25Hz相敏轨道电路故障诊断系统的研究与设计

摘要

轨道电路大多设备布置在室外,长期处于恶劣复杂的工作环境,时常出现运行不稳定甚至设备破损报废等不正常现象。特别当车站内的到发线道床遭污染、自动排水性能较差,遇到天气降雨量增大或阴湿季节时,轨道电路极可能出现漏泄电流过大,造成电压不正常从而导致故障,即轨道电路的不正常红光带和分路不良,其对客货运输形成相当不良的影响,甚至破坏列车的安全运行,重则酿成特大事故。另外,不少站场设在偏远郊区,交通运输条件不便利,维护人员只能徒步到达故障地点,完成轨道电路的定期检修是铁路电务部门面对的难题。因此,有必要开发轨道电路故障诊断系统来解决这一现场实际问题,从而及时将轨道电路故障消除在萌芽状态,确保列车安全运行。本文主要针对环境变化所引起的25Hz相敏轨道电路故障的情况建立轨道电路故障诊断系统,重点实现对环境变化造成的不正常红光带现象以及分路不良现象的诊断,并及时给予电务人员提示信息。
　　首先,选取25Hz相敏轨道电路作为研究对象,介绍系统工作原理并分析其故障,筛选引起轨道电路不正常红光带现象和列车分路不良现象的最重要因素,将其作为故障诊断的关键性指标。从现场实际出发,以微机监测而来的电压曲线图作为依据确定诊断警限区域。分别构建三种制式的轨道电路对应的四端网络模型,借助MATLAB编程软件完成轨道电路系统计算软件,从而确定所需的警限值。
　　其次,确定25Hz相敏轨道电路故障诊断系统的总体结构,采用模糊理论结合BP神经网络组合而成的智能算法建立基于模糊BP神经网络的轨道电路故障诊断模型,并对其可用性和准确性加以验证。
　　最后,实现轨道电路故障诊断系统的软件设计。联立Visual C++6.0编程环境和Access数据库实现25Hz相敏轨道电路故障诊断系统的人机交互界面,并完成调试。调试结果表明,当轨道电路出现异常有发生故障的趋势时,系统能够及时地给予电务维修人员相关提示,以便采取必要的处理措施。该系统为25Hz相敏轨道电路故障的及时发现提供条件,为其日常维修和故障处理提供依据,也为今后完成轨道电路健康管理系统的研究奠定基础。

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1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

2 25Hz相敏轨道电路故障机理分析

2.1 25Hz相敏轨道电路工作原理

2.2 轨道电路常见故障

2.3 轨道电路四端网络模型

2.4 25Hz相敏轨道电路分析计算

2.5 小结

3 故障诊断流程分析与系统设计

3.1 故障诊断体系建立

3.2 故障诊断分析

3.3 故障诊断系统总体方案设计

3.4 小结

4 模糊神经网络故障诊断方法应用研究

4.1 模糊理论

4.2 神经网络

4.3 模糊理论与神经网络结合

4.4 模糊BP神经网络故障诊断

4.5 小结

5 故障诊断系统软件设计

5.1 系统软件选择

5.2 系统模块设置

5.3 系统调试

5.4 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果