当代铁路轨道电路系统乃至整个铁路信号系统的电磁环境干扰是关系铁路行车安全的重大问题,在铁路的建设和运营中存在众多的安全技术问题亟待解决。铁路电气系统乃至整个信号系统的电磁环境干扰关系到行车的安全,是我国电气化铁路科学研究的前沿课题,磁暴引发的电磁灾害对铁路安全的影响研究在我国尚属空白。本论文属于铁路电气系统和空间天气学科、电磁兼容学科相交叉的课题,在理论上阐明磁暴侵害铁路电气系统的机理,揭示磁暴对铁路电气系统危害程度,其研究具有前瞻性和创新性,并具有重要的社会效益和应用前景。本文根据现代电气化铁路轨道电路的特点以及磁暴影响地面人工系统的机理,首先分析了磁暴以地磁感应电流(GIC)形式侵害轨道电路的物理过程和以地磁感应电势(ESP)形式干扰有关弱电设备的原理。然后分析了以电磁感应电流(GIC)形式侵害轨道电路的模型和算法,而且针对建立的模型,推导了便于计算的矩阵方程解法,并且分析了流入轨道电路GIC大小的影响因素,包括地电场方向的影响、地磁暴强度和地质条件的影响以及地理纬度的影响。最后通过查询模型中轨道电路的相关参数,在MATLAB中对轨道GIC的大小进行了估算,并在MATLAB/Simulink中对GIC引发扼流变压器的饱和进行了仿真,并对相关结果进行了分析。