青藏铁路上的“供暖设备”——道岔融雪系统,已在高原运行了22年。
在青藏铁路通车前两年,该系统便开始在极端环境下进行多项实验,为高原铁路的道岔防冻积累了宝贵经验。随着青藏铁路的全面启用,道岔融雪系统正式投入使用,标志着中国在高原铁路道岔融雪技术上实现了自主化,打破了国外在该领域的垄断。
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,实现了从技术跟随到全球领先的转变。
道岔上的“加热器”
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主要功能。
该系统通过将电能转化为热能,由安装在钢轨上的电加热元件持续发热,从而融化道岔区域的积雪和冰层。道岔,被形象地比喻为列车的“方向盘”,其核心部件尖轨负责引导列车准确地从一条轨道切换到另一条,以实现变道或交会等操作。
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非常狭窄,一旦被积雪或冰块堵塞,尖轨就无法正常“转动”,如同“方向盘冻住”,这将导致列车无法按计划通行,可能需要改变运行路线或停车等待,增加了行车事故的风险。
青藏铁路格拉段,总长1142公里,其中大部分路段海拔超过4000米,穿越了海拔5072米的唐古拉山垭口,并包含550公里的多年冻土区。
张晓忠表示,该地区气候条件恶劣,常年处于低温状态,尤其在每年9月至次年6月期间,暴雪频发。尽管面临严寒和大风的挑战,但道岔上的融雪系统为保障列车运行提供了可靠的“温暖”。
吉林省金仑科技有限公司的工作人员赵云超指出,青藏高原的极端环境为国产设备的改进和升级提供了天然的试验场。二十多年的高原运行数据,为设备的本土化改造、国产化升级以及智能化发展积累了独特的经验。
张晓忠补充说,青藏铁路通车20年来,从未发生过因道岔积雪结冰或融雪设备故障导致的运输中断事故,证明了该系统在极端条件下的可靠性。
第一代:初期的“笨拙”
早期版本的“暖宝宝”远不如现在先进。其电加热元件最初依赖进口,并且完全依赖手动操作。加热条持续加热,不会自动断电,也不具备智能感应功能。
操作过程也较为繁琐:信号工需要提前预判天气,一旦预计有雪,就需手动合闸启动加热;待雪停后,还需再次前往现场确认冰雪融化,然后手动断电。
转折点出现在2008年,吉林省金仑科技有限公司建立了自主电加热元件生产线,使得中国铁路在核心部件上实现了“从无到有”的国产化,道岔融雪技术由此拥有了“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辛仍记忆犹新。他回忆道,有一次,无人值守的“托居站”道岔融雪设备发生故障,他们乘车在雪原上颠簸了一个多小时才抵达。当时大雪纷飞,轨道和道岔已被积雪覆盖。早期设备线路布局复杂,故障排查只能依靠人工逐段检查。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。为了灵活操作,他们甚至脱掉手套,在寒冷杂乱的线路间用双手摸索。
张晓忠表示,早期的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,在铁路工人心中,第一代设备依然具有不可替代的价值。
沱沱河信号工区工长刘岁意说道,在高海拔地区人工除雪非常困难,铲下的雪很快会被风吹回,融化的雪水也会迅速结冰。他认为,第一代设备最宝贵的贡献在于,它用技术代替了人工,承担了在严寒风雪中最艰巨的任务。正是从这款“笨拙”的设备开始,中国道岔融雪技术走上了自主化的道路。
第二代:智能化的飞跃
针对第一代设备的不足,青藏集团于2017年启动了技术攻关,重点在于硬件优化、传感器升级和智能控制三大核心领域,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”陆续在格拉段安装并投入使用。
其核心部件均为高原专属定制,能够在-40℃至45℃的温差以及强风沙、缺氧等环境下进行24小时连续作业,全面适应冻土区各种道岔的工况需求。
设备的更换工作是在极其艰苦的“生命禁区”进行的。刘岁意回忆说,他们曾在野外搭建帐篷和活动板房居住,长期与野生动物为邻,能看到狼和藏羚羊,并与它们保持着一定的距离,这算是高原独特的经历。
更具挑战性的是成千上万次的起身和弯腰动作。刘岁意强调,拆除每根轨枕上的旧电箱盒,拧掉固定线缆的U型卡扣,这些都是耗时的工作。
当所有线路被整合到单个分支盒,轨面变得整洁有序时,他感到轻松了许多,因为结构简化后,日常维护工作量减少了一倍以上。
如今的第二代“暖宝宝”已经焕然一新。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,构建了一个全自动加人工备用双模式的智能运维体系,实现了设备的自主感知、系统自主调控和故障自主预警。
核心的进步在于其“思考”能力。传感器能够实时采集数据,利用动态算法自动切换间歇加热、应急加热和恒温保温模式,综合能耗降低了25%以上,在融雪效果和节能之间找到了最佳平衡。
张晓忠在“天窗”作业期间介绍说,当气温低于零下5℃时,系统会自动启动。参数可以灵活设置,采用动态算法,避免了早期设备“一通到底”造成的电力浪费。
记者在距离发热条约30厘米处,明显感受到了温暖,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显著提升,也降低了成本。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”作业奠定了基础,但“无人”并不意味着“无人值守”。每一组安全通过的道岔背后,都有一位时刻准备出发的信号工。
张晓忠总结道:“设备在不断进步,我们也在成长。但有一点始终未变——只要道岔上还可能出现积雪,我们一定会在。”
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