基于线性拟合的区间轨道电路传输特性

分析不同载频的区间轨道电路检测数据散点图,提出采用线性拟合方法分析区间轨道电路传输特性。对不同载频不同时期的区间轨道电路检测数据进行线性拟合处理,提取衰减系数、波动系数和相关系数3个特性指标。将特性指标转化为随时间变化而变化的趋势图,用以研究区间轨道电路传输特性的变化趋势,并判断补偿电容工作状态。提出基于历史数据库的区间轨道电路动态性能评判方法,该方法与现有的标准曲线对比法相比,减少了数据需要量,增加了趋势分析功能。     

电缆参数对ZPW-2000A轨道电路接收侧传输性能的影响研究

电缆参数对ZPW-2000A轨道电路信号传输性能具有显著的影响.在构建轨道电路传输模型的基础上,利用轨道电路计算的方法,系统地研究了电缆电阻、电感、电容及长度等参数对轨道电路接收侧传输性能的影响规律.研究结果表明,随着电缆线间电容的增加,接收侧电缆输入阻抗模值出现先增大后减小,输入阻抗相位角逐渐降低的趋势.该研究对基于电缆固有特性设计的轨道电路产品维护及轨道电路故障排除,具有重要的意义.     

无绝缘轨道电路邻区段干扰防护方法的研究

当前,无绝缘轨道电路会因其调谐区设备故障而丧失电气绝缘功能,使得相邻轨道电路的信号能够越过调谐区的限制而进行传输,形成相应的邻区段干扰,从而影响机车信号设备对轨道电路信号的接收。针对这一故障,根据调谐区的电气分隔原理,设计一种邻区段干扰防护器,给出相应的电路结构设计和部件参数计算方法,使其对本轨道电路信号等效为原有的补偿电容,而对相邻轨道电路区段信号呈现出串联谐振的短路效果,以实现对其有效衰减,达到防护目的。仿真结果表明:设计的防护器与现有补偿电容的特性相同,只需用其替换距离发送端最近的补偿电容,即可有效阻止邻区段干扰在本轨道电路区段的传播,且对轨道电路和机车信号正常工作无影响,具有良好的实用性和兼容性。     

基于CEEMD的无绝缘轨道电路调谐区故障特征提取

针对无绝缘轨道电路调谐区故障特征难以提取的问题,提出基于补充总体平均经验模态分解(CEEMD)的调谐区故障特征提取方法。采用四端网理论和传输线理论构建无绝缘轨道电路模型,仿真分析调谐区不同故障对轨道电路表面电压的影响;利用经验模态分解(EMD)、总体经验模态分解(EEMD)及CEEMD分别对电压信号进行分解,再提取故障特征向量。仿真结果表明:CEEMD方法抑制了EMD和EEMD引起的模态混叠和残留噪声现象,提高了运算效率,能够有效提取无绝缘轨道电路调谐区故障特征。     

高速铁路轨道电路动态检测综合质量评价研究

国内外尚无对于轨道电路综合质量评价方法的研究,为有效地利用轨旁信号动态检测数据评判轨道电路运行状态,针对轨道电路动态检测数据提取可表征轨道电路工作状态的特征参数,提出基于层次分析法的高速铁路轨道电路动态检测综合质量评价模型。首先结合轨道电路动态检测数据特性,将影响轨道电路的因素分为干扰信号幅值、感应信号幅值、感应信号频率和感应信号传输4个特性,并分别提取不同的特征参数进行描述;然后根据对应的标准规范通过对每个特征参数进行评价并结合数据进行验证;最后通过比较矩阵计算权重的方法得到轨道电路动态检测综合质量评价。该模型的提出弥补了轨道电路缺乏综合质量评价的问题,为后续轨道电路趋势性研究和现场养护维修提供支持。以实际线路检测数据结合现场情况对该评价方法进行验证,结果表明该方法可行、有效。     

基于光纤光栅压力传感器的轨道区段占用检测方法研究

轨道电路是用于检测列车是否占用轨道区段的设备,正确判断其分路状态对行车安全十分重要。当出现轨面生锈或积污等问题时,由于分路电阻过高导致轨道电路分路不良,这将影响分路状态的可靠判定,轨道区段占用检测方法仍存在瓶颈。对此,利用光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)压力传感技术的优势,结合轨道电路的工作原理和轨道动力学分析结果,设计轨道占用检测的系统结构;监测FBG的中心波长漂移量,统计列车进出轨道区段的轮对轴数,通过轴数比较解决轨道电路分路不良时的轨道区段占用检测问题。对光纤Bragg光栅纵向应力特性进行仿真实验,结果表明:FBG的中心波长漂移量和纵向应力的改变成正比,即和钢轨受力形变所产生的弯矩变化成正比,这种应力特性可有效应用于轨道区段的检测问题。     

基于调整表优化的轨道电路牵引电流干扰防护研究

我国铁路的电气化、高速化和重载化使得电力机车的牵引电流越来越大,并且由于牵引电流和轨道电路的信号电流共用钢轨作为传输路径,导致牵引电流对铁路信号系统中的轨道电路产生的干扰越来越严重。根据传输线四端网理论,建立机车运动过程中无绝缘轨道电路受牵引电流干扰的动态仿真模型,通过与现场实测数据进行对比,验证了仿真模型的有效性,并在此基础上提出基于调整表优化的抗干扰方案。该方案已应用于朔黄铁路沧州西站"红光带"故障区段,成功解决了该区段的"闪红"故障。     

基于VMD-FastICA的齿轮箱故障诊断

针对齿轮箱故障信号微弱且易受周围噪声影响的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)的独立分量(ICA)算法。该方法首先将采集的信号进行MCKD降噪,将降噪后的信号利用VMD算法分解为多个不同的本征模态分量(IMF),然后依据快速谱峭度图和相关系数选取有效的IMF分量进行重构信号,对于重构信号利用FastICA再次进行降噪处理,根据FastICA降噪后得到的故障特征分量,可以有效地识别故障。结果表明:该方法可以更清晰、准确地提取出故障特征频率和找出故障发生的位置。     

轨道区段电压模拟量的分析研究

在信号电路应用中,往往既存在着模拟关系,又存在着数字关系。以轨道电路为例,从逻辑分析角度看,GJ↓表示轨道区段占用,GJ↑表示轨道区段空闲,即轨道电路表现的是一种逻辑关系；从电路特性来看,完全是一种模拟量的变化关系,整个电路在逻辑状态没有发生变化的情况下,其电气特性会发生某种变化,比如轨道继电器端电压从20V跳变到17V,此时,并没有产生逻辑关系的变化,但电路系统已经发生了变化,如果能够及早注意或发现这种变化,就会将轨道电路故障消灭在萌芽状态。     

列车牵引逆变器输出电能品质及其故障特征研究

列车牵引逆变器输出电能品质与牵引系统关键部件的工作状态紧密耦合。分析了牵引电机转子断条故障、电机定子匝间短路故障及逆变器IGBT开路故障状态下定子电流的特定谐波分量特性。针对定子电流故障特征,使用快速傅里叶变换(FFT)对故障特征进行识别,提取特定谐波分量,提出了以特定谐波分量含量与基波含量比值大小定位故障部件的故障诊断方法。搭建了牵引系统状态监测仿真模型,验证了提出的故障特征与故障诊断方法的正确性和有效性。     

基于MEEMD-HT的无绝缘轨道电路补偿电容故障特征分析

为研究无绝缘轨道电路补偿电容断线故障模式下的故障特征,采用一种改进的集合经验模态分解-Hilbert变换(MEEMD-HT)方法。为分析单一补偿电容断线故障对分路电流的影响,利用传输线理论建立ZPW-2000A轨道电路模型并仿真。采用MEEMD方法对发生补偿电容断线故障下的分路电流幅值曲线进行分解,并且通过HT生成Hilbert谱、时频能量谱、边际谱,对谱线的特征进行分析,实现对补偿电容的故障特征分析。仿真分析结果表明,采用的MEEMD-HT方法得出的Hilbert谱中的故障特征明显,该方法可以用作补偿电容故障特征分析。     

调谐区绝缘化无碴轨道对轨道电路传输性能的影响分析

轨道电路在无碴轨道争件下的传输问题制约了无碴轨道的推广应用。全程绝缘化处理、调谐区绝缘化处理和优化轨道电路设计是目前改善轨道电路传输特性的主要途径。调谐区绝缘化处理可以降低工程造价，但对于改善谐振式轨道电路传输特性作用有限，由此带来的协调与配合等问题还需要进一步研究。     

轨道电路传输电压测量不确定度评估方法研究

信号动态检测系统对轨道电路传输特性进行检测,可以发现信号设备存在的隐患。随着设备应用水平的提高,精度要求更高。介绍了轨道电路传输电压测量不确定度的评估方法,以此来验证现有设备的测量精度。     

基于变分模态分解和能量谱的轨道电路分路不良故障监测

在传输线理论和四端口网络的基础上,建立ZPW-2000A型轨道电路机车感应信号电流模型,仿真得到正常和分路不良逐渐严重的5类信号,并对比分析正常和分路不良信号的曲线特征。为实现轨道电路分路不良故障监测,运用双指标法确定变分模态分解的模态数K;用变分模态分解算法将5类信号分解成K个固有模态,并提取能量谱特征和传统时域特征;将提取的故障信号特征输入到粒子群支持向量机(PSO-SVM)中,实现分路不良的故障监测,且使用能量谱特征的监测精度大于使用传统的时域特征。实验结果表明:使用变分模态分解算法能够有效分解轨道电路正常和分路不良的信号,便于分路不良故障特征的提取;能量谱特征集较于传统时域特征集,更利于故障分类。     

ZPW-2000A轨道电路智能故障诊断算法应用研究简

提出一种基于模糊推理的轨道电路智能故障诊断算法,通过对ZPW-2000A轨道电路监测子系统实时采集的信息进行智能分析,实时故障诊断,该诊断算法对于诊断轨道电路模拟元件的短路、开路等硬故障有较好的效果.在ZPW-2000A轨道电路监测子系统平台进行了工程化实现,在现场真实环境下,进行多种故障的测试,测试结果达到预期效果.     

基于FTA与改进神经网络的轨道电路红光带诊断方法

以ZPW-2000无绝缘移频轨道电路红光带故障为研究对象,针对其故障的多样性与复杂性,提出一种基于故障树分析(FTA)与改进BP神经网络相结合的轨道电路智能故障诊断方法。根据轨道电路组成与故障关系建立故障树进行FTA定性分析,分析故障成因并提取故障诊断规则,确定诊断模型的输入输出,构建两个BP神经子网以并联方式联接组成诊断模型,采用LM算法和遗传算法对模型参数进行调整。通过仿真分析,表明该方法可行有效,为轨道电路智能故障诊断提供一种新思路。     

基于室内外综合监测平台的轨道电路隐患分析系统

针对现有铁路集中监测系统无法满足室内外轨道设备故障诊断的问题,提出了基于室内外综合监测平台的高铁轨道电路隐患分析系统实现方案。该系统通过对高铁室外轨道电路电气特性及特征值的采集,汇总到信号集中监测系统信息平台中,并通过智能分析功能对轨道电路设备进行诊断和预警。     

轨道电路在无砟轨道条件下传输特性的研究

无砟轨道内部钢筋网与钢轨电流之间的互感作用,改变了轨道电路一次参数,影响了谐振式轨道电路传输性能,实际使用长度明显缩短。改进无砟轨道电气参数是提高谐振式轨道电路传输性能的有效途径。试验表明,对各种类型的无砟轨道单元进行绝缘化处理,尽量减少或消除轨道板内部钢筋所形成的闭合回路,以及距轨底320mm以内可能存在的钢筋网闭合回路,可有效地改善无砟轨道的钢轨阻抗参数;改进无砟轨道扣件系统结构,降低水膜电阻对道床漏泄的影响,有效地改善无砟轨道的道床电阻参数,从而改善谐振式轨道电路的传输性能。     

SA-BP神经网络在轨道电路故障诊断中的应用研究

针对25 Hz相敏轨道电路故障的复杂性,提出一种模拟退火(SA,Simulated Annealing)算法与BP神经网络相结合的故障诊断方法。发挥SA算法全局寻优的特点来优化BP神经网络的学习过程,避免网络训练时间长和陷入局部极小值;通过Matlab进行仿真分析,结果表明,将该方法应用于轨道电路故障诊断,可有效提高故障诊断效率和准确度。