青藏铁路上的“暖宝宝”——道岔融雪系统,已在严酷的高原环境下可靠运行了22年。

该系统在青藏铁路通车前两年就开始了极寒、大风、缺氧等极端条件的测试,为高原铁路的道岔防冻积累了宝贵经验。随着青藏铁路的全面运营,道岔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领域实现了自主化,打破了国外技术垄断。

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,实现了从跟随到引领全球的技术飞跃。

铁路“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,生动地描绘了道岔融雪系统的核心功能:“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。”

这套“神器”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。

道岔被形象地比作列车的“方向盘”,其核心部件——尖轨,能够根据列车运行路线进行精确转换,引导列车平稳地从一条轨道切换到另一条,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,中间的缝隙非常小。一旦被积雪或冰块卡住,尖轨就无法正常‘转动’。这就相当于方向盘被冻住,列车无法按计划通过,只能改变运行路径或停车等待,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,穿越了海拔5072米的唐古拉山垭口,并贯穿了550公里的多年冻土区。

张晓忠表示:“这里常年处于低温状态,尤其是每年9月到次年6月,暴雪频发。在室外大风和高寒环境下,即使呼吸都困难,操作也必须更加谨慎。幸运的是,道岔有这个‘贴身暖炉’,为我们抵御风雪。”

极端环境不仅是最大的挑战,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商吉林省金仑科技有限公司的工作人员赵云超介绍,20多年的高原运行经验,为设备的本土化改进、国产化升级和智能化迭代积累了宝贵的核心数据。

张晓忠感慨道:“通车20年来,青藏铁路全线从未因道岔积雪结冰或融雪设备故障而导致运输中断。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:从“笨拙”起步

早期的“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。加热条持续加热,无法自动断电,也不具备智能感应功能。

因此,操作过程也相对繁琐: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;雪停后,还必须再次前往现场,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仍记忆犹新:“再冷,手也不能停。”

有一次,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:“当时大雪纷飞,轨道和道岔都被白雪覆盖。初代设备的线路排布复杂,故障排查只能依靠人工逐段梳理。应急抢修规定每次作业仅20分钟,超时必须撤离。我们反复往返,为了灵活操作,干脆扯掉手套,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,我们主要依靠‘人海战术’,用人力来弥补技术的不足。”

尽管如此,在铁路维护人员心中,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。铲一锹雪,风一吹又填满了;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,它用技术代替了人工,为我们挡在了最艰难的风雪前。”

正是从这款“笨拙”的设备开始,中国道岔融雪技术踏上了自主化的探索之路。

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,重点聚焦硬件优化、传感器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%的国产化,新一代智能“暖宝宝”陆续在格拉段安装并投入使用。

其核心元器件均为高原地区专属定制,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,完全适应冻土区各类道岔的运行工况。

设备的更换工作是在“生命禁区”进行的。

刘岁意回忆说:“我们曾在野外住过帐篷和活动板房,长期与野生动物为邻。能看到狼和藏羚羊,它们与我们隔着围栏,各自安生,这也算是高原独有的陪伴。”

真正耗时耗力的,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型卡扣也必须一颗颗拧掉。这部分工作最耗时。”

当所有线路被整合收拢,复杂的布线汇入单个分支盒,轨面变得整洁利落。他感到豁然开朗:“结构简化后,日常的维护工作量减轻了不止一倍。”

如今的第二代“暖宝宝”已经焕然一新。

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。

核心的变化在于——它学会了“思考”。传感器实时采集数据,并利用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,在融雪效率和节能之间找到了精确的平衡。

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。参数设置灵活,全部采用动态算法,不像以前那样‘一通到底’,白白消耗电力。”

记者在距离发热条约30厘米处,能明显感受到脚边传来的暖意——这是科技在雪域高原上散发的温度。

智能化带来的不仅是效率的飞跃,还有成本的降低。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”不等于“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,我们也在成长。但有一点从未改变——只要道岔上还可能出现积雪,我们一定会在。”

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