轨道电路分路态检测方法研究

轨道电路作为列车占用检测的一种方法,其分路态的判断对于列车的行车安全十分重要。在轨面生锈或积污的轨道区段,由于分路电阻过高导致的轨道电路分路不良是影响分路态可靠检测的主要原因。基于传输线理论,采用精细时程积分法,对轨道电路分路时接收端的电流响应进行分析,提出利用接收端电流信号的突变特性检测轨道电路分路态的方法,分析了道床电阻和电源电压变化时对接收端电流的影响,并对分路电阻过高时接收端的电流响应进行了仿真分析。结果表明:在列车进入和出清轨道区段时电流信号存在着暂态突变,利用电流信号的突变特性判断轨道电路的分路状态可有效避免由于分路电阻过高造成的轨道电路分路不良现象。     

轨道电路时域响应分析

为了求得轨道电路时域解,对轨道电路传输线方程进行拉氏变换,在复频域求得钢轨线路中每根钢轨电流和钢轨对地电压的通解。在轨道电路送电端阻抗匹配、受电端短路的条件下,求得调整态受电端轨面电流的时域解。通过算例,在不同的初始电气参数下仿真分析了受电端轨面电流的变化情况。结果表明:所得时域解符合轨道电路传输特性,为轨道电路暂态分析提供了有力的理论基础。     

ZPW-2000A无绝缘轨道电路调整与道床电阻分析

对ZPW-2000A无绝缘轨道电路的调整方法和注意事项进行了深入的阐述,运用轨道电路最低道床电阻与长度、轨入电压与道床电阻的关系,指导现场正确实施维护。     

基于Visual C#的25 Hz相敏轨道电路计算软件的设计

设计了一种基于Visual C#的25 Hz相敏轨道电路计算软件，在测试出轨道电路设备器材参数的基础上，采用均匀传输线理论构建其四端网络模型，分别对轨道电路的调整状态和分路状态进行计算，得出调整状态下各设备器材的输入输出电压、调整功率、分路情况等信息，并采用穷举法估算出轨道区段的道床电阻。最后，通过与标准图册对照和室内试验的方法对软件的计算结果进行了验证，结果准确。     

ZPW-2000R轨道电路室内接收端特性研究

在ZPW-2000系列无绝缘轨道电路调谐区纳入检查的背景下，以ZPW-2000A轨道电路接收器在单机和双机冗余不同配置应用下，调谐区电压可能存在变化为切入点，对应研究ZPW-2000R轨道电路的调谐区及衰耗器实现原理，得出在接收器单机和双机配置应用，或衰耗器内部单通道断线情况下，ZPW-2000R轨道电路接收输入电压、主轨道接入电压、调谐区接入电压均不会有明显变化的规律；经实验室和现场测试，总结归纳出ZPW-2000R与ZPW-2000A的接收端差异，为ZPW-2000R轨道电路的运用维护提供指导。     

3V化25Hz相敏轨道电路调整表

在新建线、大修站及部分改造区段的轨道电路调整过程中，必须满足轨道电路的一次调整，即在道床漏泄最大的情况下（0．6Ω·km），确保调整状态时继电器电压能够大于正常吸起值，在道床电阻趋近∞时，保证轨道电路具有良好的分路。     

配置BES型扼流适配变压器的道岔区段轨道电路调整表仿真计算

针对单开道岔区段1送2受型轨道电路电气特性,根据均匀传输线方程与四端网络理论建立典型25 Hz相敏轨道电路仿真计算模型;计算带BE型扼流变压器时轨道电路调整和分路状态下发送电压和电流,结果验证了该模型的正确性和有效性。将模型中的扼流变压器四端网络替换为BES型扼流适配变压器四端网络,从而将该模型拓展应用到带BES的轨道电路区段。根据实测数据计算BES型扼流适配变压器四端网络系数,再采用拓展的仿真模型,计算得到带扼流适配器轨道电路在1送2受区段的调整表。通过计算和分析该轨道电路区段的分路灵敏度和电压余量比可知,二者均满足轨道电路正常工作要求,道岔岔尖是1送2受型轨道电路区段中最易导致分路不良的机械环节。采用该拓展模型仿真计算还可得到轨道电路区段在不同道砟电阻情况的调整表。该模型也可拓展应用于三开、复式交分等道岔区段以及ZPW-2000A型等其他制式轨道电路调整表的计算。     

牵引电流谐波对轨道电路接收电压影响分析

随着电力机车型号越来越丰富，其引入的谐波干扰导致轨道电路电压波动问题，干扰信号设备稳定工作，影响运输效率。在分析牵引电流谐波干扰机理的基础上，研究不同频率的谐波干扰对于ZPW-2000系列轨道电路接收电压的影响。分析牵引电流谐波对轨道电路设备的干扰路径，基于轨道电路四端口网络模型，提出谐波转移阻抗参数，从而就不同频率的谐波电流对轨道电路接收电压的影响进行定量分析和评估；针对典型案例，采用频域分析方法，结合现场测试数据，对模型的有效性予以验证；并简要分析现行标准中对于带外谐波限值的规定，为防护牵引电流谐波干扰提供参考。     

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。     

频变参数传输线任意点短路的电磁暂态仿真新方法

基于多传输线理论，频域分析方法和Ｈｏｓｏｎｏ的数值拉氏变换技术，提出了长输电线路任意短路的电磁暂态计算新方法，该方法考虑了下列因素：（ａ）均匀换位的单回，双回以及不换位线路；（ｂ）线路参数频变；（ｃ）线路传播常数矩阵ＺＹ不能对角化的情况。     

轨面不平顺对高架支承块轨道结构振动特性影响试验研究

针对轨面不平顺对高架支承块轨道结构振动特性的影响进行现场试验,分别从时域和频域对比分析不同轨面不平顺状态下轨道结构的振动响应,重点考虑10～1 000 Hz频率范围内的振动.分析结果表明:轮轨冲击力和轨道结构振动加速度幅值随轨面不平顺幅值的增加而增大,同时也受到轨面不平顺类型和波长分布的影响;轨面不平顺引起的钢轨振动频率主要分布在50～1 000 Hz的范围内,承轨台、桥面板垂向振动频率分布在40～200 Hz的范围内,轨面不平顺的波长分布是影响轨道结构振动频率分布特性的主要因素之一;降低谐波型轨面不平顺幅值0.2mm,可以减小钢轨垂向振动水平14.1dB.建议将轨面不平顺谱加入轨道质量的评价指标中.     

无碴轨道道岔区轨下基础受力分析

研究目的：本文以遂渝线12号无碴道岔道床为例，对12号无碴道岔的轨下基础受力和变形特性进行了分析，为无碴道岔道床的设计提供参考。 研究方法：根据多重叠和梁理论，运用有限元方法建立了无碴轨道道岔区轨下基础受力模型，针对无碴轨道板之间接触条件的特点，对无碴轨道道岔区轨下基础受力进行了分析。 研究结果：在同样荷载条件下，板层之间无紧密连接的无碴轨道的板层拉应力要大于板层有紧密连接结构的拉应力；当道床板层之间紧密连接时，道床板连续与否对道床板弯矩和路基面压应力影响不大。 研究结论：通过建立无碴轨道岔区道床有限元模型对岔区道床在列车荷载作用下的轨道响应进行了探讨，并分析计算了岔区分开式道床和连续式道床的道床板截面最大弯矩供设计时参考。道床板层之间紧密连接时，道床板连续与否对道床板弯矩和路基面压应力影响不大，故道床设计时可针对分开式道床和连续式道床的特点进行合理选用。     

轨道随机不平顺对地铁振动源强时-频特性影响的仿真研究

目的：为了探究轨道的多种随机不平顺(高低、水平、轨距和轨向)在不同列车速度下对地铁隧道壁垂向振动加速度和轮轨力的影响，以提升行车品质，特进行本研究。方法：以地铁A型车为例，运用动力学分析软件建立考虑柔性轮对的车辆刚柔耦合系统动力学模型。将轨道和轮对视为柔性体，其余部件视为刚体，通过施加多种随机不平顺和改变车辆速度并考虑波磨来模拟不同工况，进行仿真计算。同时采用快速傅里叶变换方法对仿真计算结果进行时域和频域分析，研究隧道壁和轮轨力的振动特性。结果及结论：研究结果表明：随着车辆运行速度的增大，隧道壁垂向振动加速度的峰值有所提高，优势频率分布范围会有稍许扩大，高频成分增多；车轮间相互作用加剧，垂向轮轨力有所增大；隧道壁在4～200 Hz范围内的振动主频为63 Hz,不随速度变化而变化，但加速度级峰值会有所增大。     

基于谱密度函数的轨道随机不平顺仿真

通过蒙特卡罗方法得出高斯随机过程的相位概率分布类型，运用傅立叶变换进行时域信号的谱密度估计。基于时域采样原理，提出谱密度函数在频域内的采样方法，并利用傅立叶逆变换由谱密度函数得出轨道随机不平顺，使其符合时域分析的需要。仿真结果显示：高斯随机过程的相位符合均匀分布；轨道随机不平顺的模拟结果与频率下限和上限有很大关系，小的频率下限模拟结果表现为宽带波形，大的频率下限模拟结果表现为窄带波形，且频率上限越大，模拟结果中叠加的高频小幅成分越多。通过选择适当的模拟参数，可以使轨道随机不平顺的时域仿真结果与实测结果和频域仿真结果较好相符。     

基于移动单元法的高速铁路轨道不平顺特性研究

轨道不平顺不仅是引起列车和轨道振动的主要激扰，也是影响列车安全平稳运行的重要因素。为分析中国高速铁路轨道不平顺谱的特性及其对列车运行的影响，采用移动单元法建立考虑离散支撑的无砟轨道-车辆耦合模型，将逆傅里叶变换得到的中国轨道不平顺谱时域样本作为轮轨激励输入，通过编程数值计算分别研究列车速度、不平顺幅值和波长对轨道-列车系统动力响应的影响。研究表明：基于移动单元法建立的无砟轨道-车辆耦合模型的计算结果与有限元模拟结果吻合良好，移动单元模型准确可靠；轨道高低不平顺的幅值和波长特性均对系统的竖向动力响应有着显著影响，随着幅值增大和较短波长成分增加，轨道位移和轮轨接触力明显增大，其中2 m左右的不平顺波会对轮轨动力特性产生显著影响；此外，较高的车速会加剧系统的竖向动力响应。     

市域(郊)铁路盾构隧道断面优化设计建议

为规范市域(郊)铁路盾构隧道断面设计理念及原则，结合国内市域(郊)铁路盾构设计相关案例，分别从轨道设计优化及不同国铁上线条件两方面展开讨论，得出轨道超高形式选择及不同国铁上线条件下的盾构断面建筑限界要求。主要结论如下：(1)考虑到排水沟渗漏对道床造成的腐蚀等影响，轨道下排水沟均建议采用更加安全的U形排水沟；(2)地下线隧道内径紧凑的情况下建议考虑采用外轨抬高超高值一半，内轨降低超高值一半的方法设置半超高，在隧道内径较大的地下线和高架及地面线采用全超高设置方式；(3)针对预留160 km及200 km两种国铁上线时速充分考虑了互联互通条件，得出了不同盾构断面建筑限界，避免了盾构断面过大或过小造成的工程浪费和使用风险。     

轨道结构动力分析的傅里叶变换法

将傅里叶变换法应用于轨道结构动力分析，首先对轨道结构振动方程进行傅里叶变换，求解傅里叶变换域中的振动位移，再通过快速离散傅里叶逆变换得到轨道结构的振动响应。该方法适用于任何复杂的轨道结构动力学问题。文中针对轨道结构连续弹性单层梁模型和双层梁模型，用傅里叶变换法求得了单轮通过时的轨道临界速度，分析不同的轨下橡胶垫板和弹性扣件、荷载速度及激振频率对轨道结构振动的影响。研究表明，轨道结构有多个临界速度，特别需要关注的是最小的轨道临界速度，这一速度容易被中、高速列车超过，从而引起轨道结构的强烈振动。另外，用连续弹性单层梁模型得到的最小轨道临界速度与理论计算结果一致；对双层梁模型，则很难用解析的方法求得轨道临界速度。     

弓网分离时刻牵引电流相位对弓网离线电磁骚扰影响研究

弓网离线电弧引起的电磁辐射，是列控系统主要的电磁骚扰源之一。为研究弓网离线时刻牵引电流相位对弓网离线电磁辐射特性的影响，在实验室中搭建弓网分离时刻电流相位可控的低压大电流弓网离线拉弧模拟试验平台，同步采集不同离线相位下的电弧电压、电弧电流及电磁辐射的时域波形数据，通过对电磁辐射时域信号进行快速傅里叶变换（FFT），分析离线相位对电磁辐射信号频域特性的影响规律。结果表明：弓网离线拉弧放电过程中，起弧和熄弧时刻的电磁辐射通常大于稳定燃弧时的电磁辐射；离线拉弧电磁辐射主要频段的中心频率约为4,7,15和25 MHz左右，且不同频段电磁辐射强度与弓网分离时刻的牵引电流相位相关，4和7 MHz骚扰信号峰值出现在270°相位发生离线时，15 MHz骚扰信号峰值出现在234°相位发生离线时，25 MHz骚扰信号峰值出现在306°相位发生离线时；离线时刻相位的随机性是导致弓网离线干扰故障随机性的重要原因之一。试验结果对于搭建测试平台进行故障复现、研究过分相区断路器的分合闸控制策略以降低电磁骚扰，具有一定的借鉴和启发。     

抗滑桩加固滑坡上桥梁桩基础的动力响应试验研究

以成兰铁路某抗滑桩加固碎石土滑坡为工程背景，设计完成振动台缩尺模型试验，对抗滑桩加固滑坡上桥梁桩基础的动力响应进行研究。结果表明：前排抗滑桩宜靠近桥梁桩基础提供必要的水平抗力，后排抗滑桩发挥主要的抗震加固作用，桩身裂缝位于滑动面以下锚固段长度1/6～1/3处；随着正弦波振动强度增加，滑坡模型剪切变形峰值先增后减，最高可达7×10^-5，且位于下滑段的剪切变形峰值有上移趋势，直至滑坡完全被破坏；在逐级加载过程中，滑坡PGA放大系数服从层状分布并随振动加剧呈减小趋势，当滑坡体自振频段与振动波频率接近时出现共振耦合效应，PGA放大系数显著增大，最大值和最小值之比可达158%；当加载正弦波加速度峰值相等而频率不同时，高频振动时土体摩擦耗能较小，PGA放大系数较大。