从跟跑到领跑——看天路“暖宝宝”如何实现自主突围 - 优直播官网
青藏铁路的道岔融雪系统,被形象地称为“暖宝宝”,已在雪域高原稳定运行了22载。
该系统在青藏铁路通车前两年便已在严苛环境下进行极寒、大风、缺氧等实验,为解决高原铁路道岔防冻问题积累了宝贵经验。随着青藏铁路全线投入使用,道岔融雪系统也正式启用,填补了我国在高原铁路道岔融雪技术上的自主化空白,打破了国外技术的垄断。
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配置,标志着我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。
列车“方向盘”上的“暖宝宝”
“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。”这句在拉萨基础设施段安多信号工区流传的顺口溜,精炼地概括了道岔融雪系统的核心功能。
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,有效融化道岔区域的积雪和冰层。理解其重要性,需要先了解道岔的作用。
道岔被誉为列车的“方向盘”,其核心部件“尖轨”负责精确引导列车从一条轨道转向另一条,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’,如同方向盘被冻结。这会迫使列车改变运行路径或停车等待,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公里海拔超过4000米,穿越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:“这里大部分时间处于冬季状态,尤其是每年9月至次年6月,暴雪频发。在缺氧、大风、严寒的环境下,我们必须更加谨慎。幸运的是,道岔配备了‘贴身暖炉’,为我们抵御风雪。”
极端环境既是挑战,也为国产设备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进、国产化升级和智能化迭代积累了宝贵的经验。
张晓忠感慨道:“铁路通车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。它能够经受极限考验,是我们一线维护最可靠的伙伴。”
第一代:从“笨拙”到国产化
早期版本的“暖宝宝”远不如现在这般智能。
其电加热元件最初依赖进口,且操作完全手动。加热条会持续加热,不会自动断电,也缺乏智能感应功能。
这意味着操作过程较为繁琐:信号工需要提前预测天气,一旦预判有雪,便需手动合闸启动加热;待雪停后,还需再次前往现场确认冰雪完全融化后,才能手动断电。
转折点发生在2008年。吉林省金仑科技有限公司成功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上实现了“从0到1”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,对早期设备抢修的艰辛记忆犹新:“即使在严寒中,我们也不能停止工作。有一次,无人值守的‘托居站’道岔融雪设备突发故障,我们乘车在雪原上颠簸了一个多小时才赶到。当时大雪纷飞,轨道和道岔都被白雪覆盖。初代设备线路布局复杂,故障排查只能依靠人工逐段梳理。根据规定,每次作业时间仅20分钟,超时必须撤离。为了更灵活地操作,我们不得不脱掉手套,赤手在冰冷杂乱的线缆中摸索。”
张晓忠补充道:“早些年,设备远不如现在智能,我们主要依靠‘人海战术’,用人力弥补技术上的不足。”
尽管如此,在铁路工人心中,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。刚铲完的积雪,风一吹又会填满;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,远不如设备加热一刻钟。初代设备最宝贵的价值在于,它用技术在最恶劣的风雪中代替了人力。”
正是从这台“笨拙”的设备开始,中国道岔融雪技术开启了自主化之路。
第二代:学会“思考”与智能调控
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,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”陆续在格拉段进行更换和投入使用。
其核心元器件均是为高原环境专属定制,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,全面适应冻土区各类道岔的运行工况。
设备更换工作是在极端环境下进行的。
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。狼、藏羚羊都曾见过,但它们与我们保持着距离,也算是一种高原独有的陪伴。”
真正考验人的,是成千上万次的起身与弯腰。
刘岁意强调:“每根轨枕上的旧电箱盒都需要逐一拆除,固定线缆的U型卡扣也必须一颗颗拧下。这是最耗时的部分。”
当所有线缆被重新整合到单个分支盒,轨面变得整洁有序后,他感到豁然开朗:“结构简化后,日常的维护工作量减少了一倍以上。”
如今的第二代“暖宝宝”已焕然一新。
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,构建了全自动加人工备用双模式的智能运维体系,实现了设备自主感知、系统自主调控和故障自主预警。
最显著的变化在于,它学会了“思考”。传感器能够实时采集数据,并运用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实现了精准平衡。
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,不像以前那样‘一通到底’地白白消耗电力。”
记者在距离发热条约30厘米处,能明显感受到脚边的暖意,那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,还实现了成本的显著下降。采购成本较进口产品降低了40%,运维成本降低了50%,真正做到了“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,我们就一定会在那里坚守。”
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