青藏铁路上的“保暖神器”——道岔融雪系统,已在雪域高原成功运行了22个年头。
在青藏铁路全线贯通前两年,这套系统就已在严酷的极寒、强风和缺氧环境下进行了大量实验,为高原铁路的道岔防冻积累了宝贵的经验。随着青藏铁路的投入使用,道岔融雪系统正式启用,标志着中国在高原铁路道岔融雪技术领域实现了自主化,打破了国外的技术垄断。
如今,这套自主研发的智能化融雪系统已成为中国所有高寒、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飞跃。
列车“方向盘”上的“暖宝宝”
拉萨基础设施段安多信号工区有一句顺口溜:“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。”这生动地描绘了道岔融雪系统的主要功能。
该系统的核心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,从而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转向另一条轨道,实现变道、交会等操作。
安多信号工区工长张晓忠解释道:“尖轨与固定钢轨紧密贴合,中间的缝隙非常狭窄。一旦被积雪或冰块卡住,尖轨就无法正常转动,相当于‘方向盘’被冻住,列车就无法按计划通过,可能需要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,最高点位于海拔5072米的唐古拉山垭口,并穿越了550公里多年冻土区。
张晓忠描述:“这里几乎常年处于冬季。尤其是在每年9月到次年6月,暴雪随时可能降临。在高寒大风的环境下,即使呼吸都困难,也必须更加小心谨慎。幸运的是,道岔有这个‘贴身暖炉’,为我们在风雪中守护着。”
极端环境既是挑战,也为国产设备的不断优化提供了天然的试验场。道岔融雪系统的研发生产商吉林省金仑科技有限公司的工作人员赵云超表示,20多年的高原运行数据为设备的本土化改进、国产化升级以及智能化发展积累了宝贵的经验。
张晓忠感慨道:“铁路通车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。它能够经受住最严苛的考验,是我们一线维护人员最可靠的伙伴。”
第一代:从“笨拙”到自主
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,并且需要手动操作。加热条会持续加热,不会自动断电,也没有智能感应功能。
因此,操作也相当繁琐:信号工需要提前预判天气,一旦预报有雪,就必须提前接通电源;待雪停后,还需要再次前往现场,确认冰雪完全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成功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,自主化之路并非一帆风顺。
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:“无论多冷,手都不能停。”
有一次,无人值守的“托居站”道岔融雪设备突发故障,他们乘坐汽车在雪原上颠簸了一个多小时才抵达。旷志鹏回忆道:“当时大雪纷飞,轨道和道岔都被白雪覆盖。初代设备的线路布局杂乱,故障排查只能靠人工逐段梳理。应急抢修规定每次作业只有20分钟,超时必须撤离。为了灵活操作,我们反复往返,甚至扯掉了手套,赤手在冰冷杂乱的线路间摸索。”
张晓忠补充说:“早些年,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,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表示:“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,融化的雪水几分钟后就会重新结成冰壳。人工铲一小时,不如设备加热一刻钟。初代设备最宝贵的价值在于,它用技术替我们承担了最艰苦的风雪作业。”
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”
针对初代设备的不足,青藏集团从2017年起启动了技术攻关,重点围绕硬件优化、传感升级和智能控制三大核心,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%国产化,全新的第二代智能“暖宝宝”陆续在格拉段更换安装并投入使用。
其核心元器件均是为高原地区量身定制,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,全面适应冻土区各种道岔的工况需求。
设备更换工作是在“生命禁区”进行的。
刘岁意回忆道:“我们曾在野外住过帐篷和活动板房,长期与野生动物为邻。狼、藏羚羊都能看到,它们与我们保持着距离,各自安生,这也算是高原独有的陪伴。”
真正考验人的,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,日常的维护工作量轻松了不止一倍。”
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,构建了全自动加人工备用双模式的智能运维体系,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——它学会了“思考”。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,在融雪和节能之间找到了最佳平衡。
张晓忠在“天窗”作业时介绍:“当气温低于零下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,不再像以前那样‘一通到底’,白白消耗电力。”
记者在距离发热条约30厘米处,明显感受到了脚边传来的暖意——那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巨大提升,还实现了成本的下降。采购成本比进口产品降低了40%,运维成本降低了50%,真正做到了“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”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:“设备在不断进步,我们也在不断成长。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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