青藏铁路上的“道岔融雪系统”,被形象地称为“暖宝宝”,已在雪域高原可靠运行了22个年头。
在青藏铁路通车前两年,这套系统就已在极端严酷的环境下,进行了极寒、大风、缺氧等一系列实验,为这条世界级高原铁路积累了道岔防冻的宝贵经验。随着青藏铁路全线投入使用,道岔融雪系统也随之启用,成功填补了我国高原铁路道岔融雪技术的自主化空白,打破了长期以来国外产品的垄断地位。
如今,这套自主研发的智能化融雪系统已成为我国所有高寒、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赶到全球领先的历史性飞跃。
道岔上的“贴身暖炉”
“有了这个融雪神器,道岔就能自动加热融化冰雪,智能感应启停精准,确保列车安全通行。”这是拉萨基础设施段安多信号工区的一句顺口溜,生动地描述了道岔融雪系统的主要功能。
该系统的核心原理是将电能转化为热能,通过安装在钢轨上的电加热元件持续发热,从而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。
道岔被比作列车的“方向盘”,其核心部件“尖轨”负责精确切换列车行驶轨道,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,如同方向盘被冻住,列车将无法按原定线路通过,可能需要改变运行方式或停车等待,这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,穿越海拔5072米的唐古拉山垭口,并贯穿550公里的多年冻土区。
张晓忠表示:“这里大部分时间都处于低温状态,尤其是每年9月到次年6月,暴雪天气频发。在高寒大风环境下,即便是呼吸都十分困难,但我们必须更加谨慎。幸运的是,道岔有这个‘贴身暖炉’,能帮助我们在风雪中坚守岗位。”
极端恶劣的环境既是最大的挑战,也为国产设备的研发升级提供了天然的试验场。道岔融雪系统的研发制造企业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进、国产化升级和智能化迭代积累了宝贵的独有经验。
张晓忠感慨道:“青藏铁路开通20年来,从未发生过因道岔积雪结冰或融雪设备故障导致的运输中断。它能够经受住极限考验,是我们一线维护人员最可靠的伙伴。”
第一代:从基础起步
最初的“暖宝宝”远不如现在这般智能。
其电加热元件完全依赖进口,并且需要人工操作。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,操作起来比较繁琐:信号工需要提前预测天气,判断是否需要下雪时合闸通电;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。
转折点出现在2008年。吉林省金仑科技有限公司成功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自己的“中国芯”。
然而,自主化道路并非一帆风顺。
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记忆犹新:“尽管天寒地冻,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。汽车在雪地里颠簸了一个多小时才到达。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检查。”他回忆说,应急抢修规定每次作业时间不能超过20分钟,超时必须撤离。他们反复往返,为了灵活操作,甚至摘掉手套,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,在铁路工作人员心中,初代设备依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。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就会结成冰壳。人工铲一小时,不如设备加热一刻钟。初代设备最宝贵之处在于,它用技术代替了人力,替我们在最严酷的风雪中坚守。”
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的探索之路。
第二代:智能化升级
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和改造。
2019年,道岔融雪系统实现了软件和硬件的100%国产化。全新的第二代智能“暖宝宝”开始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量身定制,能够在-40℃至45℃的温差、以及强风沙和缺氧等环境下进行24小时连续作业,全面适应冻土区各类道岔的工况需求。
设备更换作业是在“生命禁区”进行的。
刘岁意回忆道:“我们曾在野外居住过帐篷和活动板房,长期与野生动物为邻。狼、藏羚羊都能看到,它们和我们之间只有网围栏,各自相安无事,这算是高原独有的陪伴。”
真正耗费心力的,是成千上万次的起身和弯腰动作。
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掉。最耗时的就是这个环节。”
当所有线路被整合收拢,复杂的线路汇入单个分支盒,轨道面变得整洁利落——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”已发生了脱胎换骨的变化。
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——它学会了“思考”。传感器能够实时采集数据,并依托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,在融雪效果和节能之间找到了精确的平衡点。
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。参数设置灵活,采用动态算法,不再像以前那样‘一通到底’导致不必要的电力消耗。”
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——那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显著提升,还有成本的降低。采购成本相比进口产品降低了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”为实现“无人化”值守奠定了基础,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:“设备在不断进步,我们也在成长。但有一点始终没有改变——只要道岔上还可能出现积雪,我们一定会在。”

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