無絕緣軌道電路故障診斷方法研究.pdf

1、無絕緣軌道電路是中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備，是一種典型的安全苛求系統(tǒng)，且是影響鐵路運(yùn)輸效率的關(guān)鍵因素。然而，目前軌道電路的故障診斷技術(shù)及維護(hù)手段尚不能滿足我國(guó)鐵路運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展的迫切需求，其中存在的一些“慣性故障”甚至成為鐵路安全生產(chǎn)的突出薄弱環(huán)節(jié)，開展軌道電路故障診斷方法的系統(tǒng)研究具有重要意義。
　　論文以我國(guó)鐵路系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的ZPW-2000A無絕緣軌道電路為研究對(duì)象。首先，基于二端口網(wǎng)絡(luò)理論建立了軌道電路空閑狀態(tài)時(shí)的等效電

2、路模型，并通過軌道電路模擬盤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的正確性;然后，總結(jié)了空閑狀態(tài)時(shí)軌道電路存在的典型故障模式，分析了故障模式與各監(jiān)測(cè)參量間的相互影響關(guān)系。對(duì)被占用狀態(tài)時(shí)的軌道電路做了類似的工作。特別地，本文基于電接觸理論對(duì)導(dǎo)致分路不良發(fā)生的關(guān)鍵因素——輪軌接觸電阻進(jìn)行了建模分析，從理論層面對(duì)分路不良的發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了解釋。
　　在上述分析基礎(chǔ)上，論文重點(diǎn)研究了軌道電路空閑狀態(tài)時(shí)典型故障模式的故障診斷方法。首先，提出了以空閑

3、狀態(tài)時(shí)軌道電路地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為觀測(cè)量，以支持向量機(jī)和基于組合法的多分類策略為主要方法的故障診斷方法，并給出了診斷輸出結(jié)果的概率化表示方法和考慮誤判損失時(shí)診斷結(jié)果的修正方法。針對(duì)上述方法無法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償電容故障精確定位的不足，進(jìn)一步提出了以被占用狀態(tài)時(shí)軌道電路車載監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（感應(yīng)電壓）為觀測(cè)量，以集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夂拖嗫臻g重構(gòu)理論為主要方法的補(bǔ)償電容故障診斷方法。論文通過仿真數(shù)據(jù)、模擬盤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)上述診斷算法的性能進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)

4、果表明本文所提出的方法對(duì)軌道電路的典型故障模式具有很好的診斷效果，對(duì)外界干擾因素具有良好的免疫能力，具有實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值和理論創(chuàng)新意義。
　　論文通過以下創(chuàng)新性工作，對(duì)軌道電路故障診斷方法體系進(jìn)行了拓展與豐富:
　　(1)基于符號(hào)有向圖、獨(dú)立分量分析及線性擬合相結(jié)合的方法，給出了無絕緣軌道電路故障模式與監(jiān)測(cè)參量間影響關(guān)系的特性總結(jié)，為故障診斷方法研究提供了必要的先驗(yàn)知識(shí)。
　　(2)提出了一種基于電接觸理論的輪軌接觸電阻建

5、模方法，定量研究了輪軌接觸電阻的變化機(jī)理以及與各影響因素間的關(guān)系。在理論層面對(duì)分路不良的發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了解釋，為分路不良的預(yù)測(cè)和處理提供了研究基礎(chǔ)。
　　(3)提出了一種以空閑狀態(tài)時(shí)軌道電路地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為觀測(cè)量，以支持向量機(jī)和基于組合法的多分類策略為關(guān)鍵算法的軌道電路故障診斷方法，算法擴(kuò)展性能好，泛化能力強(qiáng)。
　　(4)提出了一種基于Sigmoid函數(shù)模型和擴(kuò)展的Bradley-Terry模型的診斷輸出結(jié)果的概率化表示方法，提