青藏铁路上的“保暖神器”——道岔融雪系统,已在雪域高原可靠运行22载。

在青藏铁路通车前两年,该系统便经历了极寒、大风、缺氧等极端环境下的测试,为高原铁路的道岔防冻积累了宝贵经验。随着青藏铁路全线启用,该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上实现了自主化,打破了国外的技术垄断。

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配置,实现了从技术跟随到全球领先的历史性跨越。

列车“方向盘”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”,精准地概括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,利用安装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。要理解其重要性,首先需要了解道岔的作用。

道岔被誉为列车的“方向盘”,其关键部件——尖轨,能够精准地引导列车从一条轨道切换到另一条,实现变道和交会等操作。

安多信号工区工长张晓忠解释说:“尖轨与固定钢轨紧密贴合,中间的缝隙极小。一旦被积雪或冰块卡住,尖轨就无法正常‘转动’。”他打比方说:“这就好比方向盘被冻住,列车无法按计划准时通过,只能改变运行路线或停车等待,这极易引发行车事故。”

青藏铁路格拉段全长1142公里,其中960公里海拔超过4000米,穿越海拔5072米的唐古拉山垭口,并经过550公里的多年冻土区。

张晓忠表示:“这里常年处于严寒状态,特别是每年9月至次年6月,暴雪说来就来。”他补充道:“在户外大风和高寒环境下,即使呼吸都困难,我们仍需更加谨慎。幸运的是,道岔有了这个‘贴身暖炉’,为我们抵御风雪。”

极端环境既是挑战,也是国产设备不断升级的试验场。道岔融雪系统的研发生产商吉林省金仑科技有限公司工作人员赵云超介绍,20多年的高原实战运行数据,为该设备本土化改进、国产化升级和智能化迭代积累了宝贵的经验。

张晓忠感慨道:“通车20年来,全线从未因道岔积雪结冰或融雪设备故障导致运输中断。它经受住了极限考验,是我们一线维护最可靠的伙伴。”

第一代:起步于“基础”

最初的“暖宝宝”远不如现在这般智能。

其电加热元件完全依赖进口,操作也需要手动完成。加热条持续发热,没有自动断电功能,也无法进行智能感应。

因此,操作过程较为繁琐:信号工需要提前预测天气,一旦判断有雪,便需手动合闸;雪停后,还需再次前往现场,确认冰雪融化后才能手动断电。

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,中国铁路在核心部件上实现了“从零到一”的国产化突破,道岔融雪技术从此拥有了“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,对初代设备抢修的艰辛记忆犹新。他回忆道:“有一次,无人值守的‘托居站’道岔融雪设备突然发生故障,汽车在雪原上颠簸了一个多小时才抵达。当时大雪纷飞,轨道和道岔已被白雪覆盖。初代设备的线路排布杂乱,故障排查只能依靠人工逐段检查。”他补充说,应急抢修规定每次作业时间仅20分钟,超时必须撤离。他们反复往返,为了灵活操作,甚至扯掉了手套,赤手在冰冷杂乱的线路间摸索。

张晓忠表示:“早些年,设备远不如现在智能,我们主要依靠‘人海战术’,用人力弥补技术上的不足。”

尽管如此,在铁路员工心中,初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,人工除雪根本行不通。铲一锹雪,风一吹就又填满了;刚清理完的尖轨缝隙,融化的雪水几分钟内就会重新结成冰壳。人工清理一小时的效果,不如设备加热一刻钟。初代设备最宝贵的价值在于,它用技术替我们在最严酷的风雪中承担了任务。”

正是从这台“最初的”设备开始,中国道岔融雪技术开启了自主化的道路。

第二代:实现“智能”

针对初代设备的不足,青藏集团于2017年启动了技术攻关,重点优化硬件、升级传感器、提升智能控制能力,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,全新的第二代智能“暖宝宝”陆续在格拉段进行更换和部署。

其核心元器件均是为高原环境特别定制,能够在-40℃至45℃的温差、强风沙和缺氧环境下实现24小时连续运行,全面适应冻土区各类道岔的工况需求。

设备更换工作是在“生命禁区”进行的。

刘岁意回忆道:“我们曾在野外住帐篷、活动板房,长期与野生动物为邻。狼、藏羚羊都能看到,我们之间隔着网围栏,各自安生,这也算是高原独特的经历。”

真正耗费心力的,是成千上万次的起身和弯腰。

刘岁意强调:“每根轨枕上的旧电箱盒都需要逐个拆除,固定线缆的U型卡扣也需要一颗颗拧掉。这部分工作最耗时。”

当所有线路被整合收纳,复杂的线路汇入单个分支盒,轨面变得整洁利落——他感到豁然开朗:“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”已发生了翻天覆地的变化。

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。

核心的进步在于——它学会了“思考”。传感器实时收集数据,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,综合能耗降低了25%以上,在融雪和节能之间实现了精准平衡。

张晓忠在“天窗”作业时介绍:“气温低于零下5℃时,系统会自动启动。参数可以灵活设置,全部采用动态算法,不像以前那样‘一通到底’白白浪费电能。”

记者站在距离发热条约30厘米处,能明显感受到脚边的暖意——这是科技在雪域高原上散发出的温度。

智能化带来的不仅是效率的飞跃,还有成本的下降。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”操作打下了基础,但“无人”不等于“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。

张晓忠表示:“设备在不断进步,我们也在成长。但有一点始终未变——只要道岔上还有可能出现积雪,我们一定会在那里。”

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