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无绝缘轨道电路补偿电容状态实时监测的研究
| 论文题名： | 无绝缘轨道电路补偿电容状态实时监测的研究 |
| 关键词： | 无绝缘轨道电路;铁路信号;补偿电容;状态监测;层次聚类;主成分分析 |
| 摘要： | 无绝缘轨道电路作为地车连续通信系统的重要组成部分，是列车运行控制系统的关键设备，能够实现列车占用检查和列车完整性检查以及车地连续信息传输。其中，补偿电容作为改善无绝缘轨道电路信息传输质量的重要设备，其故障将直接改变轨道电路的网络参数，影响轨道电路的正常工作，而在一定程度上会降低列车运行效率和危及行车安全。目前，国内对补偿电容状态监测方法在检测及时性方面还不能满足我国高速铁路的发展要求。而我国铁路信号集中监测系统已经实现对轨道电路状态的全天候监测，因此，基于铁路信号集中监测系统数据，研究补偿电容对监测数据的影响规律，进而实现补偿电容状态的实时监测，具有十分重要的现实意义与研究价值。本文的研究内容如下: 1.针对调整状态下轨道电路信号传输过程，基于传输线理论，建立了主轨道电路信号和小轨道电路信号传输模型，分析了补偿电容不同位置故障对主轨道和小轨道接收器接收电压幅值影响规律。采用层次聚类方法对补偿电容故障所引起的主轨道和小轨道接收电压幅值进行分类，并用原数据到不同类中心的平均距离来评价聚类效果，确定最佳聚类距离门限。最后，利用铁路信号集中监测系统中调整状态下主轨道和小轨道接收器接收电压幅值数据，计算该幅值点到各补偿电容状态模式类中心点的距离，确定了待测样本补偿电容状态模式类型，实现调整状态下补偿电容的状态监测。 2.针对分路状态下轨道电路信号传输过程，基于传输线理论，建立了分路状态下小轨道电路信号传输模型，分析了补偿电容不同位置故障对小轨道接收器接收电压幅值影响规律。同时，利用拟合、幅值和信息熵等相关特性提取了小轨道接收电压幅值包络曲线的分段特征，提出了主成分相关性补偿电容状态监测方法，并基于主成分分析方法实现补偿电容状态特征的降维并获得相应特征变换矩阵，并利用相关性相似度原理制定故障识别策略，通过故障阈值设定，实现分路状态补偿电容的状态监测。 3.针对以上无绝缘轨道电路调整和分路状态下，补偿电容状态监测方法各自的特点，本文提出补偿电容状态实时综合监测策略，并构建补偿电容状态实时监测模块，实现补偿电容状态的综合监测。实验表明，补偿电容状态实时监测策略将调整和分路两种状态下的监测优势结合起来，可以有效提高系统对补偿电容状态监测准确性。 |
| 作者： | 吴蒙 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 赵林海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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