青藏铁路上的“暖宝宝”——道岔融雪系统,已在雪域高原安全运行了22载。
在青藏铁路通车前两年,该系统便在极端环境下完成了极寒、大风、缺氧测试,为高原铁路的道岔防冻积累了经验。随着青藏铁路的全面运营,道岔融雪系统正式投入使用,结束了我国高原铁路道岔融雪技术依赖进口的局面,实现了自主化。
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,标志着我国在这一技术领域实现了从追赶到全球领先的历史性转变。
列车“方向盘”上的“暖宝宝”
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。道岔,被形象地称为列车的“方向盘”,其核心部件尖轨负责引导列车顺利完成变道、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”,如同“方向盘被冻死”,可能导致列车无法按原定计划通过,甚至引发行车事故。
青藏铁路格拉段,平均海拔超过4000米,穿越多年冻土区长达550公里,常年处于严寒天气,尤其在每年9月至次年6月,暴雪频发。张晓忠表示,尽管面临高寒大风等恶劣环境,但有了道岔的“贴身暖炉”,他们能够更放心地坚守岗位。
吉林省金仑科技有限公司的工作人员赵云超介绍,20多年的高原运行实践为设备的本土化改进、国产化升级和智能化迭代积累了宝贵经验。张晓忠补充说,青藏铁路20年来未因道岔积雪结冰或融雪设备故障导致运输中断,证明了该系统经受住了严峻考验。
第一代:从“笨拙”到自主
早期的道岔融雪系统远不如现在智能。其电加热元件完全依赖进口,操作也需要手动进行。加热条持续加热,不会自动断电或智能感应。信号工需要提前预判天气,在降雪前手动合闸,并在雪停后再次前往现场确认冰雪融化后手动断电。
转折点发生在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,标志着中国铁路在核心部件国产化上实现了“从0到1”的突破,道岔融雪技术从此拥有了“中国芯”。
然而,自主化之路并非一帆风顺。安多信号工区工作8年的旷志鹏回忆起早期设备抢修的艰难,在一次无人站道岔融雪设备故障抢修中,他们冒着大雪,在杂乱的线路中赤手摸索排查故障,每次作业时间严格限制在20分钟内。张晓忠表示,早年设备智能化程度不高,主要依靠“人海战术”弥补技术不足。
尽管如此,初代设备在铁路人心中仍具重要意义。沱沱河信号工区工长刘岁意指出,在高海拔地区人工除雪效率低下,而初代设备能够通过加热有效解决积雪结冰问题,是用技术帮助人们在严酷环境中坚守。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:迈向智能与高效
针对初代设备的不足,青藏集团从2017年起启动技术攻关,聚焦硬件优化、传感升级和智能控制,全力推进本土化研发改造。
2019年,道岔融雪系统实现了软硬件100%国产化,全新二代智能“暖宝宝”开始在格拉段逐步投入使用。其核心元器件为高原专属定制,能在-40℃至45℃的温差、强风沙缺氧环境下24小时连续作业,并全面适应冻土区各类道岔工况。
设备更换工作在极端环境下进行。刘岁意回忆,他们曾在野外搭帐篷、住活动板房,与野生动物为邻。更换过程中,需要逐一拆除旧电箱盒、拧掉固定线缆的U型卡扣,并将繁杂的线路整合到单个分支盒,使轨面更加整洁。他表示,结构简化后,日常养护工作轻松了许多。
如今的二代“暖宝宝”已实现脱胎换骨。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,实现了设备的自主感知、系统自主调控和故障自主预警。
核心的智能化升级体现在其“思考”能力上。传感器实时采集数据,通过动态算法自动切换间歇加热、应急加热和恒温保温模式,综合能耗降低超过25%,在融雪效果和节能之间实现了精准平衡。张晓忠介绍,系统可在气温低于零下5℃时自动启动,参数可灵活设置,动态算法取代了以往不必要的持续加热,避免了能源浪费。
记者在距发热条约30厘米处感受到了明显的暖意,这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,还降低了成本,采购成本较进口产品降低40%,运维成本降低50%,实现了“用得起、用得省、用得好”。
“数字化”为“无人化”提供了保障,但“无人”不等于“无人值守”。每一组安全通过的道岔背后,都有信号工随时待命。张晓忠表示,设备在成长,他们也在成长,但不变的是,只要道岔上仍有积雪的可能,他们就一定会在。