何乃超
（物流公司車務作業二區）
摘要：冬季冰雪使道岔無法正常轉換，從而使鐵路運輸的安全運行受到嚴重影響。傳統消除道岔積雪積冰的方法浪費人力、物力、耗費時間較長，且易造成清理人員的擠傷事故，原有除雪模式已經無法適應現代冶金鐵路運輸企業的發展需求。道岔融雪系統能夠自動對道岔進行加熱實現融冰融雪，保障道岔的正常工作不受天氣影響。道岔融雪系統已經在我國一些大、中型鋼鐵企業成熟運用實施，成為冶金鐵路運輸企業提高鐵路運輸生產效率、降本增效的有效途徑。
關鍵詞：道岔融雪系統、鐵路運輸、應用
鐵路道岔是車站運輸設備的重要組成部分，對道岔的技術狀態要求很嚴格，當尖軌尖端與基本軌有2mm以上間隙時，不能鎖閉道岔和開放信號。在寒冷地區冬季降雪天氣里，如果鐵路道岔清雪不及時，道岔內積雪或者結冰，導致道岔尖軌尖端與基本軌無法可靠密貼，直接影響車站列車接發作業和調車作業的正常進行，嚴重時可造成鐵路運輸中斷。
隨著現代冶金鐵路運輸企業的不斷發展，大型冶金企業火運比例持續升高，鐵路運量不斷加大，鐵路運輸的順暢、高效，關系到企業生產秩序的穩定。特別是北方鐵路運輸企業中道岔融雪系統的應用有效的提高了冬季風雪天氣下道岔的通過能力，達到了提高工作效率，降低物流成本的作用。
1 國內外道岔融雪系統現狀
1.1國外道岔融雪系統
國外道岔融雪系統主要有電熱式、燃氣加熱式、壓縮空氣式、噴燈式、溫水噴射式等。總體而言，可實現全自動遙控的，利用安裝在道岔基本軌軌腰或軌底上部、或安裝在滑床板上的加熱條（棒）或加熱管的加熱道岔融雪方式，已成為鐵路道岔融雪設備的主流。道岔融雪系統的加熱組件可以承受極端惡劣的鐵路工作環境，如連續劇烈的鋼軌震動，冰水、積雪、除草劑、柴油、潤滑油、草酸和融雪劑等的侵蝕，同時系統還配以自動控制系統，通過采集鋼軌溫度、空氣溫度及濕度和積雪3個傳感器的信號，控制道岔加熱系統的工作，并可通過光纜實現遠程集中監控，動態監測環境溫度及濕度、鋼軌溫度、降雪狀態和熱融雪系統的工作狀態等參數。適應現代鐵路高速、安全、自動化等要求，但引進價格相對較高。
1.2國內道岔融雪裝置
國內在鐵路道岔融雪設備的開發和應用起步較晚，到20世紀90年代，冬季道岔除雪基本是靠人工清掃方式，在人員投入和管理成本上消耗巨大。1996年開始，國內一些先進企業就開始考慮利用融雪設備進行除雪，并開始了道岔融雪系統的研制。至今日我國道岔融雪系統已有了長足的進步，北方大部分鐵路運輸企業已經使用融雪系統多年，已成熟運用實施。
國內道岔融雪系統主要有兩種安裝方式：一種是加熱組件預裝在滑床板內，另一種是加熱組件固定在基本軌上。加熱組件裝在滑床板內不能再道岔尖軌整個長度上實現有效加熱融雪，特別是軌枕間尖軌處的積雪會殘留較長時間。滑床板結構加熱組件若損壞，更換困難，費時費力。加熱組件固定在基本軌上的加熱方式安裝、更換方便，能提高融雪效率，且相對節能，節約企業成本。
電加熱組件的出現使道岔融雪效率得到了很大提高，它利用安裝在道岔基本軌軌腰或軌底上部或安裝在滑床板上的加熱條（棒）或加熱管，加熱道岔融雪，可實現全自動遠程遙控。人員不必到達現場，設備通過外界溫度、濕度等信息就可以自動控制加熱與否。從人力和管理上大大節約了成本，杜絕了因人工清理道岔而發生的各類人身傷害事故。
2 道岔融雪系統的構成及工作原理
2.1道岔融雪系統的總體結構
道岔電加熱融雪系統總體結構一般分為遠程監控、車站控制終端、室外控制柜三級控制系統，由遠程監控車站中心的控制終端、各車站安裝的車站計算機終端、室外控制柜、環境監測裝置、軌溫傳感裝置、隔離變壓器、接線盒、電加熱元件、電力線纜和信息通道等構成，具有手動、自動和遠程控制3中方式，可以適合不同環境和不同的使用需求，所有室外控制柜和車站控制室通過CAN總線組成監控網絡，各車站通過以太網實現遠程通信。總體架構如（圖1-1）所示：
圖1-1 2.2工作原理
降雪時，系統進入加熱狀態的情況。冰雪在傳感器的表面融化成水，傳感器檢測到模擬量變化，將數據發送給主控制模塊，并且將溫度和濕度數據發送給主數據模塊，主控制模塊根據根據用戶設置的溫度門限值判斷下雪狀態是否滿足融雪條件，如果滿足則進入加熱狀態。
不下雪時道岔融雪系統進入加熱狀態的情況。當環境溫度較低，空氣濕度很大時，有些地方可能會出現鋼軌結霜或凍雨現象，此時，道岔也需加熱。用戶可根據當地實際情況設置啟動加熱的濕度門限，系統將根據門限自動進入加熱狀態。
加熱過程，軌溫應保持恒定溫度。當系統進入加熱過程，軌溫傳感器將鋼軌溫度的實際數據發送給主控模塊，主控模塊根據用戶的設置接通或斷開加熱回路，使鋼軌維持在可以融雪的溫度范圍，以到達節能的效果。
降雪結束后系統延時加熱。降雪結束后鋼軌上的積雪不會立刻融化，設置停雪后的延時加熱時間，融雪系統將自動判斷并且按照設置時間進行延時加熱。
雪停后檢測鋼軌上的積雪。停雪后系統進入停止加熱狀態，當鋼軌上傳感器檢測到有雪時，重新進入加熱狀態，按照設定的延時時間進行延時加熱。
3 道岔融雪系統在河鋼宣鋼鐵路運輸中的應用
3.1河鋼宣鋼物流公司道岔融雪系統的選擇
河鋼集團宣鋼公司地處河北省張家口市宣化區，位于河北省西北部，北緯40°37′，東經115°03′，屬北方寒冷地區。宣鋼廠內鐵路運輸由宣鋼物流公司擔負，其鐵路運輸的核心工作就是調車生產，鐵路道岔是調車作業過程中使用的關鍵鐵路設備。
物流公司現有在用鐵路道岔319組，常用道岔244組，分部在成品站51組（含中、西交分道岔）、煉鐵站51組、 煉鐵新站37組、煤選站50組、工廠站55組由于我國北方低溫環境，冬季雪大、下雪后道岔尖軌部位集雪道岔不能正常轉換，需人工進行掃雪道岔冰雪，大量掃雪人員在作業繁忙的鐵路上進行，下雪時地面滑、作業人員穿戴厚、瞭望條件差，存在諸多不安全因素，尤其成品站的中、西交分道岔，現場道岔結構復雜、尖軌、活動心軌多，機車、車輛作業頻繁，該處道岔掃雪清理占用人員多、時間長，極易造成擠腳擠手或更大的人身傷害事故。2017年河鋼宣鋼物流公司對車務作業二區成品站中、西交分道岔及常用道岔安裝了融雪裝置，在實際應用中有效的解決了積雪結冰導致的道岔無法轉換問題。
在選擇引進道岔融雪系統上，河鋼宣鋼物流公司綜合考慮分析，一是考慮區位因素，企業所在位置屬于中溫帶亞干旱氣候，降雪頻率相對較少。二是河鋼宣鋼物流公司屬冶金鐵路運輸企業，鐵路站場、道岔分布集中。三是考慮到全自動道岔融雪系統引入資金巨大，綜上因素考慮，宣鋼物流公司采用引進人工手動控制開關道岔融雪系統進行道岔融雪，共在成品站24組交分道岔、咽喉道岔、常用道岔處安裝了融雪系統。可在到達融雪目的的前提下，有效的節約成本。
3.2、河鋼宣鋼物流公司引入的道岔融雪系統的構成
河鋼宣鋼物流公司引進的道岔融雪系統由室內控制開關、可移動遠程控制開關、配電柜、延時繼電器、電力線纜、鋼軌加熱元件等主要設備構成，融雪系統的開關可由室內人員手動控制，或者由操作人員遠程通過手機APP控制開關。總體架構如（圖1-2）所示：
圖1-2
3.3河鋼宣鋼物流公司道岔融雪系統功能優勢
河鋼宣鋼物流公司引入的道岔融雪系統，減少了遠程監控系統、環境監測裝置、軌溫傳感裝置等部分構件，大幅的降低了系統的引入成本，現場安裝難度，節省了設備用地用房。并為后續檢修、維護、保養節省了費用，降低了技術難度。
為了在降低能源消耗的前提下有效的起道融雪作用，河鋼宣鋼物流公司實施了循環加熱措施，在設備上加裝延時控制繼電器，延時繼電器設置為10分鐘，10分鐘內閉合，10分后斷開，后自動吸起，做到循環加熱的效果，大幅度降低了融雪裝置的電力消耗。
融雪系統采用的APP遠程控制開關，可在普通智能手機上下載使用，解決了操作人員啟動或關閉融雪系統時必須在室內操作控制的弊端，當操作人員接到啟動或者道岔融雪系統的指令后，可第一時間通過手機APP控制啟動系統進行加熱，縮短了啟動、關閉時間，提高了融雪效率、降低了使用成本，同時降低了操作人員勞動強度。
3.4實際應用效果
河鋼宣鋼物流公司引入道岔融雪裝置后經受住了風雪天氣的考驗，特別是2018年4月4日的短時間強降雪，因雪量大，切白晝氣溫高，夜間氣溫低，造成底層降白晝雪融化后，夜間結冰，并覆蓋降雪，造成大量道岔無法轉換。物流公司第一時間啟動道岔融雪系統加熱除雪除冰，僅用5分鐘時間，加裝道岔融雪系統的24組道岔均可正常工作，融雪系統應用效果顯著。確保了河鋼宣鋼鐵路運輸安全、順暢、高效運行。
4 結束語
冶金企業鐵路運輸的快速發展及河鋼集團“公轉鐵”步伐的加快，企業對冬季冰雪天氣的行車安全提出了更高的要求，冶金鐵路運輸不同于公路，不能在軌道上撒鹽融雪，否則會對鋼軌及其部件造成侵蝕損壞，而傳統的人工清掃道岔積雪從人工成本、安全性以及時效性上都已不能滿足安全生產運輸需求。在道岔上加裝融雪系統就是最好的解決辦法，由于其具有加熱和遠程操作功能，在出現大雪冰凍時，可遠程啟動安裝在各道岔上的加熱元件，使冰雪迅速融化，以有效解決鐵路線路因大雪冰凍引起的道岔不能轉換問題。冶金企業要立足自身，不斷探索和研究，建立和完善適合自身特點的道岔融雪系統，跟上國鐵運輸發展步伐，為企業發展作出更大貢獻。
參考資料
[1] 朱足州 ,《冶金鐵路運輸》[M] , 四川科學技術出版社，2005
[2] 沈代軍，馬繼紅《淺談道岔融雪系統》[J]，鐵道通信信號，2010