青藏铁路上的“暖宝宝”——道岔融雪系统,已经在此运行了22个年头。
在青藏铁路通车前两年,这套系统就在极端严酷的环境下进行了多项实验,包括极寒、大风和缺氧条件,为这条世界级高原铁路积累了道岔防冻的宝贵经验。随着青藏铁路全线贯通,道岔融雪系统正式投入使用,填补了我国在高原铁路道岔融雪技术上的自主化空白,成功打破了国外的技术垄断。
如今,这套国产化的智能化融雪系统已成为全国高寒、高海拔铁路的标准安全设备,标志着我国在这一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核心功能。
这套“神器”通过将电能转化为热能,利用布置在钢轨上的电加热元件持续发热,来融化道岔区域的积雪和冰层。要理解它的重要性,首先需要了解道岔的功能。
道岔被形象地称为列车的“方向盘”,其核心部件——尖轨,能够根据列车行驶路线精准地进行切换,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道:“尖轨与固定钢轨紧密贴合,中间的缝隙非常狭小,甚至连一枚硬币都无法穿过。一旦被积雪或冰碴卡住,尖轨就无法正常‘转动’。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公里的海拔超过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。
张晓忠表示:“这里常年处于冬季或接近冬季的状态,特别是从每年的9月到次年的6月,暴雪随时可能降临。在高寒大风的环境下,即使呼吸都十分困难,我们仍然需要格外谨慎。幸运的是,道岔有这个‘贴身暖炉’,为我们坚守在风雪中。”
恶劣的环境既是最大的挑战,也成为了国产设备不断改进和升级的天然试验场。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,二十多年的高原实际运行数据,为设备的本土化改进、国产化升级和智能化迭代积累了无与伦比的核心经验。
张晓忠感慨道:“通车二十年来,青藏铁路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:“笨拙”的开创者
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,操作也全部是手动的。加热条会持续加热,无法自动断电,也缺乏智能感应功能。
因此,操作起来也颇为繁琐:信号工需要提前预测天气,一旦预判有雪,就需提前合闸通电;雪停后,还必须再次前往现场,亲眼确认冰雪融化,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难仍记忆犹新:“即使再冷,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。旷志鹏回忆说:“当时雪下得很大,轨道和道岔都被白雪覆盖。初代设备的线路排布杂乱,故障排查只能依靠人工逐段梳理。应急抢修规定每次作业仅20分钟,超时必须撤离。他们反复往返,为了方便操作,甚至扯掉了手套,赤手在冰冷杂乱的线路间摸索。”
张晓忠补充道:“早些年,设备远不如现在这么智能,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表示:“在高海拔地区,人工除雪根本行不通。刚铲完的雪,风一吹又会填满;刚清理干净的尖轨缝隙,融化的雪水几分钟就会重新结成冰壳。人工铲一小时,不如它加热一刻钟。初代设备最宝贵的价值在于,它用技术替我们承担了最艰难的风雪考验。”
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第一条道路。
第二代:学会“思考”的升级
针对初代设备的不足,青藏集团从2017年起启动了技术攻关,重点聚焦硬件优化、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”陆续在格拉段更换安装并投入使用。
其核心元器件均为高原专属定制,能够在-40℃至45℃的温差、以及强风沙缺氧的环境下实现24小时连续作业,完全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。经常能看到狼和藏羚羊,它们与我们隔着围栏,各自相安无事,这也算是高原独特的陪伴。”
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型卡扣也需要一颗一颗拧掉。这部分工作最耗时。当所有线缆被整合收拢,复杂的线路汇入单个分支盒,轨面变得整洁利落时,我感到豁然开朗,因为结构简化后,日常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。
最核心的变化在于,它学会了“思考”。传感器实时采集数据,并依靠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:“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’地白白消耗电力。”
记者站在距离发热条约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:“设备在不断成长,我们也在同步进步。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。”