2月伊始，中東部地區(qū)大范圍的雨雪冰凍天氣交織春運(yùn)，給旅客出行返鄉(xiāng)帶來(lái)了不小的阻力。

在緊急情況下，國(guó)鐵集團(tuán)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，調(diào)遣了大批備用內(nèi)燃機(jī)車開始救災(zāi)搶險(xiǎn)，滯留的乘客逐漸疏散，網(wǎng)絡(luò)上綠色機(jī)車牽引銀白色的高鐵動(dòng)車的視頻更是頻頻沖上熱搜。

很多網(wǎng)友都在感嘆：關(guān)鍵時(shí)刻還得看“年邁的父親”！也有不少人好奇：為何遇見凍雨天氣，普通列車還能暢行無(wú)阻？今天我們就專門科普一下上述問(wèn)題，同時(shí)向讀者介紹一下高鐵面對(duì)凍雨等極端天氣所采取的有效措施。

01 凍雨，為何讓多列高鐵“停擺”？

凍雨，這種像雨像雪又像冰的“地穿甲”在我國(guó)北方以外的很多地區(qū)都是稀罕物。然而近來(lái)年由于冷氣候南移，凍雨在華北、華南、西南等多個(gè)省份的冬季也高頻出現(xiàn)，給通信、電力、交通運(yùn)輸帶來(lái)嚴(yán)重影響，極易造成國(guó)家經(jīng)濟(jì)損失。

對(duì)鐵路尤其是高鐵而言，凍雨的危害主要集中在以下設(shè)備上面：一是鋼軌，二是道岔，三是接觸網(wǎng)，四是動(dòng)車組。鋼軌覆冰會(huì)讓車輛打滑，牽引力大受影響；道岔覆冰會(huì)將活動(dòng)的轍叉凍結(jié)，道岔開閉受阻，帶來(lái)安全隱患；動(dòng)車組車身上覆冰，會(huì)增加車輛運(yùn)行阻力；最嚴(yán)重的是接觸網(wǎng)覆冰，會(huì)造成過(guò)荷載斷線、冰閃、獲取電流受阻等事故。

當(dāng)接觸網(wǎng)的覆冰厚度超過(guò)其覆冰極限時(shí)，可能會(huì)發(fā)生斷線、支柱或支持裝置斷裂變形等問(wèn)題，從而導(dǎo)致大范圍列車停運(yùn)；

接觸網(wǎng)覆冰時(shí)會(huì)將部分可導(dǎo)電顆粒冰封在絕緣子串的表面，冰層融化時(shí)絕緣子串表面的電導(dǎo)會(huì)明顯提高，極易發(fā)生“冰閃”事故，導(dǎo)致線路頻繁跳閘、絕緣子串炭化損壞；

接觸線覆冰時(shí)會(huì)導(dǎo)致接觸板與接觸線中間隔有冰層不能直接接觸，從而產(chǎn)生電弧燒傷受電弓滑板與接觸線。

另外，冰瘤冰柱對(duì)于接觸網(wǎng)而言是外侵異物，不僅會(huì)影響接觸網(wǎng)的機(jī)械性能和電氣性能，而且可能引發(fā)供電故障或弓網(wǎng)故障，造成跳閘停電。

正因如此，暴雪、大風(fēng)天尚能開行的高鐵動(dòng)車，一旦遇到凍雨就很有可能運(yùn)行受阻。不是鐵路部門不想在這種天氣下開高鐵動(dòng)車，而是一旦強(qiáng)行開動(dòng)會(huì)帶來(lái)更大的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

02 綠皮火車“支棱”起來(lái)了：為何普速列車不怕凍雨？

高鐵列車趴窩，“老祖宗”綠皮火車臨危受命，甚至還拉著高鐵跑。是高鐵太嬌氣嗎？非也！能夠穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)跑出350km/h速度的高鐵列車怎么可能嬌氣呢？是普速列車更“皮實(shí)”嗎？非也！綠皮車之所以被稱作鐵路部門的“應(yīng)急內(nèi)燃熱備機(jī)車”，根本原因還是“列車速度”和“牽引方式”兩個(gè)因素。先說(shuō)“牽引方式”。目前通用的鐵路列車牽引方式有兩種：內(nèi)燃和電力，蒸汽機(jī)車早就在2005年就被全部淘汰了，不算數(shù)。燒柴油的機(jī)車就是內(nèi)燃機(jī)車，用接觸網(wǎng)供電的就是電力機(jī)車。采用內(nèi)燃的普客在我國(guó)已經(jīng)越來(lái)越少了，因?yàn)榈?022年我們國(guó)家的鐵路電氣化率已經(jīng)達(dá)到了73.8%，所以無(wú)論高鐵還是普客，大都是采用電力牽引。

電力牽引好是好，然而遇見類似凍雨的極端天氣就很容易受影響。而內(nèi)燃機(jī)車雖然對(duì)環(huán)境不太友好，牽引能力也稍遜一籌，但是遇見極端惡劣天氣就能大顯身手。這也是本次南方凍雨天氣采用內(nèi)燃機(jī)車牽引高鐵救援的原因之一。

另一個(gè)因素“列車速度”就很好理解了。鋼軌那么滑，列車根本不敢開快，速度慢的普客反而能適應(yīng)這種環(huán)境。列車速度慢，在惡劣天氣中的安全系數(shù)才會(huì)更高。

03 高鐵系統(tǒng)如何化解凍雨危機(jī)？

在雨雪常見的東北和內(nèi)蒙古地區(qū)，為確保列車安全運(yùn)行，鐵路部門年年都要和不良雨雪天氣打交道，相應(yīng)的，也就形成了一套克敵制勝的“法寶”，讓看起來(lái)麻煩不斷的凍雨，變成鐵路沿線絕美的景觀。

接觸網(wǎng)防冰、除冰——對(duì)待凍雨災(zāi)害，鐵路電力接觸網(wǎng)的應(yīng)對(duì)措施有兩種：一是防冰，二是除冰。防冰是防患于未然，除冰是被動(dòng)應(yīng)對(duì)。防冰措施可以采取在接觸導(dǎo)線上涂抹電熱型、光熱型、融冰型及憎水型等防覆冰涂料，稱之為“電熱型防覆冰涂料”。加入導(dǎo)電填料后，半導(dǎo)電特性的涂料內(nèi)部將有泄漏電流流過(guò)，由此產(chǎn)生焦耳熱、場(chǎng)效應(yīng)熱等，使得涂層發(fā)熱并保持一定的溫度，起到防冰的效果。

另一種防冰措施就是“電流熱力在線防冰技術(shù)”，通俗而言就是只要有列車運(yùn)行，接觸網(wǎng)中就一定有電流存在，電流產(chǎn)生熱能，能夠避免導(dǎo)線結(jié)冰。但是這種方式缺點(diǎn)也很明顯，如果開行的列車對(duì)數(shù)太少，導(dǎo)線里的電流時(shí)斷時(shí)續(xù)，反而防冰效果不佳。

還有一種設(shè)備叫“接觸網(wǎng)覆冰預(yù)警監(jiān)測(cè)”裝置，可針對(duì)我國(guó)接觸網(wǎng)容易覆冰的地區(qū)，展開地形數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、覆冰數(shù)據(jù)的收集工作，利用氣象衛(wèi)星及地面站，依托超級(jí)計(jì)算中心，在顯示屏上形成基于不同分辨率精度的網(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化微地形區(qū)域接觸網(wǎng)覆冰過(guò)程監(jiān)測(cè)，自動(dòng)反演受影響線路區(qū)段。也是一種主動(dòng)預(yù)防手段。

至于接觸網(wǎng)除冰，那辦法就很多了，比如最直接的方法就是派人用手敲冰，先進(jìn)一點(diǎn)的手段可以利用機(jī)器人除冰，還可以利用風(fēng)能除冰，采用化學(xué)藥劑融冰，利用微波、激光設(shè)備除冰等。八仙過(guò)海，各顯神通。

動(dòng)車組除冰——動(dòng)車組屬于精密設(shè)備，長(zhǎng)期利用人工敲敲打打除冰肯定不合適，所以研制智能化除冰設(shè)備就是水到渠成之事。比如由哈爾濱局集團(tuán)公司自主設(shè)計(jì)研發(fā)的HTK-CBXO型高寒高鐵融冰除雪裝置，僅需要2人操作，1小時(shí)就可以完成8節(jié)動(dòng)車組的融冰作業(yè)。而以往同樣的工作量需要16人耗時(shí)4小時(shí)，大幅度提升了動(dòng)車組的融冰效率。

道岔除冰——道岔是軌道系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，承擔(dān)著列車換道的功能。在北方嚴(yán)寒地區(qū)，我國(guó)道岔融雪除冰都是以電加熱方式為主，比如RD1 型電加熱道岔融雪系統(tǒng)就已經(jīng)在鐵路系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。這個(gè)裝置的主要工作原理就是通過(guò)電加熱道岔升溫進(jìn)而融雪除冰。這類道岔融雪裝置工作效率尚可，但卻是名副其實(shí)的“電老虎”，工作期間消耗大量電能，成本居高不下，已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代鐵路高速發(fā)展的需求。

近年來(lái)，鐵路科技人員研究出了一種基于氣象信息與行車調(diào)度計(jì)劃的智能融雪系統(tǒng)。可以利用氣象站實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)啟停，根據(jù)列車開行計(jì)劃數(shù)據(jù)查詢車站內(nèi)各對(duì)應(yīng)的道岔動(dòng)作開啟時(shí)序表，提前對(duì)進(jìn)路上的道岔實(shí)施加熱融雪，從而改變既有系統(tǒng)人工啟動(dòng)和啟動(dòng)后全站所有道岔都加熱的控制方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)啟停和節(jié)能降耗。

相信隨著工程材料和信息科技的不斷進(jìn)步，鐵路部門會(huì)研制出更加高效節(jié)能的除冰裝置，為高鐵的安全運(yùn)營(yíng)保駕護(hù)航。

年關(guān)將至，希望每一位回家過(guò)年的人都能平安抵達(dá)。