杨洋
铁路作为国家战略性、先导性、关键性重大基础设施,是国民经济大动脉、重大民生工程和综合交通运输体系骨干,在经济社会发展中的地位和作用至关重要。
发达完善铁路网越织越密,截至2023年,全国铁路投产新线3637公里,其中高铁2776公里。这是“十四五”以来铁路投资规模完成最多的一年,又有22个县结束了不通铁路的历史,一些县市进一步跨入“高铁时代”。中国高铁是自主创新的成功范例,中国铁路总体技术水平已迈入世界先进行列。5月8日,《科学导报》记者走进大秦铁路股份有限公司科学技术研究所,探秘推动中国重载铁路的创新技术。
长期以来,铁路科研都是围绕着高速铁路、智能铁路、重载铁路高原高寒铁路等重点领域,开展的全方位、多层次的科学研究。针对现场发现的“疑难杂症”深入分析原因,精准提出建议,为了彻底根除疾病有时还需要使用辅助器具或者彻底更换新的器官。以“防未病、治已病、促长效”为目标,服务铁路运输安全。
冬季的大秦線十分寒冷,2024年初的一场雪还没有完全融化,铁轨上还覆盖着一层白雪。针对大秦线2万吨重载组合列车机车乘务员反映循环制动时出现多列制动力弱的问题,大秦科研所共派出不同专业的23名科研人员冒着严寒开始“会诊”。他们知道此刻的极端气温正是他们采集数据的关键时刻。“30秒后开始初制动”“20秒”“10、9、8……2、1,初制动”,随着一条条清晰的试验指令下达,各测试断面上的科研人员紧盯着风表的数字变化,生怕自己一眨眼错过重要数据。试验人员卧铁轨、钻车底,凌晨寂静的夜里,在连续十几个小时的刺骨寒风的陪伴下,他们完成了一个又一个传感器的安装与拆卸……
现场就是铁路科研工作者的试验场,因为他们知道铁路科研工作要与现场紧密结合,切实解决现实问题是他们每个人永恒的奋斗目标。
在大秦科研所内有多支保障重载列车运行安全的团队,他们根据所研究的领域从各个方面为重载列车运行安全保驾护航,其中“重载列车操纵评价升级技术研究”团队,在提升重载组合列车乘务员的操纵水平上发挥了极大的作用。
众所周知,大秦铁路作为中国西煤东运的重要通道,线路运行条件复杂,对驾驶2万吨重载列车司机的操纵技术提出了极高的要求。据了解,该团队研发的操纵评价系统可以分析评价乘务员操纵列车的安全平稳情况,自动查找操纵记录的违规项点,自动评分排名,统计操纵中存在的共性问题和个性问题的分布情况,通过可视化图形界面显示列车运行牵引力、再生制动力、速度、管压等参数的实际操纵曲线与标准操纵曲线,展现大秦线全线,尤其是关键区段循环制动的模块化操纵情况,具有数据种类完整、时间刻度统一、分析统计准确快捷、界面直观易用等特点。
该系统2021年12月通过了太原局集团公司组织的技术评审,2023年获得了山西省“五小”创新大赛优秀成果三等奖、太原局集团公司科技技术进步一等奖、太原局集团公司科技创新知识产权保护与应用奖。近两年累计装车270台,共540套。2024年将实现大秦线2万吨重载组合列车的操纵评价与操纵数据深度挖掘的全面覆盖。
习近平总书记指出,“绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力。”
大秦重载铁路全长653公里,西起煤都大同,东至渤海之滨秦皇岛,横跨桑干峡谷,穿越燕山山脉,是中国第一条开行重载单元列车的双线电气化运煤专用铁路。30多年来,大秦铁路通过不断技术创新,先后攻克1万吨、1.5万吨、2万吨重载列车开行难关,并成功进行了3万吨重载组合列车试验,现已常态化开行2万吨重载组合列车。
2021年,大秦科研所启动了牵引制动再生能量综合利用装置科研项目,科研人员发现,常态化开行2万吨重载组合列车在长下坡道制动时会产生大量再生能量。这些能量除了一部分被同臂列车及供电设备吸收外,另一部分电能则被返送回电网,短时注入的能量易导致接触网网压抬升,从而影响行车安全。再生能量的回收利用不仅可以降低运营成本,提升牵引供电系统的综合能效,同时也可减少因网压抬升对重载运输安全带来的影响。他们研制的牵引制动再生能量综合利用装置,经过一年的运用考核,实现日均节约反向电量1.5万kwh,累计年均节电量约550万kwh,折算年减排二氧化碳4980吨,具有良好的节支降耗效果,有效提高再生制动能量利用率,抑制牵引网网压波动改善电能质量,持续推进重载铁路绿色发展,2023年被国铁集团专家组评价为国际领先技术。
近年来,随着无人机及远程通信技术的日趋成熟,因其机动灵活、视野开阔、不受地形限制的特点被广泛应用。在铁路行业,通过搭载高清相机,结合图像识别等软件算法,可应用于勘察设计、线路巡检等方面。大秦科研所结合铁路救援应用,承担了重点课题“无人机救援巡检系统研制”项目,研究开发了适应铁路救援应用的无人机救援巡检系统。
据科研人员介绍,该系统用于事故发生后对救援现场快速勘探,对救援作业现场进行全景式全方位的探测、指挥工作,方便现场人员更全面地了解事故情况,制定救援方案。同时,无人机可搭载高流明探照灯,有效解决夜晚救援照明问题,为缩短救援时间,提高救援效率提供装备支持。
2024年是新中国成立75周年,是实现“十四五”规划的关键一年,也是铁路全面深化改革创新、加快构建“六个现代化体系”的重要一年。面对发展新要求,大秦科研所将继续立足重载运输,深入推动现代化铁路科技创新体系建设,不断拓展发展新空间,创新发展新机遇,打造发展新引擎,为中国铁路太原局集团公司高质量发展增添新动能。
科技赋能发展,创新引领未来。大秦科研所将继续立足重载运输,深入推动现代化铁路科技创新体系建设,不断拓展发展新空间,创新发展新机遇,打造发展新引擎,为集团公司高质量发展增添新动能。