车站移频股道电码化机车信号防干扰技术探讨

1车站移频电码化干扰的形成 铁路车站电气集中的站内轨道电路是反映列车占用情况的基础设备。当列车正常进入车站后，为保证机车信号设备能够正常工作，相应的站内轨道电路转发或叠加发送机车信号信息。由于受到移频信号在频率选择、低频信息使用及机车信号接收灵敏度等诸多因素影响，机车信号经常接收到相邻轨道区段或邻线的干扰信号，导致错误显示。分析车站移频电码化干扰，主要有以下几个因素。     

利用信号动态检测系统提高信号设备运用质量

信号动态检测系统是对信号设备运用质量进行检测的先进设备,通过该系统对机车信号感应电压异常、补偿电容失效、电码化设备错误发码、邻区段频率干扰和牵引电流干扰等故障的检测结果进行综合分析,可尽快查找出引发故障的各种因素,以准确有效地消除设备隐患,保证信号设备运用质量。     

ZPW-2000无绝缘轨道电路相邻区段干扰仿真研究

根据均匀传输线和四端网络理论,建立ZPW-2000无绝缘轨道电路分路电流的计算模型,利用MATLAB软件实现相邻区段干扰电流的数值算法,对轨道电路正常情况、调谐单元故障情况下邻区段干扰电流的分布进行仿真.     

基于遗传算法的无绝缘轨道电路故障综合诊断方法

基于传输线理论提出机车信号感应电压幅值包络仿真模型,利用机车信号感应电压与轨道电路信号电流的线性映射关系,分析补偿电容故障对机车信号感应电压幅值包络的影响规律,给出基于遗传算法的轨道电路故障综合诊断方法。以补偿电容和道砟电阻为决策变量,以实际的和仿真的机车信号感应电压幅值包络间差值的最小化为目标,构造适应度函数,通过对种群个体进行选择、交叉和变异等遗传操作,得到当前状态下各决策变量的最优值,从而实现轨道电路故障的综合诊断。实验表明,将遗传算法引入到轨道电路的故障诊断领域,利用机车信号的实际记录数据,能够对无绝缘轨道电路中多个补偿电容故障以及道砟电阻波动等情况作出正确的综合评判,从而弥补了目前检测方法的不足,为轨道电路的故障诊断提供了新的有效手段。     

基于协同优化策略和人工蜂群算法的轨道电路邻线干扰防护研究

高速铁路车站运营场景复杂,易引发轨道电路邻线干扰,造成信号误解码和误显示,影响列车安全高效运行。基于空间耦合和传导耦合原理,根据高速铁路轨道电路特点和结构,分别建立传输线路阻抗平衡和不平衡条件下的复杂场景邻线干扰计算模型;考虑机车动态运行条件,完成最不利情况下邻线干扰量值的定量计算,并利用ANSYS平台完成计算结果的有限元仿真验证;针对邻线干扰还受到发送电平等级、补偿电容数量和容值、线路并行长度、道床电阻、分路电阻、线路间距等参数叠加和相互制约的影响,采用人工蜂群（Artificial Bee Colony,ABC）智能算法,提出基于多参数协同优化策略的邻线干扰防护对策,给出各参数相应最优取值及其对信干比（Signal-to-Interference Ratio,SIR）影响重要度。结果表明：邻线干扰量值超过车载机车信号灵敏度将导致解码错误;应用提出的防护对策对现场邻线干扰工程案例中线路并行长度和发送电平等参数进行优化,SIR可提升14.6 dB。研究结论可用于高速铁路轨道电路配置及优化实践,为防护邻线干扰提供工程参考和分析验证。     

基于HHT、DBWT的无绝缘轨道电路补偿电容故障诊断

通过基于传输线理论的无绝缘轨道电路分路状态仿真模型,分析补偿电容断线故障对轨道短路电流的影响规律,利用机车信号感应电压包络与轨道电路短路电流的关系,提出基于机车信号记录信息的补偿电容故障诊断方法。该方法采用B样条离散二进小波变换对机车信号所记录的感应电压幅度包络信号进行降噪,再通过对Hilbert-Huang变换的改进,计算各IMF分量经逐级累加后的相位信息,最后利用相位卷绕,根据相位信息中突变点的分布变化和补偿电容状态的对应关系,实现对补偿电容的故障诊断。实验表明,该方法适应性较强,受轨道电路长度和道砟电阻等轨道参数影响很小,能够准确检测出轨道电路单一补偿电容的故障位置,并且由于该方法的分析数据直接来自于机车信号自身的记录器,不需要额外增加硬件和单独安排运行交路,因此能够降低检测成本和满足对检测及时性等方面的要求。     

采用无线机车信号实现机车信号主体化的研究

分析了影响现有机车信号主体化的主要原因,包括轨道电路传输信息存在邻线干扰、牵引回流干扰、同频干扰、半边侵入等多种影响;站内轨道电路电码化常出现发码时间滞后、码型奇变、侧线岔区无信号、移频轨道电路与交流计数轨道电路结合部易出现掉码等现象。为此,提出采用无线方式实现我国机车信号主体化。采用无线信道传输信息具有数字信号传输可靠性高,误码率低,信号稳定;车-地之间双向传输,信息闭环确认;列车无论在任何区段上机车信号连续显示等优点。本文针对自动闭塞和半自动闭塞行车方式提出了无线机车信号主体化的两种方案,阐述了方案的基本结构,并对方案的先进性、可行性及系统的可靠性和安全性进行了分析。     

高速条件下ZPW-2000A无绝缘轨道电路耦合干扰分析及对策

针对高速铁路建设中出现的局部四线并行情况,为防止同载频并行轨道电路间干扰信号误动CTCS-3和CTCS-2级列控系统车载或地面设备,必须对干扰信号进行定量分析并采取防护措施。基于钢轨间的互感和线间距建立耦合干扰计算机仿真模型,定量分析近端干扰和调谐区位置不利情况下ZPW-2000A无绝缘轨道电路间的耦合干扰。分析结果表明:在等线间距条件下,调谐区对位比调谐区错位情况时耦合干扰电压大;耦合干扰电流随轨道并行长度和轨道电路载频频率增大而增大。以广深铁路并行四线为例计算同载频并行轨道电路对列控系统车载和地面设备的干扰量,并据此建议在线间距小于14 m时,对重合的调谐区改变并行区段轨道电路载频的频率或者进行调谐区错位处理。     

基于区间相邻轨电压波动原因分析及对策

为彻底消除电气化铁路自动闭塞轨道电路对区间相邻线路及相邻线路区段窜频信息的干扰,经过组织专业技术人员对容易造成ZPW-2000A轨道电路产生窜频干扰的所有原因进行分析,重点从供电专业吸上线设置、电务专业横向连接线设置以及轨道电路电气参数进行分析,梳理、总结,考虑现场各种可能造成窜频信息干扰要素,如数字电缆施工工艺不良、调谐单元电气特性不良等,提出解决方案并实施,彻底消除了区间轨道电路安全隐患。     

基于Simulink的ZPW-2000型多段轨道电路仿真设计

ZPW-2000型移频轨道电路是铁路信号系统的重要基础设备.为分析轨道电路区段间相互关系和调谐区故障对两侧区段的影响,根据ZPW-2000型移频轨道电路的数学模型,采用Simulink仿真工具设计轨道电路各模块的仿真模型,根据该种轨道电路的构成原理和多段轨道电路间的衔接关系,构建ZPW-2000型多段轨道电路仿真模型....     

无绝缘轨道电路道砟电阻在线监测方法

利用无绝缘轨道电路和机车信号的相互关系,分析道砟电阻对机车信号感应电压幅值包络的影响规律,并基于指数拟合,确定机车信号感应电压幅值包络的衰减系数,建立道砟电阻、轨道电路长度与该衰减系数间的回归计算模型。针对该衰减系数易受补偿电容故障影响的问题,提出局部拟合和全局拟合相结合的无绝缘轨道电路道砟电阻回归估算方法,并基于现有的机车信号远程监控平台建立相应的道砟电阻在线监测系统。实验表明,本文提出的方法对于天气和温度变化对道砟电阻的影响较为敏感,具有估算准确度高、监测成本低、受补偿电容故障影响小等优点。     

轨道电路补偿电容失效模式分析

结合我国铁路所采用的轨道电路设计及维护标准,介绍无绝缘轨道电路补偿电容设置原则,分析补偿电容的失效原因及相应的防护措施。根据综合检测列车的信号动态检测数据,按年度和月度分析高速铁路轨道电路补偿电容的失效趋势,验证了维护标准中规定的补偿电容设计寿命,并对日常维修维护提出相关建议。     

多线并行区段站口横向连接的设置及高阻抗扼流变压器

多线并行区段站口横向连接造成同频信号干扰、传导干扰及轨道电路故障传导电流衍生的二次耦合干扰,提出防护干扰的横向连接新方法和新设备。     

ZPW-2000型轨道电路的邻线干扰

正上海铁路局开通ZPW-2000自动闭塞后,局管内陆续发现机车信号邻线干扰和邻区段干扰。在这些干扰中,相邻区段干扰主要由绝缘节破损和绝缘不良引起,相对容易分析和处理。在正常情况下,机车只应反映所在线路区段的移频信号,并显示前方信号机状态在非     

ZPW-2000轨道电路调谐单元生产工艺优化和器件配对实施

调谐单元是ZPW-2000系列轨道电路系统的关键室外设备。调谐单元与空芯线圈及29 m钢轨共同组成LC并联谐振电路,利用LC并联谐振电路的极阻抗特性,有效降低移频信号在主轨道的衰耗,实现主轨信号的保真传输。同时,调谐单元利用其自身LC串联谐振表现出的零阻抗特性实现相邻轨道电路信号间的电气隔离。     

高铁隧道内轨道电路邻线干扰调查分析

西南地区高铁开通前的联调联试中,部分隧道内的ZPW-2000A轨道电路存在邻线干扰问题,对现场情况进行调研分析,排查现场设备和施工情况,分析干扰源区段、干扰路径和被干扰区段之间信号的传导和耦合机理,找出轨道电路区段产生邻线干扰的主要原因,并提出解决方案。     

ZPW-2000A轨道电路邻区段干扰原因分析及总结

列车运行速度和密度不断提高,轨道电路运行的稳定与否,直接影响到列车运行安全和铁路提速的需要。通过介绍ZPW-2000A轨道电路邻区段干扰的危害,分析邻区段干扰产生原因,提出针对性解决方案和实施,有效解决邻区段干扰问题并消除相应隐患。     

闭环电码化实施方案探讨

随着机车信号主体化的进程，作为主体机车信号组成部分之一的电码化设备，应实现地面设备信息发送的闭环检测。即能够实时全程检测机车信号信息是否确实发送至轨道，并对邻线干扰可以采取相应的防护措施，同时，与车载信号设备一同构成机车信号载频自动切换系统，实现载频自动切换。     

高铁站台内部钢筋对相邻股道互阻抗的影响分析

高铁车站内股道间电磁信号邻线干扰防护是列车安全运行控制的要求，两线间互阻抗是邻线干扰的重要参数。对高铁站内轨道电路邻线干扰较为严重的工程问题进行理论研究，定量分析站台基础设施结构钢筋差异带来的电磁环境影响；推导相邻轨道电路互阻抗表达式，并对影响互阻抗大小的因素进行仿真分析；在某高铁站对两轨道电路互阻抗进行现场测试。仿真分析结果和现场实测结果均表明：站台内钢筋的存在，使相邻股道间互阻抗增加，且互阻抗增加量随工作频率的提高而增大。     

基于自适应层次聚类的无绝缘轨道电路补偿电容故障诊断方法

针对目前无绝缘轨道电路JTC(Jointless Track Circuit)补偿电容故障诊断方法对补偿电容多故障情况检测不准确、无法充分利用历史监测数据且算法及时性不高、过度依赖于模型的情况,提出基于自适应层次聚类的JTC补偿电容故障诊断方法。通过定义相应类内类间距离判据,提出自适应层次聚类的算法流程。根据机车信号远程监测系统获取的历史监测数据,结合补偿电容故障的影响特征和规律,建立历史数据特征矩阵与样本矩阵,并提出相应的补偿电容多故障诊断策略。实验表明,本算法可以正确、有效地对补偿电容故障情况进行检测,能够提高历史监测数据的利用率。