音频无绝缘数字轨道电路传输特性的研究分析

摘要

随着目前城市轨道交通的不断发展，轨道电路作为城市轨道交通的重要组成部分得到了越来越多的重视。由于音频无绝缘数字轨道电路能够明显增加车地通信的信息量以及可靠性，因此得到了越来越广泛的应用。目前我国应用的音频无绝缘数字轨道电路大多采用国外进口设备，在技术上受制于人，所以有必要对音频无绝缘数字轨道电路进行研究分析，使得我国轨道电路技术的发展得到进一步提高。 由于国外引进设备不能满足我国城市轨道交通现状的需要，并且我国自主研发的音频无绝缘数字轨道电路已经实验运行，所以对音频无绝缘数字轨道电路的传输特性进行分析研究是十分必要的。根据目前轨道电路的实际应用情况，提出改善轨道电路传输特性的几种方法。通过对轨道电路传输特性分析，设计轨道电路传输特性的分析软件，实现对具体轨道电路中的各项参数是否满足轨道电路调整状态，分路状态进行检查，而且可以直观看出当轨道电路中某一具体参数发生变化时，对轨道电路传输性能的影响。 首先，论文简要介绍了音频轨道电路发展的历程以及不同轨道电路各自传输特性的优缺点。在介绍四端网基本原理的基础上，建立轨道电路传输线路的模型。根据影响轨道电路传输特性的各项因素分析轨道电路的频率特性，分别分析补偿电容、道砟阻抗以及钢轨阻抗对轨道电路的影响，给出改善轨道电路传输特性的几种方案。 其次，在分析轨道电路各个环节的基础上，建立轨道电路的数学模型，主要包括调整和分路状态以及机车信号状态的建模。在调整状态下推导出轨道电路模型各个环节电压和电流的计算公式以及调整电阻的计算公式，并且在分路状态下对调整状态计算得到的参数进行验证，确保线路上每点都能可靠分路无“死区”，并检验轨道电路的传输通道中参数的配置是否满足机车信号状态的要求并对元器件进行过载校核。 最后，根据对轨道电路数学模型的建立和分析，利用MATLAB中的GUI(GraphicalUserInterfaces，图形用户界面)工具箱设计轨道电路的分析软件。通过输入参数检查当参数发生变化时，对轨道电路传输性能的影响，例如传输线路上各个环节的电压和电流变化。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 论文背景及意义

1．2 论文研究的国内外现状

1．3 论文的主要研究内容

2 音频无绝缘数字轨道电路概述

2．1 轨道电路工作原理

2．1．1 轨道电路基本概念

2．1．2 轨道电路分类

2．1．3 无绝缘轨道电路

2．2 音频轨道电路概述

2．2．1 音频轨道电路定义

2．2．2 中间馈电式音频轨道电路

2．2．3 移频键控式音频轨道电路

2．3 音频无绝缘数字轨道电路

2．3．1 数字轨道电路原理

2．3．2 国产无绝缘数字轨道电路

2．4 轨道电路传输性能的影响因素

2．5 小结

3 轨道电路传输线路模型分析

3．1 四端网理论

3．1．1 四端网基本概念

3．1．2 四端网特性阻抗分析

3．1．2 四端网传输常数分析

3．2 轨道电路四端网

3．3 轨道电路的电气特性

3．3．1 轨道电路的一次参数

3．3．2 轨道电路的二次参数

3．4 匹配变压器分析

3．5 小结

4 轨道电路传输性能的改善

4．1 补偿电容的设置

4．1．1 无补偿电容

4．1．2 均匀电容补偿

4．1．3 集中分布电容补偿

4．2 降低钢轨阻抗

4．3 提高道床电阻

4．4 小结

5 轨道电路的建模和传输特性分析软件设计

5．1 轨道电路数学模型的建立

5．1．1 调整状态

5．1．2 分路状态

5．1．3 过载校核计算

5．1．4 机车信号状态下轨道电路分析

5．2 传输特性分析软件的设计

5．2．1 软件的选择

5．2．2 软件设计流程

5．2．3 分析软件的运行

5．3 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果