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城市轨道交通过渡电阻测量方法研究
| 论文题名： | 城市轨道交通过渡电阻测量方法研究 |
| 关键词： | 轨道交通;杂散电流;过渡电阻;机器学习;采集装置 |
| 摘要： | 从全球层面来看，随着全球各国之间的经济往来、合作交流等不断深化，各经济体之间互联互通程度日益密切，轨道交通作为经济、环保、先进的交通运输模式逐步获得了全球各国的青睐。但是随着轨道交通运营年限增长，受隧道复杂环境的影响，轨地之间的绝缘遭到破坏，大量杂散电流泄露到地下，造成埋地管线腐蚀、轨电位升高等一系列危害。过渡电阻是衡量一段区间轨地绝缘性能的参数，对过渡电阻进行精确测量能够有效发现轨地之间出现的绝缘问题，以便即时采取防护措施，避免杂散电流大量泄露造成严重危害。 本文综合运用了理论模型推导、软件仿真、机器学习算法、实验测试等方法，开展了轨地过渡电阻对回流参数的影响以及过渡电阻测量方法的关键技术研究工作，实现了轨地过渡电阻的精确测量，主要研究工作如下： （1）简要介绍了城市轨道回流系统，揭示了杂散电流的形成原因、腐蚀机理和危害。详细分析了过渡电阻的影响因素，深入研究扣件的构成及其等效电路，推导出过渡电阻的等效计算公式，同时分析了列车长期运行过渡电阻减弱的原因。 （2）建立了电阻网络模型和CDEGS三维拓扑网络模型，将两种模型计算出的回流参数分布规律进行对比，验证了CDEGS三维拓扑网络模型的准确性及可行性，并基于CDEGS三维拓扑网络模型研究了同一区间内过渡电阻分布均匀和不均匀两种工况下对回流参数分布规律及数值的影响。 （3）基于CDEGS仿真分析了标准中传统测量方法的计算误差，发现其计算误差较大，难以满足精度要求。本文提出根据轨道电压、电流等数据，基于机器学习算法对过渡电阻值进行计算，建立了SSA-KELM和SSA-RF两种不同学习方法的算法模型，发现两种模型计算出的过渡电阻值精度很高，且适用于部分扣件绝缘下降的情况。 （4）建立了轨道交通回流系统模拟实验台，设计并研发了一套智能采集装置，基于采集装置测量轨道数据并代入训练好的两种模型，结果发现计算出的过渡电阻值精度很高，完全满足过渡电阻的测量精度要求，验证了利用机器学习算法计算过渡电阻值的可行性。 |
| 作者： | 温爽 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王禹桥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2022 |
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