理，能承受350 km/h高鐵風(fēng)壓和17級(jí)臺(tái)風(fēng)。天線外殼和安裝件經(jīng)過風(fēng)洞測試和抗拔檢測，固定在橋梁護(hù)欄上，確保信號(hào)覆蓋和設(shè)備穩(wěn)定。

設(shè)備安裝采用壁掛式，使用M10膨脹螺栓和專用掛件，確保牢固性和抗振性。在安裝過程中進(jìn)行風(fēng)壓測試、防腐試驗(yàn)和抗拔檢測，確保設(shè)備在高風(fēng)速和海洋環(huán)境中正常運(yùn)行。

3.3 下沉大層站臺(tái)設(shè)備安裝

廈門北站設(shè)備安裝面臨容量覆蓋不足的挑戰(zhàn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與鐵四院合作，制定了無縫設(shè)備安裝方案，利用站廳與站臺(tái)中間夾層的管廊結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)空間布局。

設(shè)備選用316L不銹鋼材質(zhì)，滿足IP65防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，天線安裝在天花板和墻壁邊緣，經(jīng)過風(fēng)洞測試和抗拔檢測，確保信號(hào)覆蓋和設(shè)備耐久性。電纜通過管廊布設(shè)，采用專用掛件固定，減少干擾和損傷。對施工過程制定詳細(xì)規(guī)范，確保精準(zhǔn)一致，安裝完成后進(jìn)行全面測試和檢驗(yàn)。

3.4 450 km/h高速運(yùn)行需求的偏置式漏纜固定方案

為滿足福廈客專450 km/h高速運(yùn)行中的通信需求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開發(fā)了偏置式漏纜固定方案。仿真顯示，偏置式雙蓋板漏纜夾具在500 km/h高速運(yùn)行下能承受60 m/s的風(fēng)速。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與中國航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院合作，進(jìn)一步驗(yàn)證了方案的可靠性和穩(wěn)定性。

漏纜固定點(diǎn)按照每60 cm布置，確保在復(fù)雜環(huán)境中保持穩(wěn)定。現(xiàn)場測試驗(yàn)證了方案的可靠性，CR450動(dòng)車組不減速測試顯示固定后的漏纜系統(tǒng)無松動(dòng)和異常。

3.5 彩虹天線的跨海大橋覆蓋設(shè)計(jì)

跨海大橋采用彩虹天線無線覆蓋方案，解決了大橋上無法采用傳統(tǒng)的新建抱桿、安裝漏纜等建設(shè)難題，滿足列車350 km/h高速運(yùn)行大風(fēng)壓需求。彩虹天線支持1 710～2 690 MHz頻段，涵蓋4G和5G信號(hào)需求，具備IP67防水防鹽霧能力。每處專網(wǎng)站點(diǎn)在鐵路一側(cè)安裝4副天線，確保全面覆蓋。

通過4T4R MIMO POI提升信號(hào)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)，站點(diǎn)建設(shè)間距規(guī)劃為500 m，確保信號(hào)連續(xù)覆蓋。

3.6 桿位站混合組網(wǎng)的站臺(tái)覆蓋

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在站臺(tái)上方采用混頻桿位站方案，滿足站臺(tái)客流多、容量需求大的情況。設(shè)備選型包括EM5251、EM5253、EM5256和AAU5243c，具備4T4R和8T8R配置，發(fā)射功率為10 W。

通過優(yōu)化方案，站臺(tái)下行吞吐率達(dá)129.5 Mbps至314.5 Mbps，上行吞吐率達(dá)11.2 Mbps至29.6 Mbps。設(shè)備布局美觀，采用IP67防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。

3.7 功隨車動(dòng)+比薩天線提升大間距站點(diǎn)覆蓋、容量和體驗(yàn)

本次高鐵受基建條件的影響，主要是一些基本耕地和村莊站點(diǎn)困難，部分站點(diǎn)站間距超過500 m，傳統(tǒng)高鐵天線的方案無法滿足覆蓋邊緣速率要求。為解決大間距站點(diǎn)覆蓋不足，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用功隨車動(dòng)與比薩天線結(jié)合方案。功隨車動(dòng)技術(shù)通過創(chuàng)新的功率分配方式，做到2臺(tái)RRU功率向動(dòng)車方向匯聚，使功率理論值提升能再增加3 dBi。

比薩天線采用天線橫滾技術(shù)確保整個(gè)水平波瓣上的功率分布更均勻，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)天線背靠背安裝，燈下黑的情況，使功率理論覆蓋值提升能達(dá)到3～4 dBi，解決線路弱覆蓋。

3.8 其他關(guān)鍵參數(shù)

高鐵專網(wǎng)在穿過城市或郊區(qū)時(shí)，需將低速用戶遷出到公網(wǎng)，確保專網(wǎng)資源的高效利用。

基站選址盡量做到W型分布，確保列車南北向體驗(yàn)統(tǒng)一，站軌距離設(shè)在80～200 m，相對站高10～30 m，確保信號(hào)連續(xù)性和穩(wěn)定性[3]。

天線掛高應(yīng)根據(jù)列車運(yùn)行高度調(diào)整，方位角與垂直方向夾角在60°～70°之間，基站入射角應(yīng)大于10°。通過切換和重定向，將非高鐵用戶引導(dǎo)至公網(wǎng)，提升高鐵用戶體驗(yàn)[4]。

4 管理創(chuàng)新與數(shù)智化應(yīng)用的作用

4.1 三方聯(lián)署辦公發(fā)掘管理創(chuàng)新

創(chuàng)新亮點(diǎn)為提升項(xiàng)目管理效率，降低溝通成本，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)引入了三方聯(lián)署辦公機(jī)制，由鐵塔公司統(tǒng)一設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)督，形成鐵路、鐵塔和運(yùn)營商的三方協(xié)作機(jī)制。通過這一機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新方案定標(biāo)、首站定標(biāo)驗(yàn)證和關(guān)鍵環(huán)節(jié)審計(jì)等創(chuàng)新管理手段，有效提升了工程管理水平和項(xiàng)目推進(jìn)效率。

在方案制訂階段，融合鐵路規(guī)范制定創(chuàng)新方案，輸出了跨海大橋和下沉站臺(tái)設(shè)備安裝規(guī)范通圖。在施工階段，進(jìn)行首站定標(biāo)驗(yàn)證，確保工藝和材料的標(biāo)準(zhǔn)化操作，定期聯(lián)席會(huì)議解決了疑難站點(diǎn)問題，確保施工進(jìn)度和質(zhì)量。在交付階段，提前進(jìn)行設(shè)備驗(yàn)收和上電檢查，依托審計(jì)管理平臺(tái)進(jìn)行規(guī)范的電子簽證，提高項(xiàng)目驗(yàn)收效率和質(zhì)量。

4.2 數(shù)智化賦能提升管理水平

為提升工程現(xiàn)場管理水平，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用工程寶App推動(dòng)“ICAD在線設(shè)計(jì)”“數(shù)字簽證”等IT工具的廣泛應(yīng)用。通過ICAD在線設(shè)計(jì)工具，實(shí)現(xiàn)圖紙智能審核，準(zhǔn)確識(shí)別高危場景和關(guān)鍵要點(diǎn)，提高設(shè)計(jì)和施工階段的效率和準(zhǔn)確性。工程寶App則針對隱蔽工程審計(jì)，實(shí)現(xiàn)線上申請與審核，減少人工成本，提高審核效率，確保施工透明度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

5 應(yīng)用效果

福廈客專經(jīng)過多輪優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能顯著提升。5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達(dá)98.97%，4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達(dá)97.97%，確保列車在運(yùn)行中通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性?？瓦\(yùn)期間，5G網(wǎng)絡(luò)下載速率達(dá)241.33 Mbps，4G網(wǎng)絡(luò)下載速率達(dá)38.43 Mbps，大幅提升了用戶網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。4G/5G語音業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了0掉話，保證了語音通話質(zhì)量和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的流暢體驗(yàn)，充分滿足了高鐵乘客的通信需求。

新福廈客專已投入運(yùn)營并通過鐵路各項(xiàng)驗(yàn)收，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，形成了1系列高鐵建優(yōu)經(jīng)驗(yàn)、2項(xiàng)創(chuàng)新通圖、3項(xiàng)管理創(chuàng)新舉措。這些經(jīng)驗(yàn)已與鐵塔、東南沿海鐵路公司無縫平移至新在建濱海鐵路項(xiàng)目。在建設(shè)過程中，福廈客專成功完成350 km/h和450 km/h測試，特別是CR450動(dòng)車組的研發(fā)測試取得階段性成果，確保列車在高速運(yùn)行時(shí)的安全性和穩(wěn)定性。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)輸出了跨海大橋和下沉站臺(tái)設(shè)備安裝規(guī)范通圖，提供了詳細(xì)施工指導(dǎo)和質(zhì)量控制。通過三方聯(lián)署辦公機(jī)制，提升了設(shè)計(jì)和施工交付效率，減少溝通成本，提高了決策效率，確保工程質(zhì)量和進(jìn)度。項(xiàng)目順利通過國鐵CR450測試、首站定標(biāo)和軌旁驗(yàn)收，標(biāo)志著新福廈客專在高速度運(yùn)行場景下的5G信號(hào)覆蓋能力。

6 結(jié)束語

福廈客專5G項(xiàng)目的開通建成有效解決了當(dāng)前本省高鐵面臨的覆蓋、容量、感知挑戰(zhàn)。國內(nèi)高鐵問題均具有一定的相似性，本項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)對于打造5G高鐵精品網(wǎng)具有重大的推廣價(jià)值。

通過引入三方聯(lián)署辦公機(jī)制，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了鐵路、鐵塔公司和運(yùn)營商的高效協(xié)作，有效減少了溝通成本，提高了項(xiàng)目管理效率。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在方案階段融合鐵路規(guī)范，制定了創(chuàng)新的跨海大橋和下沉站臺(tái)設(shè)備安裝方案，輸出了詳細(xì)的規(guī)范通圖，為施工提供了明確的指導(dǎo)。這一階段的工作確保了設(shè)計(jì)方案的前瞻性和可實(shí)施性。

在施工階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過首站定標(biāo)驗(yàn)證，確保工藝和材料的標(biāo)準(zhǔn)化操作，并通過定期聯(lián)席會(huì)議解決疑難站點(diǎn)問題，保證了施工進(jìn)度和質(zhì)量。通過嚴(yán)格的施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保了每一個(gè)安裝環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)和可靠。此外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還加強(qiáng)了綜合管理和監(jiān)督，通過定期檢查和技術(shù)審核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決施工中的問題，保證了設(shè)備安裝的質(zhì)量和進(jìn)度。

項(xiàng)目在交付階段也取得了顯著成果。提前進(jìn)行設(shè)備驗(yàn)收和上電檢查，依托審計(jì)管理平臺(tái)進(jìn)行規(guī)范的電子簽證，提高了項(xiàng)目驗(yàn)收效率和質(zhì)量。福廈高鐵項(xiàng)目順利通過國鐵CR450測試、首站定標(biāo)和軌旁驗(yàn)收，體現(xiàn)其在高速度運(yùn)行方面的技術(shù)實(shí)力和綜合質(zhì)量。這些經(jīng)驗(yàn)已與鐵塔、東南沿海鐵路公司無縫平移至新在建濱海鐵路項(xiàng)目，為未來的高鐵建設(shè)提供了寶貴的借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉宇成．福廈客專引入廈門樞紐總圖方案研究[J]．運(yùn)輸經(jīng)理世界，2022（32）：1-3．

[2] 高安康，康林林，劉羅勤，等．非定常氣動(dòng)力理論[J]．氣動(dòng)研究與試驗(yàn)，2024，2（01）：1-28．

[3] 李超杰．5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程及工程建設(shè)研究[J]．?dāng)?shù)字通信世界，2020（01）：154．

[4] 王篤堂，李康寧，張偉．5G技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用[C]．《施工技術(shù)（中英文）》雜志社，亞太建設(shè)科技信息研究院有限公司．2023年全國工程建設(shè)行業(yè)施工技術(shù)交流會(huì)論文集（上冊）．中國建筑第八工程局有限公司，2023：3．