動車組在運轉(zhuǎn)時對外界環(huán)境比較“靈敏”，一旦溫度、風力等不利于高速行駛，列車便會主動降速。這依靠的是在高鐵沿線設置的自然災害及異物監(jiān)測體系。該體系配有各類傳感器，可以運用紅外線掃描等判斷風速、積雪厚度等。

為期40天的2023年春運已經(jīng)正式落下帷幕。本次春運期間，我國東北區(qū)域先后經(jīng)歷多次寒流氣候，最低氣溫約零下50攝氏度。

但在這樣的極寒環(huán)境中，一列列高鐵列車仍在飛速馳騁，將旅客安全送達目的地。其間，既有已經(jīng)安全運轉(zhuǎn)了十個年初的世界首條高寒高鐵——哈大高速鐵路(以下簡稱哈大高鐵)，也有剛投入運轉(zhuǎn)的我國最北端高寒區(qū)域復興號高寒智能動車組。

在多項“抗凍”科技的守護下，“我國速度”正不斷拓寬著高速鐵路的運轉(zhuǎn)邊境。

極寒環(huán)境下運轉(zhuǎn)面對三大檢測

本月中旬，黑龍江省迎來了降雪氣候，最高氣溫在零攝氏度上下，空氣仿佛都要被凍住。怎么給需求穿越酷寒、渾身精細設備的列車“保暖”，成為運轉(zhuǎn)在黑龍江省的復興號高寒智能動車組面對的重要問題。

我國鐵路哈爾濱局集團有限公司車輛部副主任田金剛告知科技日報記者，動車組在極寒環(huán)境下運轉(zhuǎn)首要面對三大難題。

首先是車輛底部的積雪問題。列車在高速行駛過程中，遭到低溫影響，卷起的飛雪會凍住在車輛底部。車輛底部一般裝有設備艙、轉(zhuǎn)向架等。設備艙積雪會導致設備毛病、車廂通風換熱困難，同時雪水消融后還易形成電氣短路。而轉(zhuǎn)向架區(qū)域大量積雪結(jié)冰，則會導致機械部件卡滯、減振失效、制動盤及閘片反常磨耗等問題，直接影響運轉(zhuǎn)安全。

其次是車體結(jié)構(gòu)低溫防凍裂、循環(huán)體系防凍堵難題。冷凝水在低溫環(huán)境下結(jié)冰，會使車體枕梁等要害承載部位出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破裂，給安全運轉(zhuǎn)帶來極大隱患;而車體內(nèi)部的水循環(huán)體系及廁所用水在低溫下產(chǎn)生凍堵則會給旅客帶來不便，直接影響乘車體會。

最后是列車在低溫條件下易出現(xiàn)空轉(zhuǎn)滑行問題。列車在零下40攝氏度啟動和運轉(zhuǎn)時，容易出現(xiàn)空轉(zhuǎn)滑行，引起輪對擦傷。

針對上述要害難題，不久前投入運轉(zhuǎn)的復興號高寒智能動車組均進行了具有針對性的改進規(guī)劃。

在車輛底部抗積雪方面，復興號高寒智能動車組選用全新規(guī)劃的設備艙側(cè)部裙板，設置了“高寒專屬”濾網(wǎng)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含菱形濾網(wǎng)、氣液濾網(wǎng)、鋼絲網(wǎng)、平紋濾網(wǎng)、高密平紋濾網(wǎng)等合計9層結(jié)構(gòu)，在保證完結(jié)通風功用的同時，還可以有用避免冰雪從過濾網(wǎng)區(qū)域進入設備艙內(nèi)部。

而為了保證車輛用水正常，避免出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象，列車的水箱、污物箱、水管都“穿”上了厚厚的“棉衣”。“棉衣”中間有電伴熱線，污物箱底部還增加了電熱“暖寶寶”，讓水循環(huán)體系在天寒地凍時仍舊可以正常運轉(zhuǎn)，保證旅客的正常運用。

在更為重要的車輛制動方面，復興號高寒智能動車組還初次大規(guī)模運用主動化防凍住功用。車輛在靜止時，每節(jié)車廂依次激活防凍住功用，使制動閘片和制動盤每分鐘松開55秒、抱住5秒，以保證制動體系安全可靠。

田金剛表明，總體來說，復興號高寒智能動車組所運用的資料、電氣元件以及車體、轉(zhuǎn)向架、供風制動等體系部件均進行了耐低溫規(guī)劃，使動車組具有了更強的抗寒功用，可以承受零下40攝氏度的低溫以及冰雪氣候等極端惡劣運轉(zhuǎn)條件的檢測。

高鐵線路也在協(xié)助列車御寒

在高寒區(qū)域行車，車輛不只在作業(yè)時要注意“保暖”，“下班”后同樣需求精心養(yǎng)護，以保證安全運轉(zhuǎn)。

我國鐵路哈爾濱局集團有限公司動車段副段長溫元尊向科技日報記者介紹，通過多年實踐摸索，公司已經(jīng)形成了一套應對酷寒、冰雪氣候的運營安全措施。該公司自主研發(fā)的HTK-CBX01型高寒高鐵融冰除雪裝置，可以通過圖像智能辨認技能，主動辨認轉(zhuǎn)向架積雪結(jié)冰狀況。在動車組“下班”入庫后，即可靶向?qū)χ攸c部位進行低壓溫水噴掃，快速剝離、融解轉(zhuǎn)向架積雪結(jié)冰。

“以往需求16人、耗時4小時才干完結(jié)一組動車組列車的融冰除雪作業(yè)，現(xiàn)在僅需求2人操作1小時便可完結(jié)，極大壓縮了動車組除冰作業(yè)時刻，加快列車周轉(zhuǎn)效率。”溫元尊表明。

最新投入運轉(zhuǎn)的復興號高寒智能動車組則吸取前期各車型的經(jīng)驗，不只在“抗凍”方面進行了結(jié)構(gòu)性的優(yōu)化與功用的提升，還大大下降了日常檢修保護的技能難度。

例如，復興號高寒智能動車組新加的“高寒專屬”濾網(wǎng)，相比此前車型，其裙板的開關查看操作更加簡潔，大大削減了作業(yè)量。除此之外，因為東北區(qū)域雨雪、霧霾氣候較多，復興號高寒智能動車組選用了高壓部件集成車頂高壓箱計劃，可以削減因雨雪等氣候形成的高壓設備額外保護，進而削減作業(yè)量、下降保護成本。

除了列車自身功用的不斷加強，高鐵線路也在協(xié)助列車“御寒”。

溫元尊介紹，動車組在運轉(zhuǎn)時對外界環(huán)境比較“靈敏”，一旦溫度、風力等不利于高速行駛，列車便會主動降速。這依靠的是在高鐵沿線設置的自然災害及異物監(jiān)測體系。該體系配有各類傳感器，可以運用紅外線掃描等判斷風速、積雪厚度等。

不只可以協(xié)助列車穿越風雪，高鐵線路自身也具有強大的“抗寒”能力。

例如，在連續(xù)降雪后，鋼軌、道岔等被冰雪掩蓋，積雪消融后易結(jié)冰，將道岔凍住，會形成道岔尖軌頂級與鋼軌貼合不密。為此，鐵路部門改進了道岔融雪裝置，在道岔岔尖位置加裝電熱融雪板，選用電加熱方式和主動感溫、主動控制技能，快速消融、烘干積雪，保證道岔轉(zhuǎn)換自如。

霸占多年凍土區(qū)施工難題

基礎不牢，地動山搖。這句話同樣適用于動車“抗寒”，“保暖”作業(yè)要從處理凍土問題做起。

“路途路基安穩(wěn)耐久是完結(jié)陸地交通功用的決定因素。”東北林業(yè)大學寒區(qū)科學與工程研究院教授、院長單煒在承受科技日報記者采訪時表明，我國東北區(qū)域地處歐亞多年凍土區(qū)南緣，面積廣闊，從南至北，跨越10個緯度，夏日最高氣溫達到45攝氏度，冬天極端低溫可達零下53攝氏度。除此之外，東北區(qū)域地質(zhì)條件復雜，古老地層散布廣泛，受特殊氣候條件影響，地表層風化程度高，黏土掩蓋范圍廣，北方森林掩蓋為多年凍土發(fā)育和賦存供給了良好條件。其間，多年凍土相態(tài)改變給交通線路建造帶來的挑戰(zhàn)反常嚴峻。

在低溫環(huán)境下，凍土會跟著溫度的下降體積產(chǎn)生脹大，建在凍土之上的路基和鋼軌會因凍土脹大而被頂起。到了夏日，凍土產(chǎn)生消融、體積縮小，動車下的路基、鋼軌隨之沉降。凍土的重復凍住、消融就會使路基產(chǎn)生不均勻變形，導致鋼軌出現(xiàn)波浪崎嶇、凹凸不平的現(xiàn)象，形成路塹邊坡涎流冰和邊坡滑塌等，嚴重影響線路安穩(wěn)與行車安全。

“因為動車行車速度快，對路面、軌跡平整度要求非常嚴格，需求完全消除多年凍土相態(tài)改變對路基變形的影響，才干保證路基安穩(wěn)、路途運營安全和工程耐久。”單煒介紹道。

因而，中鐵五局集團有限公司哈牡高鐵項目部總工程師王志強介紹，在哈牡高速鐵路建造過程中，為了克服凍土熱脹冷縮難題，建造單位創(chuàng)造性地選用一系列新技能，例如在路基坡腳兩側(cè)設置“保溫層”，對路基起到保溫效果，有用避免了路基凍脹變形。