瑞典研究人员设计了一套基于数据的模型，旨在改进铁路道岔的加热方式，从而降低能耗并缓解寒冷季节的交通延误问题。

尽管电加热设备在瑞典铁路中广泛应用，但冬季因道岔冻结或积雪造成的晚点现象依然常见。来自KTH皇家理工学院的一项新研究提出了一种更经济环保的解决方案，以确保这些关键设施的正常运作。

这项研究由KTH皇家理工学院铁路团队的William Liu主导，分析了一年内从斯德哥尔摩附近一个实际运营道岔收集的数据。在斯德哥尔摩地区，每个道岔的年均加热费用约为12,000瑞典克朗，折合1,136欧元。尽管如此，与加热相关的故障每年仍引发超过1,000次服务中断，波及数十万旅客。

目前系统通常将道岔温度控制在8°C至8.6°C之间。然而，研究显示热损失并非只受气温影响。风速、湿度以及积雪状况都对热性能产生显著作用。风被特别识别为一个重要因素，但现有控制系统尚未将其纳入考量，导致在强风或低温天气下道岔温度变得不稳定。

“这造成在寒冷或大风条件下道岔温度难以预测并引发故障。风是一个主要挑战。”刘表示。

针对这一问题，团队开发了一个数值计算模型，能够预测不同天气条件下的道岔温度，涵盖气温、风和降水等因素。模型结果经过实地测量验证，与实际数据高度吻合。

分析表明，当增加功率时，道岔可在10分钟内迅速升温。这一发现意味着加热器不必一直以最高功率运行。采用较低的基础功率，配合降雪前或大风期间的短暂增强模式，可以在保障可靠性的同时减少能源消耗。

研究预估，自适应控制策略可使电力使用量降低多达三分之二。除了优化现有系统，研究还探讨了替代能源的可能性。瑞典的地质特征，尤其是广泛分布的花岗岩，为利用地热进行道岔加热提供了潜力。

瑞典全国约有12,000个道岔。在近400公里长的Malmbanan铁矿石线路上，年加热成本之前12个月总计约90,000克朗。结合性能系数为三的热泵，地热应用有望进一步提升效率。

其他可再生能源选项，如太阳能电池板和风力涡轮机，也可作为补充。在推广之前，仍需更多研究来完善模型并处理不确定性因素。