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基于行波的轨道电路分路态检测方法研究
| 论文题名： | 基于行波的轨道电路分路态检测方法研究 |
| 关键词： | 轨道电路;分路态检测;行波信号;时域响应;奇异值分解 |
| 摘要： | 轨道电路是我国列车运行控制系统的基础设备，起着列车占用线路情况检测，列车完整性检查以及传递行车信息等作用。列车占用轨道区段的状态即为轨道电路分路态，该状态的准确检测对于保障列车的行车安全十分重要。然而，在轨面生锈或积污的轨道区段经常因分路电阻过高导致轨道电路分路不良，影响分路态的判断，从而严重威胁我国铁路的运输安全和效率。本论文针对该问题从轨道电路行波信号的时域响应着手研究轨道电路分路态，提出利用接收端电流行波的突变特性实现轨道电路分路态的检测，避免因分路电阻过高导致的轨道电路分路不良现象。论文主要研究内容如下： 首先，根据均匀传输线理论将整个钢轨线路有限分割，等效成微分段级联的形式，结合轨道电路的固有参数，建立轨道电路传输模型，由该模型推导得出轨道电路的传输线方程。借鉴传输线方程的数值求解方法，选用精细时程积分算法求解轨道电路传输线方程，为提高数值解的精度，在空间坐标离散化的过程中采取电压、电流间隔取点的方法。同时，分别确定轨道电路调整态和分路态的边界条件，由此得到轨道电路在对应状态下的行波信号时域解。 其次，根据精细时程积分法得到的时域解，结合轨道电路的线路参数，分别在阶跃激励和正弦激励下，对轨道电路调整态的时域响应做Matlab仿真分析，在此基础上以调整态的稳态信号作为分路态的初始条件，在列车进入和出清轨道区段时，对轨道电路接收端电流行波的变化情况进行仿真分析，考虑分路态的最不利工作条件，分析道床电阻、电源电压和分路电阻变化时对接收端电流行波的影响，并对分路电阻过高时接收端的电流行波进行仿真分析。结果表明，在列车进入和出清轨道区段的瞬间，接收端的电流行波都存在暂态突变，因此可根据电流行波的突变特性判断轨道电路分路态。 最后，为了检测列车进入和出清轨道区段时接收端电流行波的突变点，研究SVD(Singular Value Decomposition,奇异值分解)的信号奇异性检测方法，并利用二分递推SVD算法对接收端的电流信号进行多层次分解以获得信号在不同层次上的细节分量信号和近似分量信号。仿真结果表明，各层的细节信号都能准确的对信号突变点进行检测，验证了该方法的可行性。 |
| 作者： | 祁欢 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张友鹏;王日 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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