青藏铁路运行了22年的道岔融雪系统,俗称“暖宝宝”,已在雪域高原稳定运行。

在青藏铁路通车前两年,该系统就在极端环境下进行了严寒、大风和缺氧测试,为高原铁路的道岔防冻积累了经验。随着青藏铁路的开通,该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方面的空白,打破了国外垄断。

如今,这套国产化智能融雪系统已成为全国高寒、高海拔铁路的标准安全设备,标志着中国在相关技术领域实现了从跟随到全球领先的历史性跨越。

“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功能。

该系统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,以融化道岔区域的积雪和冰层。道岔被比喻为列车的“方向盘”,其核心部件尖轨负责引导列车在不同轨道间切换,实现变道和交会等操作。

安多信号工区工长张晓忠解释说,尖轨与固定钢轨的缝隙极小,一旦被积雪或冰碴卡住,尖轨就无法正常“转动”,如同方向盘被冻住,可能导致列车无法按计划通行,甚至引发行车事故。

青藏铁路格拉段,海拔超过4000米的路段长达1142公里,其中960公里位于此海拔高度,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。

张晓忠提到,该地区常年处于寒冷状态,尤其从每年9月到次年6月,暴雪频发。尽管面临高寒大风的恶劣环境,但道岔的“贴身暖炉”——融雪系统,为铁路安全运行提供了保障。

吉林省金仑科技有限公司的工作人员赵云超介绍,20多年的高原运行数据为设备的本土化改良、国产化升级和智能化迭代提供了宝贵的经验。

张晓忠表示,青藏铁路开通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,证明了该系统在极端环境下的可靠性。

第一代:从“笨拙”到自主

早期的“暖宝宝”远不如现在智能化。其电加热元件曾完全依赖进口,操作也需要手动进行。加热条持续加热,无法自动断电或智能感应。

操作员需要提前预判天气,在预计有雪时手动合闸,并在雪停后再次到现场确认冰雪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,使得中国铁路在道岔融雪技术上实现了核心部件的国产化,拥有了自己的“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记忆犹新。他回忆起一次在无人站“托居站”道岔融雪设备突发故障的经历,当时大雪覆盖了轨道和道岔,初代设备线路排布杂乱,故障排查只能靠人工逐段梳理。在规定的20分钟作业时间内,他们甚至扯掉手套,赤手在冰冷的线路间摸索。

张晓忠补充说,早年设备智能化程度不高,主要依靠“人海战术”来弥补技术上的不足。

尽管如此,初代设备在铁路人心中仍具有重要意义。沱沱河信号工区工长刘岁意指出,在高海拔地区人工除雪效率低下,而初代设备通过加热,比人工除雪效果显著。它最重要的价值在于,用技术在恶劣的风雪中为人们提供了支持。

正是从这台“笨拙”的设备开始,中国的道岔融雪技术迈出了自主化的第一步。

第二代:学会“思考”与智能

针对初代设备的不足,青藏集团从2017年开始启动技术攻关,重点优化硬件、升级传感系统并改进智能控制,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,新一代智能“暖宝宝”开始在格拉段逐步投入使用。

其核心元器件是为高原地区定制的,能够在-40℃至45℃的温差以及强风沙缺氧环境下实现24小时连续作业,完全适应冻土区的各种道岔工况。

设备的更换工作在极端环境下进行。刘岁意回忆,他们曾在野外居住在帐篷或活动板房,与野生动物为邻,但最耗费精力的还是数不清的起身和弯腰动作。

“每根轨枕上的旧电箱盒需要逐个拆除,固定线缆的U型卡扣也需要一颗颗拧掉。”刘岁意强调,最耗时的是这个过程。

当所有线路整合到单个分支盒,轨道表面变得整洁利落后,他感到工作量大大减轻:“结构简化后,日常养护轻松了不止一倍。”

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。

核心的进步在于,系统学会了“思考”。传感器实时采集数据,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,在融雪效果和节能之间实现了精准平衡。

张晓忠在“天窗”作业时介绍:“气温低于零下5℃,系统就会自动开启。参数可以灵活设置,全部采用动态算法,避免了像以前那样‘一通到底’的白白耗电。”

记者在距发热条约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%,实现了“用得起、用得省、用得好”。

“数字化”为“无人化”作业奠定了基础,但“无人”并不意味着“无人值守”。每一组安全通过的道岔背后,都有一名随时准备出发的信号工。

张晓忠表示:“设备在成长,我们也在成长。但有一点始终没变——只要道岔上还可能有雪,我们就一定在。”