青藏铁路上的“暖宝宝”,即道岔融雪系统,已在高原地区成功运行了22年。
该系统在青藏铁路通车前两年便在极端环境下进行了严苛的实验,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,标志着我国在高原铁路道岔融雪技术领域实现了自主化,打破了国外技术垄断。
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设备,实现了从追随到全球领先的历史性跨越。
列车“方向盘”上的“暖宝宝”
安多信号工区流传的顺口溜生动地描述了道岔融雪系统的核心功能:“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。”
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,从而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,将导致列车无法按计划通行,可能引发行车事故。
青藏铁路格拉段,海拔普遍超过4000米,穿越多年冻土区,气候条件极为严酷,尤其在每年9月至次年6月间,暴雪频发。张晓忠表示,尽管环境恶劣,但道岔上的“贴身暖炉”确保了道岔的安全运行。
吉林省金仑科技有限公司工作人员赵云超介绍,20多年的高原运行经验为该设备提供了本土化改良、国产化升级和智能化迭代的宝贵数据。
张晓忠感慨道,青藏铁路全线20年来从未因道岔积雪结冰或融雪设备故障导致运输中断,证明了该系统经得起极限考验,是可靠的养护伙伴。
第一代:初期的“笨拙”
初代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,操作均为手动。加热条持续加热,不具备自动断电或智能感应功能。
操作人员需要提前预判天气,在降雪前手动合闸,并在雪停后再次到现场确认冰雪融化,然后手动断电。
转机出现在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,实现了核心部件的国产化,为道岔融雪技术注入了“中国芯”。
自主化之路并非一帆风顺。在安多信号工区工作了8年的旷志鹏仍清晰记得初代设备抢修的艰辛。一次,无人站“托居站”道岔融雪设备突发故障,抢修人员在雪原上颠簸一个多小时才抵达。在风雪中,初代设备线路排布杂乱,故障排查只能依靠人工逐段梳理。应急抢修规定作业时间仅20分钟,他们多次冒着严寒,甚至脱掉手套,赤手在冰冷的线路间摸索。
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有不可替代的价值。沱沱河信号工区工长刘岁意指出,在高海拔地区人工除雪难以奏效,且融化的雪水会迅速结冰。初代设备的加热功能,比人工除雪效率高得多,它用技术为人们承担了最艰难的作业。
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道路。
第二代:学会“思考”
针对初代设备的不足,青藏集团于2017年启动了技术攻关,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,新一代智能“暖宝宝”开始在格拉段逐步替换安装。
新一代系统的核心元器件均是高原专属定制,能在-40℃至45℃的温差以及强风沙缺氧环境下24小时连续作业,完全适应冻土区各类道岔工况。
设备换装工作在艰苦的野外环境中进行,有时需要住在帐篷或活动板房,与野生动物为邻。刘岁意回忆,最耗时的是拆除旧电箱盒和固定线缆的U型卡扣。
布线整合后,线路汇入单个分支盒,轨面变得整洁,日常养护也变得轻松许多。
如今的第二代“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。
最显著的改变是系统学会了“思考”。传感器实时采集数据,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,在融雪和节能之间取得了平衡。
张晓忠介绍,系统在气温低于零下5℃时自动启动,参数可灵活设置,动态算法的应用避免了以往不必要的耗电。
在发热条旁,记者感受到明显的热意,这是科技在雪域高原上散发的温度。
智能化不仅提升了效率,还降低了成本。采购成本比进口产品降低了40%,运维成本降低了50%,实现了“用得起、用得省、用得好”。
数字化建设为“无人化”运行奠定了基础,但“无人”并不意味着“无人值守”。每一次道岔的安全通过,背后都有信号工随时待命。
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。”