摘要：福廈客專5G網(wǎng)絡(luò)無線主設(shè)備項目在規(guī)劃建設(shè)中面臨首座高鐵跨海大橋覆蓋、首次大型下沉站臺覆蓋、高速動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。

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：TN 929.53 文獻標志碼：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

為促進福建省福州和廈門兩座城市的緊密連接，打造一個經(jīng)濟、文化、生活高度融合的區(qū)域，福廈“一小時生活圈”項目應(yīng)運而生。福廈客專作為福建省內(nèi)首條時速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行時間縮短至1小時以內(nèi)，實現(xiàn)了兩地間的“一小時生活圈”[1]。

福廈“一小時生活圈”項目的建設(shè)是推動區(qū)域經(jīng)濟一體化發(fā)展的重要舉措。通過縮短福州和廈門兩地的交通時間，項目將顯著提升兩地居民的生活質(zhì)量，促進人員、資金、信息等要素的自由流動，進而帶動區(qū)域經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展。此外，使廈門、漳州、泉州閩南經(jīng)濟帶形成“半小時交通圈”，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)，需進行高鐵沿線的5G信號覆蓋建設(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8.96 km和10.8 km。

作為國內(nèi)首條跨海高鐵，大橋采用預制塊模式建設(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施，同時跨海大橋的長度和跨度巨大，海上施工環(huán)境惡劣，風浪潮流變化多端，對施工設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性帶來巨大挑戰(zhàn)。此外，高鐵高速運行對通信系統(tǒng)的要求極高，需要確保信號覆蓋的連續(xù)性和穩(wěn)定性，而在跨海大橋這種特殊環(huán)境中，信號的傳輸和覆蓋難度顯著增加。

2.2 首次定標大型下沉站臺覆蓋方案

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

下沉站臺的建設(shè)需要在地下進行大量施工，施工難度和技術(shù)要求較高，尤其是在應(yīng)對超大型站臺站廳下方的復雜環(huán)境時。超大站臺位于站廳下方，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 首次驗證高速動車通信配套可靠性

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

高速動車在隧道、橋梁等環(huán)境中運行時，會產(chǎn)生復雜的風洞力和振動力，對通信配套設(shè)備的固定提出了新的要求。高速度下，動車組的震動和空氣動力學變化會導致通信設(shè)備連接的不穩(wěn)定和信號傳輸?shù)母蓴_。高速移動中的信號切換和頻偏問題，要求通信系統(tǒng)在短時間內(nèi)快速響應(yīng)和調(diào)整，確保通信信號的連續(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，以確保在復雜環(huán)境中的穩(wěn)定安裝。設(shè)備安裝位置必須嚴格遵循橋梁類軌旁線界強標，不得超過橋梁護欄墻，確保高速動車組運行中的安全性和信號線路無干擾。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，使用高強度固定材料和抗振動組件。項目團隊進行設(shè)計圖方案的定標，首次形成標準圖例——“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)備需滿足氣動力要求，以保證在高風壓環(huán)境下的穩(wěn)定性[2]。所有軌旁設(shè)備需滿足IP65防護標準，使用316L不銹鋼材質(zhì)且對表面進行鈍化處理，能承受350 km/h高鐵風壓和17級臺風。天線外殼和安裝件經(jīng)過風洞測試和抗拔檢測，固定在橋梁護欄上，確保信號覆蓋和設(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。在安裝過程中進行風壓測試、防腐試驗和抗拔檢測，確保設(shè)備在高風速和海洋環(huán)境中正常運行。

3.3 下沉大層站臺設(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)，項目團隊與鐵四院合作，制定了無縫設(shè)備安裝方案，利用站廳與站臺中間夾層的管廊結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計空間布局。

設(shè)備選用316L不銹鋼材質(zhì)，滿足IP65防護標準，天線安裝在天花板和墻壁邊緣，經(jīng)過風洞測試和抗拔檢測，確保信號覆蓋和設(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規(guī)范，確保精準一致，安裝完成后進行全面測試和檢驗。

3.4 450 km/h高速運行需求的偏置式漏纜固定方案

為滿足福廈客專450 km/h高速運行中的通信需求，項目團隊開發(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高速運行下能承受60 m/s的風速。項目團隊與中國航天空氣動力技術(shù)研究院合作，進一步驗證了方案的可靠性和穩(wěn)定性。

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

3.5 彩虹天線的跨海大橋覆蓋設(shè)計

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高速運行大風壓需求。彩虹天線支持1 710～2 690 MHz頻段，涵蓋4G和5G信號需求，具備IP67防水防鹽霧能力。每處專網(wǎng)站點在鐵路一側(cè)安裝4副天線，確保全面覆蓋。

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

3.6 桿位站混合組網(wǎng)的站臺覆蓋

項目團隊在站臺上方采用混頻桿位站方案，滿足站臺客流多、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，站臺下行吞吐率達129.5 Mbps至314.5 Mbps，上行吞吐率達11.2 Mbps至29.6 Mbps。設(shè)備布局美觀，采用IP67防護標準，適應(yīng)復雜環(huán)境。

3.7 功隨車動+比薩天線提升大間距站點覆蓋、容量和體驗

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困難，部分站點站間距超過500 m，傳統(tǒng)高鐵天線的方案無法滿足覆蓋邊緣速率要求。為解決大間距站點覆蓋不足，項目團隊采用功隨車動與比薩天線結(jié)合方案。功隨車動技術(shù)通過創(chuàng)新的功率分配方式，做到2臺RRU功率向動車方向匯聚，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)確保整個水平波瓣上的功率分布更均勻，不會出現(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，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統(tǒng)一，站軌距離設(shè)在80～200 m，相對站高10～30 m，確保信號連續(xù)性和穩(wěn)定性[3]。

天線掛高應(yīng)根據(jù)列車運行高度調(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，將非高鐵用戶引導至公網(wǎng)，提升高鐵用戶體驗[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)新亮點為提升項目管理效率，降低溝通成本，項目團隊引入了三方聯(lián)署辦公機制，由鐵塔公司統(tǒng)一設(shè)計、施工和監(jiān)督，形成鐵路、鐵塔和運營商的三方協(xié)作機制。通過這一機制，實現(xiàn)了創(chuàng)新方案定標、首站定標驗證和關(guān)鍵環(huán)節(jié)審計等創(chuàng)新管理手段，有效提升了工程管理水平和項目推進效率。

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設(shè)備安裝規(guī)范通圖。在施工階段，進行首站定標驗證，確保工藝和材料的標準化操作，定期聯(lián)席會議解決了疑難站點問題，確保施工進度和質(zhì)量。在交付階段，提前進行設(shè)備驗收和上電檢查，依托審計管理平臺進行規(guī)范的電子簽證，提高項目驗收效率和質(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，項目團隊采用工程寶App推動“ICAD在線設(shè)計”“數(shù)字簽證”等IT工具的廣泛應(yīng)用。通過ICAD在線設(shè)計工具，實現(xiàn)圖紙智能審核，準確識別高危場景和關(guān)鍵要點，提高設(shè)計和施工階段的效率和準確性。工程寶App則針對隱蔽工程審計，實現(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98.97%，4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達97.97%，確保列車在運行中通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性。客運期間，5G網(wǎng)絡(luò)下載速率達241.33 Mbps，4G網(wǎng)絡(luò)下載速率達38.43 Mbps，大幅提升了用戶網(wǎng)絡(luò)體驗。4G/5G語音業(yè)務(wù)實現(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，充分滿足了高鐵乘客的通信需求。

新福廈客專已投入運營并通過鐵路各項驗收，項目團隊總結(jié)經(jīng)驗，形成了1系列高鐵建優(yōu)經(jīng)驗、2項創(chuàng)新通圖、3項管理創(chuàng)新舉措。這些經(jīng)驗已與鐵塔、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動車組的研發(fā)測試取得階段性成果，確保列車在高速運行時的安全性和穩(wěn)定性。項目團隊輸出了跨海大橋和下沉站臺設(shè)備安裝規(guī)范通圖，提供了詳細施工指導和質(zhì)量控制。通過三方聯(lián)署辦公機制，提升了設(shè)計和施工交付效率，減少溝通成本，提高了決策效率，確保工程質(zhì)量和進度。項目順利通過國鐵CR450測試、首站定標和軌旁驗收，標志著新福廈客專在高速度運行場景下的5G信號覆蓋能力。

6 結(jié)束語

福廈客專5G項目的開通建成有效解決了當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，本項目經(jīng)驗對于打造5G高鐵精品網(wǎng)具有重大的推廣價值。

通過引入三方聯(lián)署辦公機制，項目實現(xiàn)了鐵路、鐵塔公司和運營商的高效協(xié)作，有效減少了溝通成本，提高了項目管理效率。項目團隊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設(shè)備安裝方案，輸出了詳細的規(guī)范通圖，為施工提供了明確的指導。這一階段的工作確保了設(shè)計方案的前瞻性和可實施性。

在施工階段，項目團隊通過首站定標驗證，確保工藝和材料的標準化操作，并通過定期聯(lián)席會議解決疑難站點問題，保證了施工進度和質(zhì)量。通過嚴格的施工標準和規(guī)范，確保了每一個安裝環(huán)節(jié)的精準和可靠。此外，項目團隊還加強了綜合管理和監(jiān)督，通過定期檢查和技術(shù)審核，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工中的問題，保證了設(shè)備安裝的質(zhì)量和進度。

項目在交付階段也取得了顯著成果。提前進行設(shè)備驗收和上電檢查，依托審計管理平臺進行規(guī)范的電子簽證，提高了項目驗收效率和質(zhì)量。福廈高鐵項目順利通過國鐵CR450測試、首站定標和軌旁驗收，體現(xiàn)其在高速度運行方面的技術(shù)實力和綜合質(zhì)量。這些經(jīng)驗已與鐵塔、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

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