青藏铁路上的“暖宝宝”,即道岔融雪系统,已成功运行22年。
该系统在青藏铁路通车前两年,已在极端环境下进行了严酷的实验,旨在为世界级的这条高原铁路积累道岔防冻经验。随着青藏铁路的全面启用,道岔融雪系统正式投入使用,填补了中国在高原铁路道岔融雪技术上的空白,并打破了国际垄断。
如今,这套完全国产化的智能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,标志着中国在该领域实现了从追赶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”——生动地概括了道岔融雪系统的主要功能。
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,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。
道岔被誉为列车的“方向盘”,其核心部件——尖轨——能够根据列车行驶路线精准切换,引导列车从一条轨道平稳过渡到另一条,从而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,它们之间的缝隙非常狭小,任何积雪或冰碴都可能卡住尖轨,使其无法正常“转动”。这就如同“方向盘”被冻住,列车将无法按计划通行,可能需要改变进路或停车等待,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,并包含550公里的多年冻土区。
张晓忠指出,该区域常年处于严寒天气,尤其是在每年9月至次年6月期间,暴雪频发。在高寒大风环境下,即使呼吸困难,也必须格外小心。幸运的是,道岔上的“贴身暖炉”能够帮助他们在风雪中保障安全。
吉林省金仑科技有限公司的工作人员赵云超介绍,极端环境既是最大的挑战,也是国产设备不断优化升级的天然试验场。二十多年的高原运行数据,为该设备在本土化改进、国产化升级和智能化迭代方面积累了宝贵的经验。
张晓忠表示,青藏铁路全线二十年来,从未因道岔积雪结冰或融雪设备故障导致运输中断。他强调,该系统能够经受住极限考验,是一线维护人员最可靠的伙伴。
第一代:“笨拙”的开端
最早的“暖宝宝”远不如现在这般智能。
其电加热元件完全依赖进口,操作也全部是手动。加热条会持续加热,不会自动断电,也缺乏智能感应功能。
这意味着操作非常繁琐:信号工需要提前预测天气,一旦预判有雪,就需手动合闸启动加热;待雪停后,他们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立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,对第一代设备的抢修艰辛仍记忆犹新。他回忆说,有一次,无人值守的“托居站”道岔融雪设备突然发生故障,他们乘坐汽车在雪原上颠簸了一个多小时才抵达。当时大雪纷飞,轨道和道岔被白雪覆盖。由于第一代设备线路排布复杂,故障排查只能依靠人工逐段梳理。按照应急抢修规定,每次作业时间不得超过20分钟,超时必须撤离。为了能灵活操作,他们不得不扯掉手套,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,很大程度上依靠“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,第一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谈到,在高海拔地区人工除雪根本不可行,刚铲掉的雪很快又会被风吹回来,融化的雪水也会迅速结冰。他表示,人工除雪一小时的效果,不如设备加热一刻钟。第一代设备最宝贵的贡献,就是用技术在最恶劣的风雪中代替了人工。
正是从这台“笨拙”的设备开始,中国道岔融雪技术踏上了自主化的道路。
第二代:学会“思考”
针对第一代设备的不足,青藏集团从2017年开始启动技术攻关,重点在于硬件优化、传感升级和智能控制三大核心,全面推进本土化研发改造。
2019年,道岔融雪系统实现了软硬件100%的国产化,全新的第二代智能“暖宝宝”开始在格拉段陆续更换安装并投入使用。
其核心元器件均是为高原地区特别定制,能够在-40℃至45℃的温差、强风沙和缺氧环境下实现24小时连续作业,并能完全适应冻土区各种道岔工况。
设备更换工作是在“生命禁区”进行的。
刘岁意回忆说,他们曾在野外住过帐篷和活动板房,长期与野生动物为伴,包括狼和藏羚羊,但彼此都能相安无事,这也算是高原独特的经历。
真正考验耐心的,是成千上万次的起身和弯腰。
刘岁意强调,拆除每根轨枕上的旧电箱盒,拧掉固定线缆的U型卡扣,这些都是最耗时的工作。当所有的线路被整合到单个分支盒,轨面变得整洁利落后,他感到豁然开朗,因为结构简化后,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。
最核心的改变是——它学会了“思考”。传感器能够实时采集数据,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点。
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。参数设置非常灵活,全部采用动态算法,不再像过去那样“一通到底”造成不必要的电力浪费。
记者在距离发热条约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。
智能化不仅带来了效率的飞跃,也降低了成本。采购成本比进口产品降低了40%,运维成本降低了50%,真正实现了“用得起、用得省、用得好”。
“数字化”为“无人化”提供了保障,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,他们也在成长,但有一点从未改变——只要道岔上仍可能出现积雪,他们就一定会在那里。
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