何乃超
（物流公司车务作业二区）
摘要：冬季冰雪使道岔无法正常转换，从而使铁路运输的安全运行受到严重影响。传统消除道岔积雪积冰的方法浪费人力、物力、耗费时间较长，且易造成清理人员的挤伤事故，原有除雪模式已经无法适应现代冶金铁路运输企业的发展需求。道岔融雪系统能够自动对道岔进行加热实现融冰融雪，保障道岔的正常工作不受天气影响。道岔融雪系统已经在我国一些大、中型钢铁企业成熟运用实施，成为冶金铁路运输企业提高铁路运输生产效率、降本增效的有效途径。
关键词：道岔融雪系统、铁路运输、应用
铁路道岔是车站运输设备的重要组成部分，对道岔的技术状态要求很严格，当尖轨尖端与基本轨有2mm以上间隙时，不能锁闭道岔和开放信号。在寒冷地区冬季降雪天气里，如果铁路道岔清雪不及时，道岔内积雪或者结冰，导致道岔尖轨尖端与基本轨无法可靠密贴，直接影响车站列车接发作业和调车作业的正常进行，严重时可造成铁路运输中断。
随着现代冶金铁路运输企业的不断发展，大型冶金企业火运比例持续升高，铁路运量不断加大，铁路运输的顺畅、高效，关系到企业生产秩序的稳定。特别是北方铁路运输企业中道岔融雪系统的应用有效的提高了冬季风雪天气下道岔的通过能力，达到了提高工作效率，降低物流成本的作用。
1 国内外道岔融雪系统现状
1.1国外道岔融雪系统
国外道岔融雪系统主要有电热式、燃气加热式、压缩空气式、喷灯式、温水喷射式等。总体而言，可实现全自动遥控的，利用安装在道岔基本轨轨腰或轨底上部、或安装在滑床板上的加热条（棒）或加热管的加热道岔融雪方式，已成为铁路道岔融雪设备的主流。道岔融雪系统的加热组件可以承受极端恶劣的铁路工作环境，如连续剧烈的钢轨震动，冰水、积雪、除草剂、柴油、润滑油、草酸和融雪剂等的侵蚀，同时系统还配以自动控制系统，通过采集钢轨温度、空气温度及湿度和积雪3个传感器的信号，控制道岔加热系统的工作，并可通过光缆实现远程集中监控，动态监测环境温度及湿度、钢轨温度、降雪状态和热融雪系统的工作状态等参数。适应现代铁路高速、安全、自动化等要求，但引进价格相对较高。
1.2国内道岔融雪装置
国内在铁路道岔融雪设备的开发和应用起步较晚，到20世纪90年代，冬季道岔除雪基本是靠人工清扫方式，在人员投入和管理成本上消耗巨大。1996年开始，国内一些先进企业就开始考虑利用融雪设备进行除雪，并开始了道岔融雪系统的研制。至今日我国道岔融雪系统已有了长足的进步，北方大部分铁路运输企业已经使用融雪系统多年，已成熟运用实施。
国内道岔融雪系统主要有两种安装方式：一种是加热组件预装在滑床板内，另一种是加热组件固定在基本轨上。加热组件装在滑床板内不能再道岔尖轨整个长度上实现有效加热融雪，特别是轨枕间尖轨处的积雪会残留较长时间。滑床板结构加热组件若损坏，更换困难，费时费力。加热组件固定在基本轨上的加热方式安装、更换方便，能提高融雪效率，且相对节能，节约企业成本。
电加热组件的出现使道岔融雪效率得到了很大提高，它利用安装在道岔基本轨轨腰或轨底上部或安装在滑床板上的加热条（棒）或加热管，加热道岔融雪，可实现全自动远程遥控。人员不必到达现场，设备通过外界温度、湿度等信息就可以自动控制加热与否。从人力和管理上大大节约了成本，杜绝了因人工清理道岔而发生的各类人身伤害事故。
2 道岔融雪系统的构成及工作原理
2.1道岔融雪系统的总体结构
道岔电加热融雪系统总体结构一般分为远程监控、车站控制终端、室外控制柜三级控制系统，由远程监控车站中心的控制终端、各车站安装的车站计算机终端、室外控制柜、环境监测装置、轨温传感装置、隔离变压器、接线盒、电加热元件、电力线缆和信息通道等构成，具有手动、自动和远程控制3中方式，可以适合不同环境和不同的使用需求，所有室外控制柜和车站控制室通过CAN总线组成监控网络，各车站通过以太网实现远程通信。总体架构如（图1-1）所示：
图1-1 2.2工作原理
降雪时，系统进入加热状态的情况。冰雪在传感器的表面融化成水，传感器检测到模拟量变化，将数据发送给主控制模块，并且将温度和湿度数据发送给主数据模块，主控制模块根据根据用户设置的温度门限值判断下雪状态是否满足融雪条件，如果满足则进入加热状态。
不下雪时道岔融雪系统进入加热状态的情况。当环境温度较低，空气湿度很大时，有些地方可能会出现钢轨结霜或冻雨现象，此时，道岔也需加热。用户可根据当地实际情况设置启动加热的湿度门限，系统将根据门限自动进入加热状态。
加热过程，轨温应保持恒定温度。当系统进入加热过程，轨温传感器将钢轨温度的实际数据发送给主控模块，主控模块根据用户的设置接通或断开加热回路，使钢轨维持在可以融雪的温度范围，以到达节能的效果。
降雪结束后系统延时加热。降雪结束后钢轨上的积雪不会立刻融化，设置停雪后的延时加热时间，融雪系统将自动判断并且按照设置时间进行延时加热。
雪停后检测钢轨上的积雪。停雪后系统进入停止加热状态，当钢轨上传感器检测到有雪时，重新进入加热状态，按照设定的延时时间进行延时加热。
3 道岔融雪系统在河钢宣钢铁路运输中的应用
3.1河钢宣钢物流公司道岔融雪系统的选择
河钢集团宣钢公司地处河北省张家口市宣化区，位于河北省西北部，北纬40°37′，东经115°03′，属北方寒冷地区。宣钢厂内铁路运输由宣钢物流公司担负，其铁路运输的核心工作就是调车生产，铁路道岔是调车作业过程中使用的关键铁路设备。
物流公司现有在用铁路道岔319组，常用道岔244组，分部在成品站51组（含中、西交分道岔）、炼铁站51组、 炼铁新站37组、煤选站50组、工厂站55组由于我国北方低温环境，冬季雪大、下雪后道岔尖轨部位集雪道岔不能正常转换，需人工进行扫雪道岔冰雪，大量扫雪人员在作业繁忙的铁路上进行，下雪时地面滑、作业人员穿戴厚、瞭望条件差，存在诸多不安全因素，尤其成品站的中、西交分道岔，现场道岔结构复杂、尖轨、活动心轨多，机车、车辆作业频繁，该处道岔扫雪清理占用人员多、时间长，极易造成挤脚挤手或更大的人身伤害事故。2017年河钢宣钢物流公司对车务作业二区成品站中、西交分道岔及常用道岔安装了融雪装置，在实际应用中有效的解决了积雪结冰导致的道岔无法转换问题。
在选择引进道岔融雪系统上，河钢宣钢物流公司综合考虑分析，一是考虑区位因素，企业所在位置属于中温带亚干旱气候，降雪频率相对较少。二是河钢宣钢物流公司属冶金铁路运输企业，铁路站场、道岔分布集中。三是考虑到全自动道岔融雪系统引入资金巨大，综上因素考虑，宣钢物流公司采用引进人工手动控制开关道岔融雪系统进行道岔融雪，共在成品站24组交分道岔、咽喉道岔、常用道岔处安装了融雪系统。可在到达融雪目的的前提下，有效的节约成本。
3.2、河钢宣钢物流公司引入的道岔融雪系统的构成
河钢宣钢物流公司引进的道岔融雪系统由室内控制开关、可移动远程控制开关、配电柜、延时继电器、电力线缆、钢轨加热元件等主要设备构成，融雪系统的开关可由室内人员手动控制，或者由操作人员远程通过手机APP控制开关。总体架构如（图1-2）所示：
图1-2
3.3河钢宣钢物流公司道岔融雪系统功能优势
河钢宣钢物流公司引入的道岔融雪系统，减少了远程监控系统、环境监测装置、轨温传感装置等部分构件，大幅的降低了系统的引入成本，现场安装难度，节省了设备用地用房。并为后续检修、维护、保养节省了费用，降低了技术难度。
为了在降低能源消耗的前提下有效的起道融雪作用，河钢宣钢物流公司实施了循环加热措施，在设备上加装延时控制继电器，延时继电器设置为10分钟，10分钟内闭合，10分后断开，后自动吸起，做到循环加热的效果，大幅度降低了融雪装置的电力消耗。
融雪系统采用的APP远程控制开关，可在普通智能手机上下载使用，解决了操作人员启动或关闭融雪系统时必须在室内操作控制的弊端，当操作人员接到启动或者道岔融雪系统的指令后，可第一时间通过手机APP控制启动系统进行加热，缩短了启动、关闭时间，提高了融雪效率、降低了使用成本，同时降低了操作人员劳动强度。
3.4实际应用效果
河钢宣钢物流公司引入道岔融雪装置后经受住了风雪天气的考验，特别是2018年4月4日的短时间强降雪，因雪量大，切白昼气温高，夜间气温低，造成底层降白昼雪融化后，夜间结冰，并覆盖降雪，造成大量道岔无法转换。物流公司第一时间启动道岔融雪系统加热除雪除冰，仅用5分钟时间，加装道岔融雪系统的24组道岔均可正常工作，融雪系统应用效果显著。确保了河钢宣钢铁路运输安全、顺畅、高效运行。
4 结束语
冶金企业铁路运输的快速发展及河钢集团“公转铁”步伐的加快，企业对冬季冰雪天气的行车安全提出了更高的要求，冶金铁路运输不同于公路，不能在轨道上撒盐融雪，否则会对钢轨及其部件造成侵蚀损坏，而传统的人工清扫道岔积雪从人工成本、安全性以及时效性上都已不能满足安全生产运输需求。在道岔上加装融雪系统就是最好的解决办法，由于其具有加热和远程操作功能，在出现大雪冰冻时，可远程启动安装在各道岔上的加热元件，使冰雪迅速融化，以有效解决铁路线路因大雪冰冻引起的道岔不能转换问题。冶金企业要立足自身，不断探索和研究，建立和完善适合自身特点的道岔融雪系统，跟上国铁运输发展步伐，为企业发展作出更大贡献。
参考资料
[1] 朱足州 ,《冶金铁路运输》[M] , 四川科学技术出版社，2005
[2] 沈代军，马继红《浅谈道岔融雪系统》[J]，铁道通信信号，2010