青藏铁路上的“暖宝宝”,即道岔融雪系统,已在高原运行了22年。
在青藏铁路通车前两年,该系统便开始了在极端环境下的实验,为高原铁路的道岔防冻积累经验。随着青藏铁路的开通,道岔融雪系统正式投入使用,填补了我国高原铁路道岔融雪技术的空白,打破了国外的技术垄断。
如今,这套国产化智能融雪系统已成为全国高寒、高海拔铁路的标准安全设备,实现了从跟随到全球领先的历史性飞跃。
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”,形象地概括了道岔融雪系统的核心功能。
该系统的工作原理是将电能转化为热能,通过安装在钢轨上的电加热元件持续发热,以融化道岔区域的积雪和冰层。道岔被誉为列车的“方向盘”,其核心部件尖轨负责引导列车实现变道、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,一旦被积雪或冰碴卡住,尖轨就无法正常“转动”,如同方向盘被冻住,可能导致列车无法按原计划通过,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,常年处于严寒天气。张晓忠表示,特别是在每年的9月至次年6月,暴雪频发,恶劣的天气条件要求操作人员格外谨慎,而道岔上的“贴身暖炉”为他们提供了可靠的保障。
吉林省金仑科技有限公司工作人员赵云超指出,20余年的高原运行数据为设备的本土化改进、国产化升级和智能化迭代提供了宝贵的经验。
张晓忠感慨道,在过去的20年里,青藏铁路全线未曾发生因道岔积雪结冰或融雪设备故障导致的运输中断事件,证明了该系统在极端环境下的可靠性。
第一代:“笨拙”的开端
初代道岔融雪系统在功能上远不如现在成熟。其电加热元件完全依赖进口,操作也需要手动进行,且加热条持续发热,不会自动断电或智能感应。
这意味着信号工需要提前预判天气,在预计有雪时手动合闸启动加热,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,标志着中国铁路在核心部件上实现了“从0到1”的国产化突破,为道岔融雪技术注入了“中国芯”。
然而,自主化的道路并非一帆风顺。安多信号工区工作8年的旷志鹏回忆起初代设备抢修的艰辛,尤其是在无人值守的“托居站”道岔融雪设备发生故障时。他描述了在暴雪中,设备线路杂乱,故障排查需要人工逐段梳理的困难。在20分钟的作业时限内,他们常常不得不脱掉手套,赤手在冰冷的线路间摸索。
张晓忠补充说,早年设备智能化程度不高,主要依靠“人海战术”来弥补技术上的不足。
尽管如此,初代设备在铁路人心中仍具有不可替代的价值。沱沱河信号工区工长刘岁意提到,在高海拔地区人工除雪效果甚微,而初代设备通过加热,能够有效防止冰雪冻结。他认为,初代设备最宝贵的贡献是利用技术在严酷的风雪环境中为人员提供了保护。
正是从这台“笨拙”的设备开始,中国道岔融雪技术开启了自主化之路。
第二代:学会“思考”
针对初代系统的不足,青藏集团从2017年起启动技术攻关,重点优化硬件、升级传感器和改进智能控制,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,新一代智能“暖宝宝”开始在格拉段陆续安装使用。
该系统的核心元器件均针对高原环境进行了定制,能在-40℃至45℃的温差、强风沙和缺氧条件下实现24小时连续作业,能够全面适应冻土区各类道岔的工况需求。
设备更换工作是在极端环境下进行的。刘岁意回忆,他们曾在野外搭建帐篷和活动板房,与野生动物为邻,有时还能看到狼和藏羚羊。
最耗时的工作是逐个拆除轨枕上的旧电箱盒和拧掉固定线缆的U型卡扣。待到布线全部整合并汇入单个分支盒,轨面变得整洁利落,刘岁意感到日常养护工作变得轻松了许多。
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,构建了全自动与人工备用相结合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。
最核心的改变在于,系统学会了“思考”。传感器实时采集数据,并依托动态算法自动切换间歇加热、应急加热和恒温保温模式,使得综合能耗降低了25%以上,在融雪效率和节能之间取得了精妙的平衡。
张晓忠在“天窗”作业时介绍,系统在气温低于零下5℃时会自动启动,参数可灵活设置,动态算法的应用避免了以往“一通到底”的能源浪费。
记者在距离发热条约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,也降低了成本。采购成本较进口产品降低了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”运维奠定了基础,但“无人”不代表“无保障”。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。”
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