从跟跑到领跑——看天路“暖宝宝”如何实现自主突围 - ayx

青藏铁路上的“暖宝宝”——道岔融雪系统,已在高原运行了22年,实现了从技术引进到自主创新的历史性跨越。

在青藏铁路通车前两年,这套道岔融雪系统就已在极端环境下进行了严苛的实验,为世界级的铁路积累了宝贵的防冻经验。系统正式投入使用后,填补了我国高原铁路在道岔融雪技术上的空白,成功打破了国外产品的垄断。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,标志着我国在相关技术领域实现了从追随到引领的转变。

列车“方向盘”上的守护者

正如拉萨基础设施段安多信号工区的一句顺口溜所言:“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。”这套设备的核心功能是利用电能转化为热能,通过埋设在钢轨上的电加热元件持续发热,有效清除道岔区域的积雪和冰层。

道岔被形象地比喻为列车的“方向盘”,其关键部件“尖轨”负责引导列车顺利切换轨道,实现变道和交会等操作。安多信号工区工长张晓忠解释说,尖轨与固定钢轨之间的缝隙极小,一旦被积雪或冰块卡住,尖轨就无法正常“转动”,这相当于“方向盘”失灵,可能导致列车无法按计划通行,甚至引发安全事故。

青藏铁路格拉段,平均海拔超过4000米,其中大部分路段穿越多年冻土区,常年面临严寒和大风天气。每年9月到次年6月,暴雪频发。张晓忠表示,尽管工作环境恶劣,但有了道岔融雪系统这个“贴身暖炉”,他们的工作得以保障。吉林省金仑科技有限公司的工作人员赵云超指出,20多年的高原运行数据为设备的本土化改进和智能化升级提供了宝贵的经验。张晓忠补充说,正是因为这套系统,青藏铁路在20年的运行中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,是他们一线工作中值得信赖的伙伴。

第一代:从“笨拙”到初步自主

早期的道岔融雪系统远不如现在这般智能。其电加热元件完全依赖进口,并且需要手动操作。加热条持续加热,无法自动断电或智能感应。这意味着信号工需要提前预判天气,在可能下雪时提前合闸,并在雪停后亲自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立了自主电加热元件生产线,标志着中国铁路在核心部件国产化方面取得了“从0到1”的突破,道岔融雪技术从此拥有了“中国芯”。然而,自主化的道路充满挑战。

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。他回忆道,有一次在无人值守的“托居站”,道岔融雪设备突然发生故障。在风雪交加的情况下,他们经过一个多小时的颠簸才抵达现场。由于初代设备线路复杂,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,他们甚至需要脱下手套,赤手在冰冷的线路中摸索。张晓忠也表示,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,初代设备在铁路工心中仍具有不可替代的价值。沱沱河信号工区工长刘岁意提到,在高海拔地区人工除雪几乎不可行,风雪很快会填平铲除的积雪,融化的雪水也会迅速结冰。他认为,初代设备最宝贵之处在于用技术代替人力,在恶劣的风雪环境中为列车通行提供了保障。正是从这个“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:实现“思考”与智能化

针对初代设备的不足,青藏集团从2017年起启动了技术攻关,重点在硬件优化、传感升级和智能控制方面进行本土化研发改造。2019年,道岔融雪系统实现了软硬件100%国产化,全新一代的智能“暖宝宝”开始在格拉段逐步投入使用。

新一代系统的核心元器件均是为高原环境定制,能够承受-40℃至45℃的温差,并在强风沙和缺氧环境下实现24小时连续作业,全面适应冻土区的各种道岔工况。在“生命禁区”进行设备更换是一项艰巨的任务。刘岁意回忆了在野外搭帐篷、与野生动物为伴的日子,但最耗费精力的还是更换过程中成千上万次的起身和弯腰,以及拆除旧电箱盒、拧掉固定线缆的U型卡扣。他补充说,当所有线路整合到单个分支盒,轨面变得整洁利落后,日常养护工作也变得轻松了许多。

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,实现了设备的自主感知、系统自主调控和故障自主预警。

最大的改变在于系统学会了“思考”。传感器能够实时采集数据,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。这使得综合能耗降低了25%以上,在融雪效果和节能之间找到了最佳平衡。张晓忠介绍说,系统能在气温低于零下5℃时自动启动,并且参数可以灵活设置,动态算法取代了过去“一通到底”的耗电方式。记者在现场感受到,即使距离发热条约30厘米,也能明显感受到暖意,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提升,也显著降低了成本。采购成本比进口产品降低了40%,运维成本更是降低了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”不代表“无人值守”。每一组安全通过的道岔背后,都有一支随时准备出发的信号工队伍。张晓忠表示:“设备在成长,我们也在成长。但有一点始终不变——只要道岔上还可能有雪,我们就一定在。”

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