无绝缘轨道电路道砟电阻在线测量方法的研究

摘要

道砟电阻作为轨道电路的一个重要参数，其阻值的大小直接关系到轨道电路信号的传输质量，从而影响到轨道电路的正常工作，进而对列车运行安全和行车效率产生重要影响。然而，现有的无绝缘轨道电路道砟电阻的测量方法还不能较好地满足对其进行在线监测的要求。因此，研究更为适用的道砟电阻测量方法具有十分重要的现实意义和实用价值。本文在分析道砟电阻对机车信号感应电压幅值包络影响规律的基础上，提出了基于列车运行数据的道砟电阻在线测量方法。论文主要研究工作如下：
　　1.基于传输线理论，对机车信号感应电压幅值包络进行建模，并通过仿真，全面分析了道砟电阻、补偿电容、发送电平、轨道电路长度、分路电阻以及列车速度等因素对幅值包络的影响规律。
　　2.提出了基于L-M算法和SVM的道砟电阻定性分析方法。通过三次样条插值算法消除了列车速度变化对感应电压幅值包络的影响；提出并验证了机车信号感应电压幅值包络的回归模型；提出了基于L-M算法的道砟电阻特征向量的提取方法以及基于SVM的道砟电阻的分类方法。实验表明，该方法能对无绝缘轨道电路道砟电阻的正常与否进行定性评价。
　　3.在上述研究的基础上，提出了无绝缘轨道电路道砟电阻的定量分析方法。通过对感应电压幅值包络等效模型进行参数辨识，获得等效模型各参数与轨道电路参数之间的关系；提出了快速估计道砟电阻的回归模型，实现了道砟电阻定量估计。实验结论表明本文所提出的定量分析方法是正确有效的。
　　4.通过对本文所提出的道砟电阻在线监测方法集成至机车信号系统中的可行性进行分析，提出了将其应用于机车信号系统中的整体设计思路和设计方案，并依托机车信号车载记录器进行了道砟电阻在线监测的功能设计。实验验证表明，本文所提出的方法能有效的反映实际道砟电阻值。最后，提出了在补偿电容故障时的改进方法，提高本方法的普适性。