青藏鐵路也有“暖寶寶”?
是的,學(xué)名就叫道岔融雪系統(tǒng),已在雪域高原穩(wěn)穩(wěn)運(yùn)行了22年。
早在通車(chē)前兩年,這套設(shè)備便在極端惡劣條件下,開(kāi)展極寒、大風(fēng)、缺氧實(shí)驗(yàn),為世界級(jí)高原鐵路摸索道岔防凍經(jīng)驗(yàn)。伴隨著青藏鐵路全線(xiàn)開(kāi)通運(yùn)行,道岔融雪系統(tǒng)正式投用,填補(bǔ)了我國(guó)高原鐵路自主化道岔融雪技術(shù)空白,徹底打破國(guó)外壟斷。
如今,這套國(guó)產(chǎn)化智能融雪系統(tǒng)已成為全國(guó)高寒、高海拔鐵路的標(biāo)配安全設(shè)備,書(shū)寫(xiě)了從跟跑到全球領(lǐng)跑的歷史性跨越。
圖為列車(chē)正平穩(wěn)通過(guò)唐古拉站。記者 萬(wàn)靖 攝
方向盤(pán)上的“暖寶寶”
“道岔融雪有神器,自動(dòng)加熱化堅(jiān)冰;智能感應(yīng)啟停準(zhǔn),保障行車(chē)安全行?!崩_基礎(chǔ)設(shè)施段安多信號(hào)工區(qū)流傳的順口溜,生動(dòng)概括了道岔融雪系統(tǒng)的核心功能。
這套“神器”的工作原理是將電能轉(zhuǎn)化為熱能,通過(guò)布置在鋼軌上的電加熱元件持續(xù)發(fā)熱,融化道岔區(qū)域的積雪與冰層。要理解它的價(jià)值,得先從道岔說(shuō)起。
道岔,被形象地稱(chēng)為列車(chē)的“方向盤(pán)”。它的“轉(zhuǎn)向”核心——尖軌,按列車(chē)行駛的路線(xiàn)精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換,引導(dǎo)列車(chē)從一條軌道平順過(guò)渡到另一條,實(shí)現(xiàn)變道、交會(huì)等操作。
“尖軌緊貼固定鋼軌,中間的縫隙連一枚硬幣都容不下。一旦被積雪、冰碴卡住,尖軌就‘轉(zhuǎn)不動(dòng)’了?!卑捕嘈盘?hào)工區(qū)工長(zhǎng)張曉忠打了個(gè)比方,“相當(dāng)于方向盤(pán)被凍死,列車(chē)沒(méi)法按照原定計(jì)劃正點(diǎn)通過(guò),只能改變進(jìn)路方式或者停車(chē)等候,這樣一來(lái),很容易引發(fā)行車(chē)事故?!?/p>
青藏鐵路格拉段,全長(zhǎng)1142公里,其中960公里海拔超過(guò)4000米,翻越5072米的唐古拉山埡口,貫穿550公里多年凍土區(qū)。
“這里一直處于‘冬季’或‘大約在冬季’。特別是從每年9月到次年6月,暴雪說(shuō)來(lái)就來(lái)?!睆垥灾艺f(shuō),“室外大風(fēng)加高寒,呼吸都困難,卻需要更謹(jǐn)慎——好在道岔有這個(gè)‘貼身暖爐’,替我們守在風(fēng)雪里?!?/p>
圖為拉薩基礎(chǔ)設(shè)施段安多信號(hào)工區(qū)工長(zhǎng)張曉忠正在操作演示道岔融雪系統(tǒng)車(chē)站控制終端。記者 萬(wàn)靖 攝
極端環(huán)境是最大考驗(yàn),也是國(guó)產(chǎn)設(shè)備迭代升級(jí)的天然試驗(yàn)場(chǎng)。道岔融雪系統(tǒng)研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)吉林省金侖科技有限公司工作人員趙云超介紹說(shuō),20余年高原實(shí)戰(zhàn)運(yùn)行數(shù)據(jù),為設(shè)備本土化改良、國(guó)產(chǎn)化升級(jí)、智能化迭代積累了獨(dú)一無(wú)二的核心經(jīng)驗(yàn)。
“通車(chē)20年,全線(xiàn)從未因?yàn)榈啦矸e雪結(jié)冰或融雪設(shè)備故障,引發(fā)過(guò)一次運(yùn)輸中斷。”張曉忠感嘆道,“它經(jīng)得起極限考驗(yàn),是我們一線(xiàn)養(yǎng)護(hù)最靠譜的伙伴。”
圖為拉薩基礎(chǔ)設(shè)施段安多信號(hào)工區(qū)工作人員正在查看信號(hào)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。記者 萬(wàn)靖 攝
第一代,從“笨”開(kāi)始
初代“暖寶寶”,遠(yuǎn)沒(méi)有今天“聰明”。
它的電加熱元件,完全依賴(lài)進(jìn)口,全靠手動(dòng)操作;加熱條恒定加熱,不會(huì)自動(dòng)斷電,也不會(huì)智能感應(yīng)。
因此,操作起來(lái)也麻煩:信號(hào)工得提前研判天氣,判斷有雪,就提前合閘;雪停了,還得再跑一趟現(xiàn)場(chǎng),親眼確認(rèn)冰消雪融,才能手動(dòng)斷電。
轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2008年。吉林省金侖科技有限公司建成自主電加熱元件生產(chǎn)線(xiàn),中國(guó)鐵路實(shí)現(xiàn)核心部件“從0到1”的國(guó)產(chǎn)化突破,道岔融雪技術(shù)從此有了“中國(guó)芯”。
但自主化的路,從不輕松。
“冷!再冷,手也不能停?!痹诎捕嘈盘?hào)工區(qū)工作8年的曠志鵬,對(duì)初代設(shè)備搶修的艱難記憶猶新。
圖為安多信號(hào)工區(qū)職工對(duì)安多站道岔進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)和融雪裝置通電試驗(yàn)。記者 萬(wàn)靖 攝
有一次,無(wú)人站“托居站”道岔融雪設(shè)備突發(fā)故障,汽車(chē)在雪原上顛簸一個(gè)多小時(shí)才抵達(dá),“當(dāng)時(shí)雪下得很大,軌道、道岔已被白雪覆蓋。初代設(shè)備線(xiàn)路排布雜亂,故障排查只能靠人逐段梳理?!睍缰均i回憶道,應(yīng)急搶修規(guī)定每次作業(yè)僅20分鐘,超時(shí)必須下道。他們反復(fù)往返,為靈活操作,干脆扯掉手套,赤手在冰冷雜亂的線(xiàn)路間摸索。
圖為沱沱河信號(hào)工區(qū)工作人員正在為岔道除雪。劉歲意提供
圖為沱沱河信號(hào)工區(qū)工作人員暴雪天氣為岔道除雪時(shí)的場(chǎng)景。劉歲意提供
“早些年,設(shè)備遠(yuǎn)不如現(xiàn)在這么智能,靠的是人海戰(zhàn)術(shù),用人力彌補(bǔ)技術(shù)不足?!睆垥灾艺f(shuō)。
即便如此,在鐵路人心中,初代設(shè)備依然無(wú)可替代。
沱沱河信號(hào)工區(qū)工長(zhǎng)劉歲意說(shuō):“人工除雪在高海拔根本行不通,鏟一鍬,風(fēng)一吹又填平;剛鏟完的尖軌縫隙,融化的雪水幾分鐘又結(jié)成冰殼。人鏟一小時(shí),不如它加熱一刻鐘。初代設(shè)備最可貴的,就是用技術(shù)替人站在了最難的風(fēng)雪里。”
圖為青藏鐵路沱沱河站一角。
正是從這臺(tái)“笨拙”的設(shè)備起步,中國(guó)道岔融雪技術(shù)蹚出了自主化第一條路。
第二代,學(xué)會(huì)“思考”
針對(duì)初代痛點(diǎn),2017年起青藏集團(tuán)啟動(dòng)技術(shù)攻關(guān),聚焦硬件優(yōu)化、傳感升級(jí)、智能控制三大核心,全力推進(jìn)本土化研發(fā)改造。
2019年,道岔融雪系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟硬件100%國(guó)產(chǎn)化,全新二代智能“暖寶寶”陸續(xù)在格拉段換裝投用。
核心元器件均為高原專(zhuān)屬定制,可在-40℃至45℃溫差、強(qiáng)風(fēng)沙缺氧環(huán)境下24小時(shí)連續(xù)作業(yè),全面適配凍土區(qū)各類(lèi)道岔工況。
換裝,是在“生命禁區(qū)”里完成的。
圖為6月初,青藏鐵路格爾木段下雪場(chǎng)景。記者 萬(wàn)靖 攝
“野外住過(guò)帳篷、活動(dòng)板房,長(zhǎng)期跟野生動(dòng)物做鄰居?!眲q意回憶,“狼、藏羚羊都能看到,網(wǎng)圍欄隔在中間,各自安生,也算是高原獨(dú)有的陪伴。”
真正磨人的,是成千上萬(wàn)次起身、彎腰。
“每根軌枕上的舊電箱盒要逐個(gè)拆除,固定線(xiàn)纜的U型卡扣需一顆顆擰掉?!眲q意加重語(yǔ)氣,“最費(fèi)時(shí)的就是它?!?/p>
待到布線(xiàn)全部整合收攏,繁雜線(xiàn)路匯入單個(gè)分支盒,軌面整潔利落——他心里豁然開(kāi)朗:“結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化之后,日常養(yǎng)護(hù)輕松了不止一倍。”
今天的二代“暖寶寶”已脫胎換骨。
系統(tǒng)由遠(yuǎn)程控制中心、車(chē)站終端、電氣控制柜、加熱元件、氣象站、軌溫傳感器組成,搭建起全自動(dòng)+人工備用雙模式智能運(yùn)維體系,真正實(shí)現(xiàn)設(shè)備自主感知、系統(tǒng)自主調(diào)控、故障自主預(yù)警。
核心變化在于——它學(xué)會(huì)了“思考”。傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),依托動(dòng)態(tài)算法自動(dòng)切換間歇加熱、應(yīng)急加熱、恒溫保溫模式,綜合能耗降低25%以上,在融雪與節(jié)能間找到精準(zhǔn)平衡。
“氣溫低于零下5℃,自動(dòng)開(kāi)啟?!睆垥灾以凇疤齑啊弊鳂I(yè)時(shí)介紹,“參數(shù)可靈活設(shè)置,全是動(dòng)態(tài)算法,不再像以前那樣‘一通到底’白白耗電?!?/p>
為拉薩基礎(chǔ)設(shè)施段安多信號(hào)工區(qū)“天窗”作業(yè)時(shí),工區(qū)工長(zhǎng)張曉忠正在檢測(cè)道岔融雪系統(tǒng)發(fā)熱條溫度情況。記者 萬(wàn)靖 攝
記者站在距發(fā)熱條約30厘米處,腳邊明顯傳來(lái)暖意——那是科技在雪域高原上散發(fā)的溫度。
智能化帶來(lái)的不僅是效率飛躍,還有成本下降。采購(gòu)成本較進(jìn)口降低40%,運(yùn)維成本降低50%,真正實(shí)現(xiàn)“用得起、用得省、用得好”。
“數(shù)字化”為“無(wú)人化”筑起堡壘,但“無(wú)人”不等于“無(wú)守”。每一組安全通過(guò)的道岔背后,都有一個(gè)隨時(shí)準(zhǔn)備出發(fā)的信號(hào)工。
“設(shè)備在成長(zhǎng),我們也在成長(zhǎng)。”張曉忠說(shuō),“但有一點(diǎn)始終沒(méi)變——只要道岔上還可能有雪,我們就一定在?!?/span>