全國首座跨海高速鐵路5G網絡規劃建設工程

摘要：福廈客專5G網絡無線主設備項目在規劃建設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挑戰，通過創新設備安裝規范、下沉大層站臺設備安裝和450 km/h高速列車需求的偏置式漏纜固定方案等解決方案，成功克服了技術難題。項目的管理創新與數智化應用提升了施工效率和管理水平，確保了高質量的工程交付。福廈客專的5G網絡開通顯著提升了專項場景的用戶網絡使用感知，為未來高鐵建設提供了寶貴經驗。

關鍵詞：福廈客專；跨海大橋；高鐵技術；數智化應用

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，打造一個經濟、文化、生活高度融合的區域，福廈“一小時生活圈”項目應運而生。福廈客專作為福建省內首條時速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，實現了兩地間的“一小時生活圈”[1]。

福廈“一小時生活圈”項目的建設是推動區域經濟一體化發展的重要舉措。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量，促進人員、資金、信息等要素的自由流動，進而帶動區域經濟的協調發展。此外，使廈門、漳州、泉州閩南經濟帶形成“半小時交通圈”，將成為省內商務高端用戶出行的首選，使5G分流比顯著高于大網，需進行高鐵沿線的5G信號覆蓋建設工程。

2 規劃建設中的技術挑戰

2.1 首座高鐵跨海大橋覆蓋

福廈客專是國內首條跨海高鐵線路，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。

作為國內首條跨海高鐵，大橋采用預制塊模式建設，通信施工不能損壞大橋主體結構，無法在橋上建設抱桿，常規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，海上施工環境惡劣，風浪潮流變化多端，對施工設備的穩定性和安全性帶來巨大挑戰。此外，高鐵高速運行對通信系統的要求極高，需要確保信號覆蓋的連續性和穩定性，而在跨海大橋這種特殊環境中，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

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

下沉站臺的建設需要在地下進行大量施工，施工難度和技術要求較高，尤其是在應對超大型站臺站廳下方的復雜環境時。超大站臺位于站廳下方，傳統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“穿山跨海”的無減速測試。

高速動車在隧道、橋梁等環境中運行時，會產生復雜的風洞力和振動力，對通信配套設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備連接的不穩定和信號傳輸的干擾。高速移動中的信號切換和頻偏問題，要求通信系統在短時間內快速響應和調整，確保通信信號的連續性和穩定性。

3 針對建設中技術難題的解決方案

3.1 線界規范的設備安裝規范

跨海大橋建設需制定系統的設備安裝規范，以確保在復雜環境中的穩定安裝。設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。供電系統采用高壓直流，電纜敷設需符合鐵總電力和通信管理規程，使用鐵路電力和通信槽道規劃民用通信專用壁掛子槽。設備安裝采用壁掛方式安裝于軌道旁擋砟墻上，公網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。項目團隊進行設計圖方案的定標，首次形成標準圖例——“跨海大橋設備安裝規范通圖”，內容包括設備供電、線纜敷設、設備掛裝三大部分。

3.2 氣動力要求的設備安裝規范

福廈客專跨海大橋設備需滿足氣動力要求，以保證在高風壓環境下的穩定性[2]。所有軌旁設備需滿足IP65防護標準，使用316L不銹鋼材質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，確保信號覆蓋和設備穩定。

設備安裝采用壁掛式，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，確保設備在高風速和海洋環境中正常運行。

3.3 下沉大層站臺設備安裝

廈門北站設備安裝面臨容量覆蓋不足的挑戰，項目團隊與鐵四院合作，制定了無縫設備安裝方案，利用站廳與站臺中間夾層的管廊結構，合理設計空間布局。

設備選用316L不銹鋼材質，滿足IP65防護標準，天線安裝在天花板和墻壁邊緣，經過風洞測試和抗拔檢測，確保信號覆蓋和設備耐久性。電纜通過管廊布設，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研究院合作，進一步驗證了方案的可靠性和穩定性。

漏纜固定點按照每60 cm布置，確保在復雜環境中保持穩定。現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無松動和異常。

3.5 彩虹天線的跨海大橋覆蓋設計

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的新建抱桿、安裝漏纜等建設難題，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。每處專網站點在鐵路一側安裝4副天線，確保全面覆蓋。

通過4T4R MIMO POI提升信號質量和用戶體驗，站點建設間距規劃為500 m，確保信號連續覆蓋。

3.6 桿位站混合組網的站臺覆蓋

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。設備選型包括EM5251、EM5253、EM5256和AAU5243c，具備4T4R和8T8R配置，發射功率為10 W。

通過優化方案，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。設備布局美觀，采用IP67防護標準，適應復雜環境。

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合方案。功隨車動技術通過創新的功率分配方式，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確保整個水平波瓣上的功率分布更均勻，不會出現傳統天線背靠背安裝，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 其他關鍵參數

高鐵專網在穿過城市或郊區時，需將低速用戶遷出到公網，確保專網資源的高效利用。

基站選址盡量做到W型分布，確保列車南北向體驗統一，站軌距離設在80～200 m，相對站高10～30 m，確保信號連續性和穩定性[3]。

天線掛高應根據列車運行高度調整，方位角與垂直方向夾角在60°～70°之間，基站入射角應大于10°。通過切換和重定向，將非高鐵用戶引導至公網，提升高鐵用戶體驗[4]。

4 管理創新與數智化應用的作用

4.1 三方聯署辦公發掘管理創新

創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署辦公機制，由鐵塔公司統一設計、施工和監督，形成鐵路、鐵塔和運營商的三方協作機制。通過這一機制，實現了創新方案定標、首站定標驗證和關鍵環節審計等創新管理手段，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，融合鐵路規范制定創新方案，輸出了跨海大橋和下沉站臺設備安裝規范通圖。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，定期聯席會議解決了疑難站點問題，確保施工進度和質量。在交付階段，提前進行設備驗收和上電檢查，依托審計管理平臺進行規范的電子簽證，提高項目驗收效率和質量。

4.2 數智化賦能提升管理水平

為提升工程現場管理水平，項目團隊采用工程寶App推動“ICAD在線設計”“數字簽證”等IT工具的廣泛應用。通過ICAD在線設計工具，實現圖紙智能審核，準確識別高危場景和關鍵要點，提高設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據準確性。

5 應用效果

福廈客專經過多輪優化，網絡覆蓋性能顯著提升。5G網絡覆蓋率達98.97%，4G網絡覆蓋率達97.97%，確保列車在運行中通信的連續性和穩定性。客運期間，5G網絡下載速率達241.33 Mbps，4G網絡下載速率達38.43 Mbps，大幅提升了用戶網絡體驗。4G/5G語音業務實現了0掉話，保證了語音通話質量和數據業務的流暢體驗，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，項目團隊總結經驗，形成了1系列高鐵建優經驗、2項創新通圖、3項管理創新舉措。這些經驗已與鐵塔、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定性。項目團隊輸出了跨海大橋和下沉站臺設備安裝規范通圖，提供了詳細施工指導和質量控制。通過三方聯署辦公機制，提升了設計和施工交付效率，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。國內高鐵問題均具有一定的相似性，本項目經驗對于打造5G高鐵精品網具有重大的推廣價值。

通過引入三方聯署辦公機制，項目實現了鐵路、鐵塔公司和運營商的高效協作，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范，制定了創新的跨海大橋和下沉站臺設備安裝方案，輸出了詳細的規范通圖，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，并通過定期聯席會議解決疑難站點問題，保證了施工進度和質量。通過嚴格的施工標準和規范，確保了每一個安裝環節的精準和可靠。此外，項目團隊還加強了綜合管理和監督，通過定期檢查和技術審核，及時發現和解決施工中的問題，保證了設備安裝的質量和進度。

項目在交付階段也取得了顯著成果。提前進行設備驗收和上電檢查，依托審計管理平臺進行規范的電子簽證，提高了項目驗收效率和質量。福廈高鐵項目順利通過國鐵CR450測試、首站定標和軌旁驗收，體現其在高速度運行方面的技術實力和綜合質量。這些經驗已與鐵塔、東南沿海鐵路公司無縫平移至新在建濱海鐵路項目，為未來的高鐵建設提供了寶貴的借鑒和參考。

參考文獻

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

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

[3] 李超杰．5G網絡規劃流程及工程建設研究[J]．數字通信世界，2020（01）：154．

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