当铁路穿越风沙频发的西北腹地,一场“清洁战役”悄然展开。在高频沙尘、轨道磨损、养护滞后的现实压力下,一支来自兰州交通大学的拓轨青年研发队,研发出一款融合“气动驱动+智能控制+状态监测”三位一体的创新系统——“轨净先锋”,正在推动我国铁路维护技术从“传统机械”向“智能高效”跃迁。
“我们不想只是造一台机器,而是构建一个能思考、能自调、能预警的智能系统。”项目负责人这样解释团队初衷。在研发团队看来,清洁作业不应只是“扫除”,更应该成为轨道健康管理体系中的关键一环。正因如此,“轨净先锋”不仅解决了轨道积沙的表面问题,更实现了对轨道运行状态的深层感知与干预,使铁路清沙从“被动反应”迈向“主动感知+智能决策”。
技术上,该系统最核心的突破之一,是摒弃传统液压或电驱模式,转而采用列车运行过程中的动能转化为气动清洁动力源。这种“边运行、边清洁”的方式,使其在高铁、普铁、重载铁路等多种线路上均可部署,特别适合长距离、恶劣环境下的轨道维护场景。同时,团队引入CFD(计算流体力学)技术对喷嘴结构进行仿真建模,实现喷角动态调节、气流轨迹自适应优化,大幅提升清洁效率与能耗比。
为了确保系统具备“自主响应”能力,团队搭建了多模态感知体系:轨面沙尘厚度传感器、温湿度检测模块、振动监测组件协同工作,通过边缘计算节点完成初步判断,并上传至中央控制单元实现调参逻辑闭环。系统可依据实际沙尘浓度、列车速度、轨道类型等条件自动调整清洁模式,有效避免“盲扫”与“过扫”,既节能,又精确。
据介绍,“轨净先锋”在甘肃、内蒙古等地开展实地测试,清洁效率平均提升超过30%,故障率控制在2%以内,设备平均维护周期延长至180天。同时,该系统具备良好的可拓展性,已预留远程调度、AI图像识别、5G通信模组等标准接口,为未来构建智慧铁路一体化养护平台提供了系统支撑。
目前,项目已完成4项专利申请,其中包含1项核心气动机构结构专利、2项智能调控算法著作权以及1项传感器集成装置相关专利,相关技术已进入小批量试制阶段,具备产业化条件。
“‘轨净先锋’并不是简单地‘取代人工’,而是让人力从重复、高危、高耗的工作中解放出来,转向数据分析与系统决策。”团队指导老师指出,在铁路运输智能化发展的新阶段,智能清洁设备的作用不仅体现在降本增效,更在于为交通系统提供更强的环境韧性与安全保障。
业内专家认为,该系统的应用落地有望打破目前铁路清洁市场由外资设备主导的格局,填补我国在“列车动能驱动式清洁系统”领域的技术空白,助力我国铁路养护装备实现自主可控与高质量发展。
一项扎根风沙一线的工程创新,正逐步从高校实验室走进千里铁道线,为中国铁路的可持续运行和智能升级写下浓墨重彩的一笔。
