【环球速看料】复兴号高寒智能动车组投入运行 “抗冻”科技守护“中国速度”

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【复兴号高寒智能动车组投入运营】动车组在运行过程中对外界环境“敏感”。一旦气温和风力不利于高速行驶，列车就会自动减速。这取决于高铁沿线设置的自然灾害和异物监测系统。该系统配有各种传感器，可以通过红外扫描判断风速和积雪厚度。

为期40天的2023年春运正式落下帷幕。在这次春运高峰期间，中国东北经历了多次寒潮，最低温度约为零下50摄氏度。

然而，在如此极寒的环境下，一列列高速列车依然疾驰，将乘客安全送达目的地。这其中，有已经安全运行十年的世界首条高寒高速列车哈大高铁，也有刚刚在中国最北部高寒地区投入运营的高寒智能动车组复兴号。

在多项防冻技术的保障下，“中国速度”正在不断拓展高速铁路的运营版图。

在极寒环境下运行面临三大挑战

本月中旬，黑龙江省下了一场降雪，最高气温在零摄氏度左右，空气体好像被冻住了。如何为需要穿越严寒、布满精密设备的列车“保暖”，成为运行在黑龙江省的复兴号高寒智能动车组面临的重要问题。

中国铁路哈尔滨局集团有限公司车辆部副主任田金刚告诉科技日报记者，极寒环境下动车组运营主要面临三大问题。

首先是车下积雪的问题。列车高速行驶时，由于低温的影响，会在车底结冰。车辆底部通常装有设备舱、转向架等。设备舱内积雪会导致设备故障，车厢内通风传热困难，积雪融化后容易造成电气短路。但是，转向架区域的大量冰雪会导致机械部件卡住、减振失效、制动盘和制动片异常磨损等问题，直接影响运行安全。

其次是低温下车体结构防冻裂和循环系统防冻堵塞的问题。冷凝水在低温环境下结冰，会造成车体摇枕等关键承重部位出现结构性裂缝，给安全运行带来极大隐患；而车身内部的水循环系统和卫生间使用的水在低温下会堵塞，给乘客带来不便，直接影响乘坐体验。

最后，列车在低温下容易空打滑。列车在零下40摄氏度启动运行时，容易打滑空，造成轮对擦伤。

针对以上关键问题，不久前投入运营的复兴号高寒智能动车组进行了针对性的改进设计。

在车底抗雪方面，复兴号高山智能动车组采用了全新设计的设备舱侧裙板，并配备了“高山专属”滤网。其内部结构包括钻石过滤、气液过滤、钢丝网、素过滤、高密度素过滤等九层，在保证通风功能的同时，可有效防止冰雪从过滤区进入设备舱。

为了保证车辆正常用水，防止冻堵现象，列车的水箱、污水箱、水管都“穿上”了“厚”棉衣。“棉衣”中间有电热丝，污物箱底部加了一个电“暖宝宝”，让水循环系统在寒冷的天气下仍能正常运转，保证乘客的正常使用。

在更重要的车辆制动方面，复兴号高寒智能动车组也首次大规模使用了自动防冻功能。车辆静止时，每辆车依次启动防冻功能，使刹车片和刹车盘每分钟松开55秒，保持5秒，保证制动系统的安全可靠。

田金刚说，总的来说，复兴号高寒智能动车组使用的车体、转向架、送风制动等材料、电气部件和系统部件都进行了耐低温设计，使动车组具有更强的耐寒能力，能够经受零下40摄氏度的低温和冰雪天气等极端运行条件的考验。

高速铁路线也在帮助火车御寒

在寒冷地区行驶，车辆不仅要在工作时“保暖”，还要在下班后精心保养，确保安全运行。

中国铁路哈尔滨局集团有限公司动车组副段长温元尊告诉科技日报记者，经过多年的实践和探索，公司已经形成了一套应对低温雨雪冰冻天气的运营安全措施。公司自主研发的HTK-CBX01高海拔高速铁路除冰除雪装置，通过图像智能识别技术，自动识别转向架冰雪状况。动车组“下班”入库后，可针对关键部位进行低压温水喷淋，快速剥离融化转向架上的冰雪。

“以前，一组动车组列车的除冰除雪作业需要16个人、4个小时才能完成。现在只需要2个人操作1小时，大大减少了动车组除冰作业时间，加快了列车周转效率。”文元尊说。

新投入运营的复兴号高寒智能动车组借鉴了以往车型的经验，不仅优化了结构，提高了防冻功能，还大大降低了日常维护的技术难度。

比如复兴号高山智能动车组新增加的“高山专属”滤网，比之前的车型更容易打开和关闭停机坪，大大减少了工作量。此外，由于东北地区多雨雪雾天气，复兴号高寒智能动车组采用将高压元件集成到车顶高压箱的方案，可以减少雨雪天气对高压设备带来的额外维护，从而减少工作量和维护成本。

除了列车自身性能的不断强化，高铁线路也在帮助列车“御寒”。

温元尊介绍，动车组在运行过程中对外界环境“敏感”。一旦气温和风力不利于高速行驶，列车就会自动减速。这取决于高铁沿线设置的自然灾害和异物监测系统。该系统配有各种传感器，可以通过红外扫描判断风速和积雪厚度。

不仅能帮助列车穿越雪地，高铁线路本身也具有很强的“抗寒”能力。

比如连续降雪后的铁轨、道岔等。都被冰雪覆盖，积雪融化后很容易结冰。冻结道岔会导致道岔尖部无法紧密贴附在铁轨上。因此，铁路部门对道岔融雪装置进行了改进，在道岔尖部安装了电动融雪板，采用电加热方式和自动感温、自动控制技术，使积雪快速融化、干燥，确保道岔能够自由转换。

克服冻土地区的施工难题

基础不牢，地动山摇。这句话同样适用于动车的“御寒”，“保暖”工作要从解决冻土问题入手。

“道路路基的稳定性和耐久性是实现陆上交通功能的决定性因素.”东北林业大学寒区科学与工程研究院教授、院长单伟在接受科技日报记者采访时表示，我国东北地区地处欧亚多年冻土区南缘，面积广阔，从南到北跨越10个纬度，夏季最高气温达到45摄氏度，冬季极端低温达到零下53摄氏度。此外，东北地区地质条件复杂，古地层分布广泛，受特殊气候条件影响，表层强风化，粘土覆盖面广。北方的森林覆盖为多年冻土的发育和发生提供了良好的条件。其中，冻土的相变给交通线路的建设带来了极其严峻的挑战。

在低温环境下，冻土会随着温度的降低而膨胀，建在冻土上的路基和钢轨会因冻土的膨胀而顶起。夏天冻土融化体积缩小，动车下面的路基和铁轨沉降。冻土反复冻融会导致路基不均匀变形，从而导致波浪起伏、钢轨不均匀，造成路堑边坡流涎结冰、边坡坍塌，严重影响线路稳定和交通安全。

“由于动车速度高，对道路和轨道的平顺性要求非常严格。必须彻底消除冻土相变对路基变形的影响，以确保路基稳定性、道路运营安全性和工程耐久性。”单伟介绍。

因此，中铁五局集团有限公司哈牡高铁项目部总工程师王志强介绍，在哈牡高铁建设过程中，为克服冻土热胀冷缩问题，施工单位创造性地采用了一系列新技术，如在路基坡脚两侧设置“保温层”，起到了对路基的保温作用，有效防止了路基冻胀变形。

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