青藏铁路上的“暖宝宝”——道岔融雪系统,在雪域高原已安全运行长达22载。
该系统在青藏铁路通车前两年,即已在极端严酷的环境下,进行了极寒、大风及缺氧条件下的实验,为世界级的这条高原铁路积累了道岔防冻的宝贵经验。随着青藏铁路全线投入运营,道岔融雪系统也随之启用,成功填补了我国高原铁路道岔融雪技术的自主化空白,并彻底打破了国外在此领域的技术垄断。
如今,这套完全自主研发的智能化融雪系统,已成为全国范围内高寒、高海拔铁路的标配安全设施,标志着我国在这一技术领域实现了从跟随到全球领先的历史性跨越。
列车“方向盘”上的“暖意”
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。
这套“神器”的工作原理是利用电能转化为热能,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,能够根据列车行驶的路线精准切换,引导列车从一条轨道平稳过渡到另一条,从而实现变道、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窄,连一枚硬币都难以插入。一旦被积雪或冰块卡住,尖轨就无法顺利‘转动’。”他进一步比喻道,“这就如同方向盘被冻住,列车无法按预定计划正常通过,只能改变运行路径或停车等待,这极易引发行车安全事故。”
青藏铁路格拉段全长1142公里,其中960公里位于海拔4000米以上,穿越了海拔5072米的唐古拉山垭口,并贯穿了长达550公里的多年冻土区域。
张晓忠表示:“这里几乎常年处于冬季或接近冬季的状态。尤其是在每年9月到次年6月期间,暴雪可能随时降临。”他补充道,“在室外大风和高寒环境下,即使呼吸都感到困难,我们仍需格外谨慎。幸运的是,道岔有这个‘贴身暖炉’,替我们在风雪中坚守岗位。”
极端恶劣的环境是最大的挑战,同时也为国产设备的研发和升级提供了天然的试验场。道岔融雪系统的研发生产企业吉林省金仑科技有限公司的工作人员赵云超介绍说,20多年的高原实际运行数据,为设备的本土化改进、国产化升级以及智能化迭代积累了独一无二的核心经验。
张晓忠感慨地表示:“青藏铁路通车20年来,从未因道岔积雪结冰或融雪设备故障而导致运输中断。”他强调,“这套设备能够经受住极限考验,是我们一线维护工作中最为可靠的伙伴。”
第一代:从“基础”起步
初代“暖宝宝”远不如现在这般“智能”。
其电加热元件完全依赖进口,并且所有操作均为手动。加热条持续恒定加热,没有自动断电功能,也无法进行智能感应。
因此,操作起来也颇为繁琐:信号工需要提前预判天气情况,一旦预测有雪,就需要提前合闸启动加热。雪停之后,还需要再次前往现场,亲自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建成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“从无到有”的国产化突破,道岔融雪技术由此拥有了“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,对初代设备抢修时的艰难情景记忆犹新:“再冷,手也不能停。”
有一次,位于无人值守的“托居站”道岔融雪设备突发故障。汽车在雪原上颠簸了一个多小时才抵达。旷志鹏回忆道:“当时正下着大雪,轨道和道岔已被厚厚的积雪覆盖。初代设备的线路排布十分杂乱,故障排查只能依靠人工逐段进行梳理。”他补充说,应急抢修规定每次作业时间仅为20分钟,超时必须撤离。他们反复往返,为了能够灵活操作,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,设备远没有现在这么智能化,很大程度上依赖于‘人海战术’,用人力来弥补技术的不足。”
尽管如此,在铁路工人的心中,初代设备仍然具有不可替代的价值。
沱沱河信号工区工长刘岁意说:“在高海拔地区,人工除雪根本行不通。刚铲完的雪,风一吹就又填满了;刚清理干净的尖轨缝隙,融化的雪水几分钟后又会结成冰壳。人工铲一小时的活,不如它加热一刻钟的效果。”他强调,“初代设备最宝贵的价值在于,它用技术的力量,替我们承担了最艰难的风雪考验。”
正是从这台看似“笨拙”的设备开始,中国道岔融雪技术才得以摸索出自主化的第一条道路。
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,重点围绕硬件优化、传感升级和智能控制三大核心环节,全力推进本土化研发与改造。
2019年,道岔融雪系统实现了软硬件100%的国产化,全新的第二代智能化“暖宝宝”陆续在格拉段进行更换和投入使用。
其核心元器件均针对高原环境进行了专属定制,能够在-40℃至45℃的温差、以及强风沙和缺氧的条件下实现24小时连续运行,全面适应冻土区域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:“我们曾在野外住过帐篷和活动板房,长期与野生动物为邻。”他继续说,“我们能看到狼和藏羚羊,它们与我们之间隔着网围栏,各自相安无事,这或许也是高原独有的陪伴吧。”
真正考验人的,是成千上万次的起身和弯腰动作。“每根轨枕上的旧电箱盒都需要逐个拆除,固定线缆的U型卡扣也必须一颗颗拧掉。”刘岁意加重了语气,“最耗时的工作就是这个。”
当所有线路被整合收拢,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,日常维护工作量轻松了不止一倍。”
如今的第二代“暖宝宝”已脱胎换骨。
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,构建了一个全自动与人工备用相结合的双模式智能运维体系,真正实现了设备的自主感知、系统的自主调控以及故障的自主预警。
最核心的变化在于——它学会了“思考”。传感器能够实时采集数据,并依托动态算法自动切换间歇加热、应急加热和恒温保温等模式,综合能耗降低了25%以上,在融雪效果和节能之间找到了精准的平衡点。
张晓忠在“天窗”作业期间介绍道:“当气温低于零下5℃时,系统会自动启动。参数可以灵活设置,并且采用的是动态算法,不再像以前那样‘一通到底’地白白消耗电力。”
记者站在距离发热条约30厘米处,能够明显感受到脚边传来的暖意——那是科技在雪域高原上散发出的温度。
智能化带来的不仅是效率的飞跃,还有成本的显著下降。采购成本比进口产品降低了40%,运维成本降低了50%,真正实现了“用得起、用得省、用得好”。
“数字化”为“无人化”运维奠定了坚实基础,但“无人”并不意味着“无人值守”。每一组安全通过的道岔背后,都有一位时刻准备出发的信号工。
张晓忠表示:“设备在不断成长,我们也在同步成长。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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