如何保证在冬季零下40℃、积雪厚度达30厘米的情况下，动车可以安全正常运行？

 

2012年12月1日，我国首条高寒高铁哈大高铁正式开通运营。十年弹指一挥间，高寒高铁迅猛发展，哈齐高铁、哈牡高铁、沈佳高铁牡佳段等相继开通，黑龙江省高铁营业里程从2012年的97.3公里增加到2021年的1401.1公里，增长13倍。

如何让高铁运行在冬季严寒的东北地区？如何保证在冬季零下40℃、积雪厚度达30厘米、线路土壤冻结深度达2米的情况下，动车可以安全正常运行？铁路人勇攀高峰，锐意创新，高寒高铁展示着中国高铁的科技水平。

高寒高铁建设挑战极限

从2012年哈大高铁开通运营以来，高寒高铁这个概念逐渐被大众熟知。2015年哈齐高铁开通，2018年哈牡高铁开通，2021年沈佳高铁牡佳段开通……冰天雪地不再是高铁禁区。

在冬夏温差五六十摄氏度的环境里，如何克服地面冬季冰封、夏季酷热的热胀冷缩，成了修好高铁路基的首要难题，也是保障高铁安全运行的首要前提。

哈牡高铁沿线重峦叠嶂，共穿过39座隧道，隧道施工中，排水、防水是重点。施工方采用新型防排水材料，在洞壁安装保温型双层防水板，增加了保温、防水双重功能，破解了高寒地区隧道施工难题。

沈佳高铁牡佳段线路穿越长白山支脉，全线地处高寒地区，冻胀、雪害多发，对工程设计提出了挑战。设计团队采用完善路基截排水措施、换填防冻胀填料、设置连续梁温度伸缩调节器、细化隧道深埋排水设施、隧道明洞喷涂防水涂料、优化轨道设计结构和配型、选用耐寒接触网和电力信号设备、安装道岔融雪系统、特殊地段设置挡雪墙等防寒抗冻措施，确保了高寒地区列车的行车安全。

如今，哈尔滨至伊春高铁正在加紧建设，这条穿越多年冻土区的高速铁路，先行工程沿线分布着14块岛状多年冻土带，施工中需破解松软土路基、冻土路基等多项技术难题。建设单位全面总结过去高寒高铁建设经验，同时创新方法，为我国冻土地段钻孔桩施工等积累了宝贵经验。

防寒改造技术提升抗寒能力

高铁运行不仅需要坚固的路基，而且列车是否能够抵御严寒也至关重要。为了降低雨雪冰冻对列车的影响，中国铁路哈尔滨局集团有限公司对动车组进行了几十项防寒改造，经过“变身”的动车拥有极强的抗寒能力。

作为中国乃至世界第一条高寒高铁，哈大高铁在没有成形经验借鉴的情况下，经过多年自主探索创新，全面掌握了高寒高铁的运营和维护技术。

运行的动车组行驶时会有大量冰雪卷入车轮，哈尔滨动车段技术工程师李毅忱介绍，通过长时间实验，他们把两侧裙板从流线型变为直角型，减少了积冰雪量。为防止低温造成车门无法开启，设计人员在旅客上下车门的门板内侧也设置了集水槽，防止冷凝水流入下导轨造成冻结影响侧门开启。为防止低温结冰，他们还在供水管路、卫生间防护箱内增加伴热线，提高水箱保温能力。

列车在安全行驶的同时，也需要安全制动。“在冰雪条件下，为了防止冰雪进入刹车制动片之间影响刹车，我们把闸片和制动盘的间隙放大，把摩擦块之间的间隙放大，这样一来，里面就不会夹杂小冰块了。”李毅忱说。

10年来，他们紧紧围绕高寒高铁动车组检修生产难题，定期开展科技创新技术攻关活动，组织专项攻关推进动车组冬季防寒源头整治项目18项，切实解决了现场生产难题，为提升动车组检修质量和运行安全作出了突出贡献。

融冰除雪的“秘密武器”

除抗寒措施外，融冰除雪才是高铁冬季运行最大的挑战。低温条件下动车组在风雪中高速运行，转向架和车底会裹挟大量积雪，从而影响动车组日常检修以及旅客乘坐舒适度，甚至影响动车组运行安全。

HTK-CBX0型高寒高铁融冰除雪装置通过低压温水喷扫方式，对动车组各重点部位全方位喷扫，清除结冰和积雪。 姜 琪 摄

为了清除高铁列车运行期间车身出现的结冰积雪，哈尔滨局集团公司自主研发了国内首个HTK-CBX0型高寒高铁融冰除雪装置，通过低压温水喷扫方式，对动车组各重点部位全方位喷扫。操作员还可以根据动车组积冰情况，调整喷水压力、温度、速度。

新装置与以往传统的除雪方式相比，效率大幅提升，仅需两人操作，1个小时就能完成一组动车的除雪作业。

该装置利用TEDS（动车组运行故障图像监测系统）拍摄动车组运行图片，分析车底积雪结冰状态，适时启动融冰除雪分级处置预案，确保动车组运行安全。

“每趟动车组运行途中都接受高清拍照‘体检’，以便我们监测动车组在冰雪线路上的运行状态。”李毅忱介绍。

大数据和“千里眼”为高铁护航

动车组列车在风雪中运行时，如果遇到气温、风力等数值不利于高速行驶的情况怎么办？这时自然灾害及异物监测系统就派上了用场，它会让列车自动降速，避免险情发生。

哈牡高铁、沈佳高铁牡佳段沿线设置了多个监测站，安装传感器，通过通风口、红外线扫描等方式，来判断风速、积雪厚度等情况。如果以上数据超过标准数值，调度人员可及时向动车组发布限速、停车命令，让动车组在险情前“止步”。

道岔间出现积雪咋整？不必担心，有道岔融雪装置“守卫”。该装置采用电加热方式和自动感温、自动控制技术，能快速融化、烘干积雪。即使风雪交加，道岔依然转换自如。

　　检修后的动车组在哈尔滨动车段整装待发。 姜 琪 摄

哈尔滨局集团公司充分运用大数据综合分析高铁线路设备变化，每天由专人采集设备数据并上传至“云端”进行统计分析，再通过“数据流”发送至维修人员手机中，让检修项点一目了然。

每天清晨，在沈佳高铁牡佳段首发动车组发车前，高铁确认车都要进行全线试跑。列车上安装的6C检测系统又被称为“千里眼”，能自动检测动车组受电弓和接触网的性能状态。

这套功能强大的6C检测系统，每秒可采集17帧图像，接触网零配件的积雪结冰情况——有无松动、缺失、破损，全都一目了然。

与此同时，在“云端”另一端，检测人员通过查看分析6C检测系统实时传输的影像图片，可以及时发现接触网设备有无缺陷，并第一时间通知维护人员消除隐患。

值得一提的是，每张实时传输的影像图片在检测人员眼前停留不足10秒。为及时发现设备运行缺陷，他们早已练就眼疾手快的“硬功夫”，称得上“火眼金睛”。

10年间，哈尔滨局集团公司动车组由34组增加至98组，车型也由2012年的CRH5、CRH380两种车型，升级为 CRH5、CRH5A、CRH380BG三种车型。检修能力也随之不断提升，检修库在原来哈尔滨西动车运用所1个同时检修12组动车的6线检修库、一个临修库和一个动车组外皮洗刷库及融冰除雪库的基础上，增加了一个6线检修库，而且在齐齐哈尔、牡丹江各新建了1个动车运用所。通过10年的不断积累，高铁列车正在用科技创新向世界展示着中国高铁的“高寒名片”。