基于轨道电路原理的新型实时断轨检测方法

基于轨道电路原理的实时断轨检测方法是不安装轨道电路的区段实现实时断轨检测的有效途径.根据轨道电路的电气分割和信号接收的基本原理和方法,通过分析ZPW-2000A和ZP-W1-18型轨道电路的工作原理,特别是其在实现断轨检测功能方面的特点,提出了一种新型断轨检测方法.该方法的关键设备本质上是中央发送两端电流接收式无绝缘轨道电路.通过定性分析,说明安装在轨道上的4个电流传感器自身及其组合信号有效表征了是否发生断轨,通过分析判断这些信号可以检测断轨.该方法具有受轨道一次参数和环境因素影响小、室外设备简单、抗牵引回流干扰能力强等优点,是一种值得研究和开发的方法.     

无砟轨道对轨道电路传输特性的影响分析

定量分析了轨道电路固有衰耗和轨道电路一次参数之间的关系,推导出了轨道电路固有衰耗的计算公式,并利用这些公式分析了无砟轨道对轨道电路固有衰耗的影响.研究表明:轨道电路的最小固有衰耗值随着钢轨电阻的增加而增加;和有砟轨道相比,无砟轨道电路的最优补偿电容减小了,而最小固有衰耗却增加了;改变无砟轨道的结构设计是改善无砟轨道电路传输特性的根本措施.     

实时在线断轨检测方法研究

在长大隧道中,由于无缝长轨和整体道床的应用,使得传统轨道电路的使用受到限制,现在用计轴加轨道电缆取代轨道电路,原轨道电路的断轨检测功能消失.针对此情况给出了一种实时在线的断轨检测方法.推导出相应的轨道电路在调整态和断轨态下电流的函数关系式.通过对不同的道床电阻、轨道长度及在不同断轨位置的MATLAB仿真分析,证明这种方法能够准确判定断轨的范围.     

基于FDTD接口方法的ZPW-2000轨道电路暂态分析

轨道电路在列车驶入/出清时存在暂态过程,可以利用接收端信号的暂态突变对轨道电路的状态进行判断. 时域有限差分（finite-difference,time-domain,FDTD）方法是求解传输线的常用数值解法,但ZPW-2000轨道电路结构比一般轨道电路更加复杂,直接采用FDTD法并不适用. 基于此,提出了一种基于FDTD和ATP-EMTP（alternative transients program-electromagnetic transients program）接口模型的ZPW-2000轨道电路暂态分析方法. 该方法将整个模块分为传输线与集中参数网络两个部分,其中,传输线采用FDTD求解,集中参数网络在ATP-EMTP中计算,两个部分用受控电流源关联. 对ZPW-2000轨道电路的仿真结果表明:道床电阻和分路电阻对接收端信号幅值有较大的影响,当道床电阻降至0.6 Ω?km时接收端电压从2.0 V下降到0.5 V左右,当分路电阻增至0.2 Ω时接收端残压达到了1.0 V左右,此时若仅采用门限比对的方法难以区分轨道电路的状态;然而,在列车驶入/出清的瞬间,接收端信号存在暂态突变,可根据突变特性实现轨道电路分路态的检测.      

刚构桥上无砟轨道无缝线路静力特性分析

针对刚构桥上无砟轨道无缝线路的受力与变形进行研究，以梁-板-轨相互作用原理为基础，分别建立刚构桥上CRTSⅢ型板式和CRTSⅠ型双块式无砟轨道无缝线路空间耦合模型，计算伸缩、挠曲、制动、断轨工况下轨道结构和桥梁纵向力及位移，并对两种轨道结构静力特性进行对比分析，为刚构桥上无缝线路轨道结构设计提供参考。结果显示：在温度荷载、列车荷载作用下，采用CRTSⅠ型双块式轨道结构时钢轨纵向力更小，但轨板相对位移增幅明显，可能产生安全隐患；在列车制动荷载工况下，采用CRTSⅢ型板式轨道结构时钢轨纵向力与轨板相对位移均更小；在断轨工况下，采用CRTSⅠ型双块式轨道结构时断缝值超过了规范容许限值。建议在刚构桥上采用CRTSⅢ型板式无砟轨道。     

长枕埋入式无碴轨道对谐振式轨道电路传输

对长枕埋入式无碴轨道泄漏电阻和感应阻抗对谐振式轨道电路传输特性的影响进行了分析,通过科学方法进行了测算,并提出了相应的解决方案,而且通过试验进行了验证,使得谐振式轨道电路在长枕埋入式无碴轨道上传输特性的改善有了科学依据.     

高速铁路综合地线的接地效果

为提高综合贯通地线的利用率,以其接地阻抗及对钢轨电流的分流系数作为接地效果的评价指标,对地线半径、埋设深度、横向连线间隔和土壤电阻率与系统接地效果的关系进行了研究.结果表明,地线半径、横向连线间隔和土壤电阻率对接地阻抗和分流系数影响较大,埋设深度的影响较小.与遂渝线无砟轨道的实验结果相比,接地阻抗相差17.3%,分流系数相差11.4%.     

基于多传感器的轨道区段占用解决方案

针对轨道电路分路不良的问题,提出一种基于多传感器的轨道区段占用解决方案.该方案利用红外对射、接近开关和测距3种传感器不同的安装方法来实现数据采集,基于D-S证据理论建立了轨道占用检测模型,并通过Petri网的轨道占用检测模型实现列车计轴,在上位机实现对轨道占用情况的判断,以此对铁路行车控制提供有效依据.分析表明,本文设计的轨道电路占用解决方案的危险侧失效概率达到10-7,MTBF(平均故障间隔时间)达到105 h,满足铁路应用的可靠性和安全性需求;与传统轨道电路相比,解决轨道区段占用问题的正确率提高了20%.      

单元双块式无砟轨道道床板长度的确定

为确定双块式无砟轨道道床板的合理单元长度,采用数值模拟的方法分析了列车荷载、纵、横向荷载、温度力、温度梯度作用下不同单元长度轨道结构的应力、应变响应;在此基础上,计算了不同长度单元板的裂缝宽度及所需的最小配筋率.现场试验结果表明:单元板长度越大,内部应力、板端位移量和板中裂缝宽度越大,满足裂缝宽度限值的配筋率越大;单元双块式无砟轨道板的长度宜小于8.0 m,推荐兰新二线采用长6.5 m的单元双块式无砟轨道道床板.      

基于稳定性分析的微电网变流器系统阻抗设计

为解决微电网线路阻抗呈现阻性所带来的稳定性问题,采用控制提高微电网变流器的感性等效阻抗的方法被广泛应用.本文提出了一种微电网变流器系统阻抗设计方法,将微电网变流器的阻抗划分为内部阻抗和外部阻抗两部分.内部阻抗由微电网变流器的电压电流控制器、变流器侧滤波电感和滤波电容组成,外部阻抗由电网侧滤波电感和虚拟电感组成.采用伯德图对微电网变流器的内部阻抗传递函数进行了分析,得到了影响其阻抗特性的关鍵参数并给出了参考取值.建立微电网变流器并网状态下的小信号模型,给出了可提高微电网变流器稳定性的虚拟电感取值范围,采用定量法分析了控制参数变化对虚拟电感取值范围的影响.最后通过实验验证了设计方法的正确性.     

谐振式轨道电路电气绝缘节在无碴轨道中损耗的研究

无碴轨道谐振式无绝缘轨道电路传输距离的缩短,直接影响行车安全。为达到延长轨道电路传输长度的要求,通过分析和计算对电气绝缘节在轨道电路中损耗进行了研究。     

ZPW-2000无绝缘轨道电路分路电流仿真研究

运用均匀传输线和电路四端网理论,建立了ZPW-2000无绝缘轨道电路分路电流的计算模型,利用MATLAB软件实现了分路电流的数值算法.仿真了轨道电路正常情况、补偿电容开路和短路故障情况下分路电流的分布,仿真数据对轨道电路故障诊断有较大价值.     

武广客运专线双块式无砟道床施工技术研究及应用

以武广客运专线CRTSI型双块式无砟道床先行试验段施工为背景,介绍CRTSI型双块式无砟道床总体施工方案、施工工艺、施工过程中解决的关键技术及质量控制的关键,对武广客运专线全线双块式无砟道床施工具有借鉴和指导意义。     

无砟轨道桩板结构路基施工技术

铁路无砟轨道,由于受到线路高程调整能力的限制,对路基的工后沉降提出了非常严格的要求。有效控制路基沉降,是无砟轨道结构施工中的一个重大课题。遂渝线无砟轨道综合试验段路基首次采用了桩板结构新型路基形式,介绍了无砟轨道桩板结构路基施工过程中钢筋混凝土桩基与横梁及钢筋混凝土承载板施工等关键技术,可为类似工程施工提供借鉴。     

路基上双块式无砟轨道结构的参数影响分析

针对路基上双块式无砟轨道的结构形式,建立钢轨-扣件-轨下垫板-双块式轨枕-道床板-混凝土底座-弹性基础的有限元分析模型,应用大型国际通用有限元分析软件ABAQUS,对比分析不同的扣件刚度、不同的支承层厚度以及支承层弹性模量的变化对于路基上双块式无砟轨道结构的影响,为我国无砟轨道的结构设计和工程实践提供依据。     

高速电气化铁路电分相地感器的安装结松在无砟轨道区段的设计应用探讨

无砟轨道是客运专线轨道发展的趋势,遂渝铁路路基上无砟轨道是国内首次铺设,在其上安装过分相系统地面感应装置（地感器）也是一项新课题。根据遂渝无砟轨道及自动过分相系统的介绍,探讨了无砟轨道区段自动过分相系统地感器的安装设置方式。该方式具有结构合理、性能稳定的特点,遂渝无砟轨道区段电气化工程试验及开通已近一年,经验证,能满足高速电气化铁路的安全运行要求。     

无碴轨道动力学理论及应用

根据车辆-轨道耦合动力学理论，建立了列车与路基上无碴轨道空间耦合动力学模型．模型中将钢轨视为弹性点支承基础上的Bernoulli-Euler梁，将轨道板及混凝土底座视为弹性基础上的弹性薄板．推导了路基上无碴轨道的运动方程．用上述模型及方程分析了遂渝线无碴轨道综合试验段路基上板式轨道及过渡段的动力学性能．结果表明，快速客车、重载以及普通货车通过路基上板式轨道时，轮轨垂向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率、以及CA砂浆和路基面动应力等动力学指标均小于许用值．该无碴（板式和双块式）轨道与有碴轨道过渡段在客运列车作用下钢轨挠度变化率均小于许用值（0．300mm／m），在货物列车作用下略大于许用值．     

铁路板式轨道结构平面有限元分析

无碴轨道是一种新型的轨道结构型式,越来越多地应用于高速铁路。目前,无碴轨道结构计算理论还不完善,多采用叠合梁的方法。现采用平面有限元方法,把荷载和轨道结构看成一个系统,对板式无碴轨道在荷载作用下的竖向位移和内力进行了分析,并通过MATLAB编程实现,计算结果符合无碴轨道结构基本原理。     

列车荷载下钢轨振动加速度的空间分布特征

为了探究列车通过时钢轨振动的基本参数和敏感区域,基于多体动力学软件GENSYS和有限元软件ABAQUS,分别建立车辆-轨道动力学模型和轨道-下部基础有限元模型.以动力学模型计算得到的轮轨力为激励,输入轨道-下部基础有限元模型,计算分析车速、轨道不平顺和钢轨支承方式等因素对钢轨加速度的影响.研究结果表明:钢轨加速度从轨头到轨底逐渐减小,轨枕上方轨头加速度明显大于轨枕之间.钢轨加速度对车速最为敏感,车速从200 km/h增加到350 km/h时,无砟轨道轨头加速度从1.476 km/s2增加到2.980 km/s2.连续支承式无砟轨道,钢轨加速度小于传统离散支承式无砟轨道.加速度传感器建议安装在轨头外侧,传感器的采集频率、量程应考虑列车速度、轨道不平顺等影响.