余冠华，卫旭初
（中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063）
摘要：
从张吉怀高铁将采用道岔融雪设备的实际情况出发，分析传统的R D1型电加热道岔融雪系统存在耗电量大的问题，从而创新性采用基于调度的智能道岔融雪系统方案，并详细介绍智能道岔融雪系统的结构、智能控制算法、智能控制效果，提出的基于调度的智能道岔融雪系统相比于传统道岔融雪系统可以极大地节省电能。关键词：
道岔融雪；调度；智能；张吉怀高铁中图分类号：
U213.6 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2022)02-0015-03Discussion on Scheme of Intelligent Point Heating System for
Zhangjiajie-Jishou-Huaihua High Speed Railway
Yu Guanhua, Wei Xuchu
(China Railway Siyuan Survey And Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063, China)
Abstract: Starting from the actual situation of Zhangjiajie-Jishou-Huaihua high-speed railway which will adopt point heating equipment, this paper analyzes the problem of large power consumption existing in the traditional RD1 electric point heating system, thus innovatively adopts the dispatching-based scheme of intelligent point heating system, and introduces in detail the structure, intelligent control algorithm and intelligent control effect of intelligent point heating system. Finally, the conclusion that the dispatching-based intelligent point heating system proposed in this paper can greatly save electric energy compared with the traditional point heating system is obtained.
Keywords: point heating; dispatching; intelligence; Zhangjiajie-Jishou-Huaihua high speed railway
DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2022.02.004
收稿日期：2021-06-09；修回日期：
2021-07-12基金项目： 国家重点研发计划课题项目（2016YFB1200401）
发明专利：
2019年国家发明专利（CN110593024A）第一作者：余冠华（1994—）
，女，工程师，硕士，主要研究方向：铁路信号勘察设计，邮箱：*****************。张吉怀高铁位于湖南省境内，全长约246 km，
设计速度350 km/h。北起张家界市，经湘西土家
族苗族自治州正线5个车站，芙蓉镇站、古丈西站、吉首东站、凤凰站、麻阳西站，南接怀化市，是一
条黄金旅游线，也是一条精准扶贫线。由于张吉
怀地处湘西，并穿越雪峰山脉，冬季多雪易造成道岔冻结，影响道岔动作，所以中国铁路总公司发文
《关于新建张家界经吉首至怀化铁路初步设计的批复》（铁总鉴函[2017]500号），批复“张家界地区、
吉首地区车站动车组进路道岔以及怀化南沪昆场新增道岔设置道岔融雪设备。”本文对传统的道岔融雪系统进行分析，探讨将更优的道岔融雪系统应用于张吉怀高铁工程。
1 传统的RD1型电加热道岔融雪系统
传统的RD1型电加热道岔融雪系统如图1所
示，由信息通道、电缆、工作站及控制终端、控制
柜、钢轨轨温传感器、隔离变压器、电加热元件以及安装卡具等设备组成。该系统有两种控制方式，手动控制方式是由人工启动系统和融雪控制柜；自动控制方式的原理是轨温传感器感知温度较低时，
自动启动控制柜所控制的所有道岔融雪设备。
图� 传统的RD�型电加热道岔融雪系统
Fig.1 Traditional RD1 type electric point heating system
轨旁电气控制柜�#
轨旁电气控制柜N #
电力电源
信号电缆
…
…
…………
轨温
传感器隔离变压器隔离变压器
加热条加热条加热条加热条加热条加热条………轨温传感器
隔离变压器
隔离变压器
加
热条加热条加热条加热条加热条加
热
条
车站�
控制终端
远程控制中心工作站车站N 控制终端
电力电源
信号电缆
该系统存在比较明显的问题是耗电量大。自
动控制方式下，一旦遇到降雪天气，全站所有的道岔融雪加热设备同时进行工作，其功率极高，达到了
全站所有信号系统（包括联锁系统、列控系统、调度集中控制系统等）功率总和的6倍，电力增容费用较高。
而且本次张吉怀高铁不是所有车站都设置了
道岔融雪系统，后续有车站，如凤凰站、麻阳西站需要补充道岔融雪系统的话，外电源扩容将是最重要的制约因素。
2 基于调度的智能道岔融雪传统系统
2.1 基于调度的智能道岔融雪系统结构针对传统的RD1型电加热道岔融雪系统耗电
量大的问题，张吉怀高铁首次采用了基于调度的
智能道岔融雪系统。
基于调度的智能道岔融雪系统结构示意如图2
所示，灰部分为本次新增或修改的模块。相比较于
传统的RD1型电加热道岔融雪系统，基于调度的智
能道岔融雪系统在室内控制终端新增了智能控制模块，实现智能运算和控制；新增接口服务器从行车指挥系统开放的接口服务器获取列车运行计划信息，
从防灾系统开放的接口服务器中获得气象信息（包括当前气温、雪的大小等信息）；在室外新增雪深监
图� 基于调度的智能道岔融雪系统结构示意
Fig.2 Structural diagram of dispatching-based intelligent point heating system
2.2 基于调度的智能控制算法
基于调度的智能控制算法流程如图3所示。智
能控制模板通过获取列车开行计划数据得到车站道岔动作开启时序表。特别注意的是，如出现CTC 原定进路相关道岔发生异常，须启用进路其他道岔
提前融雪，从而修改相应的道岔动作开启时序表。
T i ={T 1,T 2,T 3,...}，i 表示第i 个道岔。
Fig.3 Flow chart of dispatching-based intelligent control algorithm
对历史数据进行回归分析，到因变量道岔融雪时长与因变量当前气温、雪的大小、雪的厚
度、轨面温度之间的关系，即回归模型。最后根
据当前气温、雪的大小、雪的厚度、轨面温度，计算得到当前道岔融雪时长表。P i ={P 1,P 2,P 3,...}。最后根据M i +P i ≤T i ，即“道岔开始融雪时
间+融雪时长≤道岔动作时间”，得到最优的道岔开始融雪时序表，M i ={M 1,M 2,M 3,...}。
得知一列车将以图4中绿的进路，从X 口接车
至5G 后，向SF 口发车。在全站道岔都处于定位的情况下，只有9#和10#道岔需从定位转向反位，且9#
道岔先转，10#道岔后转，而该站内其他道岔可以不用进行转换。因此当降雪天气时，只需要对9#和10#道岔进行先后加热融雪，而对于其他道岔
可以不用开启加热设备。相比于传统道岔融雪开启全站所有道岔加热设备，本次采用的基于调度的控9#
Fig.4 Example of station signals plane
据统计，张吉怀高铁需要上道岔融雪设备的
道岔数量为43个，每组道岔功率20 kW。根据
2007～2017年国家气象局资料，湖南省湘西地区平均每年气温低于5°C 时约为50天，每天启动融雪系统10 h，按道岔融雪系统每年运行
500 h（湖南地区气温低于5°C 时，启动融雪系统，10 小时/天，每年约需启动50天），则传统模式道岔融雪每年需用电430 000度。采用智能
调度融雪预计可节能40%（保守估计），共约节
电17.2万度，折合人民币约20万元，其节能减排效果显著。
3 方案总结
张吉怀高铁采用的基于调度的智能道岔融雪系
统节能减排效果显著，而且后续车站补充道岔融雪系
统的外电扩容难度也大大降低，契合绿高铁、智能高铁的发展趋势，社会效益显著。基于调度的智
能道岔融雪系统在张吉怀高铁工程试点应用成功后，若今后应用在秦岭以北地区的铁路项目中，由于北方天气寒冷，降雪天气更多，其节能幅度将更大。
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（下转34页）
数据网单一组网缺陷，提升网络容灾能力，缩小了业务影响范围，压缩了故障定位时间，使组网结构更加简单、层次更加分明，故障判断更加迅捷，业务资源更加丰富，并能有效防止单站业务发生环路、广播风暴、ARP攻击等问题对汇聚端口的影响，大幅提高了铁路传输以太网汇聚业务的安全性和可靠性。
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