青藏铁路的道岔融雪系统,被形象地称为“暖宝宝”,已经在雪域高原稳定运行了22年。
在青藏铁路通车前两年,该系统便在极端严寒、大风、缺氧等恶劣环境下进行了多项实验,为世界级的 यामध्ये铁路积累了道岔防冻的宝贵经验。随着青藏铁路的正式运营,道岔融雪系统投入使用,成功填补了中国高原铁路在道岔融雪技术上的自主化空白,并打破了国外在该领域的技术垄断。
如今,这套国产化的智能融雪系统已成为全国高寒、高海拔铁路的标准安全配置,标志着中国在相关技术领域实现了从追赶到全球领先的历史性跨越。
道岔上的“守护者”
一句在拉萨基础设施段安多信号工区流传的顺口溜——“道岔融雪有神器,自动加热化坚冰;智能感应启停准,保障行车安全行”,生动地描绘了道岔融雪系统的核心功能。
该系统通过将电能转化为热能,利用布置在钢轨上的电加热元件持续发热,有效融化道岔区域的积雪和冰层。理解其重要性,需要先了解道岔的作用。
道岔被誉为列车的“方向盘”,其核心部件尖轨通过精准切换,引导列车从一条轨道平稳过渡到另一条,实现变道、交会等操作。
安多信号工区工长张晓忠解释说,尖轨与固定钢轨之间的缝隙极小,一旦被积雪或冰块卡住,尖轨就无法正常“转动”。这就如同“方向盘”被冻住,列车将无法按计划通行,可能需要改变行车路线或停车等待,极易引发行车事故。
青藏铁路格拉段全长1142公里,其中960公里海拔超过4000米,穿越海拔5072米的唐古拉山垭口,并贯穿550公里的多年冻土区。
张晓忠表示,该区域常年处于严寒天气,尤其是在每年9月至次年6月间,暴雪频发。在极端大风和高寒环境下,即使呼吸都困难,也需要格外谨慎。幸运的是,道岔有了这个“贴身暖炉”,在风雪中守护着列车安全。
极端环境不仅是巨大的挑战,也为国产设备的研发和升级提供了天然的试验场。道岔融雪系统的研发生产企业吉林省金仑科技有限公司工作人员赵云超介绍,20多年的高原实战运行数据,为设备的本土化改进、国产化升级和智能化迭代积累了独一无二的核心经验。
张晓忠感慨道,在青藏铁路通车20年里,从未发生过因道岔积雪结冰或融雪设备故障而导致的运输中断。他认为,该系统能够经受住极限考验,是他们一线维护工作中“最靠谱的伙伴”。
第一代:从基础开始的探索
早期版本的“暖宝宝”,远不如现在这般智能。
其电加热元件完全依赖进口,操作也全部为手动。加热条持续加热,无法自动断电,也没有智能感应功能。
因此,操作过程颇为繁琐:信号工需要提前预测天气,一旦判断有雪,就需手动合闸启动加热。雪停后,还必须再次前往现场,确认冰雪完全融化后才能手动断电。
转折点出现在2008年。吉林省金仑科技有限公司建成了自主电加热元件生产线,中国铁路在核心部件上实现了“从0到1”的国产化突破,道岔融雪技术从此拥有了自己的“中国芯”。
然而,自主化的道路并非一帆风顺。
在安多信号工区工作了8年的旷志鹏,对早期设备抢修的艰难依然记忆犹新。他回忆说,有一次,无人值守的“托居站”道岔融雪设备突然发生故障。在雪原上颠簸了一个多小时后,他们抵达现场,当时正下着大雪,轨道和道岔已被白雪覆盖。由于初代设备线路排布复杂,故障排查只能依靠人工逐段梳理。根据应急抢修规定,每次作业时间仅为20分钟,超时必须撤离。他们反复往返,为了灵活操作,甚至摘掉手套,赤手在冰冷杂乱的线路间摸索。
张晓忠补充说,早些年设备远不如现在智能,主要依靠“人海战术”,用人力来弥补技术的不足。
尽管如此,在铁路工人的心中,初代设备仍然具有不可替代的价值。
沱沱河信号工区工长刘岁意表示,在高海拔地区,人工除雪根本行不通:铲一锹雪,风一吹又会填满;刚清理干净的尖轨缝隙,融化的雪水几分钟内又会结成冰壳。他认为,人工清理一小时的效果,不如设备加热一刻钟。初代设备最宝贵的贡献,就是用技术代替人力,在最严酷的风雪环境中守护着列车运行。
正是从这台“笨拙”的设备开始,中国道岔融雪技术迈出了自主化的第一步。
第二代:智能化与自主思考
针对初代设备的不足,青藏集团从2017年起启动了技术攻关,重点聚焦硬件优化、传感升级和智能控制三大核心,全力推进本土化研发和改造。
2019年,道岔融雪系统实现了软硬件100%的国产化,新一代智能“暖宝宝”陆续在格拉段进行更换和投入使用。
其核心元器件均为高原专属定制,能够在-40℃至45℃的温差、强风沙和缺氧环境下实现24小时连续作业,全面适应冻土区各种道岔工况。
设备的更换工作,是在极端恶劣的“生命禁区”进行的。
刘岁意回忆说,他们曾在野外住过帐篷和活动板房,长期与野生动物为伴,时常能看到狼和藏羚羊,虽然有围栏隔开,但彼此相安无事,这也算是高原上独特的经历。
真正耗费心力的,是成千上万次的起身和弯腰。
刘岁意强调,每根轨枕上的旧电箱盒都需要逐个拆除,固定线缆的U型卡扣也需要一颗颗拧掉。他坦言,这是最耗时的部分。
当所有线路被整合收拢,复杂的线路汇入单个分支盒,轨面变得整洁利落后,他感到豁然开朗:“结构简化后,日常维护工作量轻松了不止一倍。”
如今的第二代“暖宝宝”已焕然一新。
该系统由远程控制中心、车站终端、电气控制柜、加热元件、气象站和轨温传感器组成,构建了全自动加人工备用的双模式智能运维体系,实现了设备自主感知、系统自主调控和故障自主预警。
核心的改变在于——它学会了“思考”。传感器能够实时采集数据,并依托动态算法自动切换间歇加热、应急加热和恒温保温等模式,综合能耗降低了25%以上,在融雪效果和节能之间取得了精准的平衡。
张晓忠在“天窗”作业时介绍,系统会在气温低于零下5℃时自动启动。他还提到,参数可以灵活设置,并且采用了动态算法,不像以前那样“一通到底”造成不必要的电力消耗。
记者在距离发热条约30厘米处,明显感受到了脚边的暖意,那是科技在雪域高原上散发出的温度。
智能化不仅带来了效率的飞跃,还显著降低了成本。采购成本比进口产品降低了40%,运维成本降低了50%,真正实现了“用得起、用得省、用得好”。
“数字化”为“无人化”操作奠定了基础,但“无人”并不意味着“无人值守”。每一组安全通过的道岔背后,都有一位随时准备出发的信号工。
张晓忠表示:“设备在成长,我们也在成长。但有一点始终没变——只要道岔上还可能有雪,我们就一定在。”