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青藏铁路上的“暖宝宝”——道岔融雪系统,已在雪域高原稳定运行22年。
该系统在青藏铁路通车前两年,就在极端环境下进行了极寒、大风、缺氧等一系列实验,为高原铁路的道岔防冻积累了宝贵经验。随着青藏铁路全线贯通,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跨越。
列车“方向盘”上的“暖宝宝”
正如拉萨基础设施段安多信号工区流传的顺口溜所言,道岔融雪系统具备自动加热、智能感应和保障行车安全的核心功能。
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,融化道岔区域的积雪和冰层。道岔,被称为列车的“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过,可能引发行车事故。
青藏铁路格拉段,海拔超过4000米的路段长达960公里,穿越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,该地区常年处于严寒天气,尤其在9月至次年6月期间,暴雪频发。尽管面临大风和高寒的严峻考验,道岔的“贴身暖炉”——融雪系统,为铁路安全运行提供了保障。
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经验。
张晓忠感叹道,在青藏铁路开通的20年里,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,是可靠的保障伙伴。
第一代:“笨拙”的起点
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,操作也需手动进行。加热条持续发热,无法自动断电或智能感应。
操作人员需要提前预判天气,在有雪时手动合闸,雪停后还需现场确认冰雪融化才能手动断电。
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,使中国铁路在核心部件上实现了“从0到1”的国产化突破,为道岔融雪技术带来了“中国芯”。
然而,自主化之路充满挑战。在安多信号工区工作8年的旷志鹏,对初代设备抢修的艰辛记忆犹新。他回忆道,一次在无人站“托居站”道岔融雪设备突发故障,在零下严寒中,他们需要赤手在杂乱的线路间摸索排查故障。
张晓忠补充说,早期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重要意义。沱沱河信号工区工长刘岁意表示,在高海拔地区人工除雪几乎不可行,而初代设备通过加热,有效解决了冰雪问题,是站在风雪中最可靠的技术保障。
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:学会“思考”的智能系统
针对初代设备的不足,青藏集团于2017年启动技术攻关,重点优化硬件、升级传感技术并改进智能控制,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,全新二代智能“暖宝宝”开始在格拉段陆续投入使用。
新一代系统的核心元器件是为高原专属定制的,可在-40℃至45℃的温差、强风沙缺氧环境下连续工作24小时,全面适应冻土区的各种道岔工况。
设备更换工作在极端环境下进行。刘岁意回忆,他们曾在野外住帐篷、活动板房,与野生动物为伴。安装过程繁琐,需要逐一拆除旧电箱盒、拧掉固定线缆的U型卡扣。
完成布线整合后,轨面变得整洁利落,日常维护工作也因此变得轻松许多。
如今的二代“暖宝宝”已实现脱胎换骨。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、轨温传感器组成,构建了全自动加人工备用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。
其核心变化在于“思考”能力。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、恒温保温模式,综合能耗降低了25%以上,实现了融雪与节能之间的精准平衡。
张晓忠介绍说,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过去不必要的电力消耗。
记者在距发热条约30厘米处,能明显感受到暖意,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,也显著降低了成本。采购成本较进口产品降低40%,运维成本降低50%,真正实现了“用得起、用得省、用得好”。
数字化建设为“无人化”运维奠定了基础,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,设备在不断成长,他们也在进步,但不变的是,只要道岔上仍有积雪的可能,他们就一定坚守岗位。