无绝缘轨道电路邻区段干扰防护方法的研究

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作为列控系统的重要组成部分,轨道电路在列车占用检查和地-车连续信息传输等方面发挥着重要作用。其中,调谐单元作为无绝缘轨道电路(Jointless Track Circuit,JTC)实现电气分隔的关键设备,其故障会导致邻区段轨道电路信号的串入,形成相应的邻区段干扰,有可能会导致列车的降级运行,影响铁路运输效率。目前国内外对该干扰的研究还不充分,为此,本文开展了以下研究工作:1.基于传输线理论,建立邻区段干扰模型,分析了邻区段干扰对轨道电路和机车信号的影响规律,提出了基于微机监测系统的故障诊断和设置地面防护器的两级防护策略。针对不同调谐单元故障前后的邻区段干扰情况,分别建立了 JTC分路态下的轨道电路读取器(Track Circuit Reader,TCR)感应电压幅值干扰模型,以及JTC调整态下轨面电压幅值干扰模型和接收器输入信号幅值干扰模型,并在验证相应模型正确性的基础上,分析了相应邻区段干扰的影响规律。提出了基于微机监测系统的调谐单元故障诊断和设置地面防护器的两级防护策略。2.提出了基于学习矢量量化(Learning Vector Quantization,LVQ)神经网络的调谐单元故障诊断方法并编写相应诊断软件。基于以上各调谐单元的故障影响规律,以相邻两区段轨道电路长度、信号载频、发送电平及主、小轨接收电压幅值为输入向量,构建并训练LVQ神经网络。实验表明,该方法诊断准确率为99.3%,可以满足铁路现场的实际需求。编写了调谐单元故障诊断软件,可实现本文提出的故障诊断算法与铁路信号微机监测系统的集成。3.基于串、并联谐振电路特性,设计了邻区段干扰地面防护器,并进行了效果验证和影响分析。提出将指定位置补偿电容替换为邻区段干扰防护器的设计思想,使其对本区段轨道信号等效为原补偿电容,而对邻区段干扰信号则等效为短路线,达到对邻区段干扰信号衰减至0的防护效果。此外,从防护器劣化、对轨道电路信号传输、对机车信号信息接收以及对调谐单元故障诊断等方面进行了防护器的影响分析。
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