基于定性趋势分析的无绝缘轨道电路电气绝缘节设备故障诊断方法

根据均匀传输线理论建立无绝缘轨道电路的机车信号感应电压幅值包络计算模型,分析电气绝缘节设备故障、补偿电容故障、道砟电阻及列车运行速度等因素对机车信号感应电压幅值包络曲线的影响规律。以临近发送端3个补偿电容间距的机车信号感应电压幅值包络曲线为分析对象,提出基于定性趋势分析理论的电气绝缘节设备故障诊断方法。首先以区间半分法提取信号趋势信息;然后通过趋势匹配算法计算实际信号趋势与诊断规则知识库中各故障模式信号趋势的相似度;最后通过相似度值间的比较进行故障诊断。仿真实验结果表明:该方法对电气绝缘节设备的早期故障有很好的诊断效果,当信噪比为50dB时,故障诊断正确率可达94.4%,且对道砟电阻的波动具有很强的适应性。

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。

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D-S证据理论信息融合的轨道电路故障诊断方法研究

在闭塞区间主流设备越来越多的采用ZPW-2000A型无绝缘轨道电路的背景下,针对单一故障诊断方法的诊断精度偏低问题,提出基于信息融合的故障诊断模型和故障诊断方法。该方法分别用BP神经网络和模糊综合评判对轨道电路进行故障诊断,然后将这2种方法的诊断结果作为D-S证据理论的证据体,利用神经网络输出和模糊综合评判输出来构造D-S证据理论中的概率分配,最后利用D-S证据理论将BP神经网络和模糊综合评判对轨道电路的故障诊断结果在决策级进行融合,诊断轨道电路是否有故障并判断故障的模式。仿真结果表明:该诊断方法具有较高的故障诊断精度,诊断结论的可信度有明显提高。

一种新型的数字编码轨道电路

基于现有UM71无绝缘轨道电路的传输通道,讨论了各种传输方案,提出了一种采用模拟调频方式的32位数字编码轨道电路,选用TMS320C32作为CPU,设计了发送和接收子系统,最后给出了室内仿真试验及其结果.

基于相空间重构的无绝缘轨道电路补偿电容故障检测方法

补偿电容失效是无绝缘轨道电路中的常见故障,严重影响列车的正常运行和铁路的运输效率。本文基于轨道电路分路状态模型,分析补偿电容不同故障情形对分路电流的影响规律,在此基础上利用相空间重构技术,对一维分路电流包络信号序列进行重构操作,获取反映系统状态特性的伪相图,从中提取补偿电容的故障特征,从而实现补偿电容故障的检测。实验结果表明:该方法不仅能准确检测补偿电容断线和被击穿等严重故障,对连接松动和容值下降等性能不佳的情形也有很好的检测效果,且实现简单、时效性强,符合铁路部门提出的预防性维修理念。

谐振式无绝缘移频轨道电路调制信号参数研究

根据谐振式无绝缘移频自动闭塞系统频率的选择原则 ,重点分析了FSK信号的特点及各频点频谱的分布规律 ,提出了一种合理选择中心载频f0 、频偏Δf、调制频率fc、调制系数m等参数的方法 ,可提高系统自身的抗干扰能力 ,理论和实践表明 。

基于正弦内插的UM2000信号解码算法

UM2000数字轨道电路采用调频方式传输28位码组信息。UM2000信号解码时间按长、短窗设计,解码算法主要由带通滤波、过零检测、滑窗DFT、门限判决和CRC校验组成,其中过零检测解调算法采用正弦内插法对UM2000信号的过零时刻进行计算。影响解码性能的主要因素有信号采样时间、插值算法和正弦内插法使用的采样点数和插值点数。对不同信噪比条件下的仿真信号和测试箱生成信号进行解码测试。仿真信号的测试结果表明:当带内谐波干扰信噪比分别为3,4和5时,1.562 5 s短窗的安全译码率分别为80%,81%和86%,3.125 0 s长窗的安全译码率分别为99%,100%和100%。测试箱生成信号的测试结果表明:1.562 5 s短窗的安全译码率为95.27%,3.125 0 s长窗的安全译码率分别为98.06%,99.91%和98.23%。说明UM2000信号解码算法在满足信号系统实时性要求的条件下,实现了UM2000信号的安全译码。

城市轨道交通信号系统与辅助线设置关系研究

研究目的:从信号专业角度出发,阐述目前城市轨道交通线路设计中存在的不足,并结合实际工程设计中的经验,就信号系统对辅助线长度的要求进行具体分析,提出典型信号系统对辅助线的设置要求,为以后的工程设计提供参考。研究结论:信号系统轨旁设备与辅助线的位置关系较为复杂,在实际工程设计中应在充分考虑运营要求、经济合理性、信号系统、土建结构等情况下进行具体分析,找出平衡点。通过分析和计算,提出了对各类辅助线设置的具体要求,可以解决由于土建原因对信号系统功能所带来的局限性,满足城市轨道交通行车指挥信号系统的运营要求。

新关角隧道信号系统方案研究

鉴于青藏线西格二线关角隧道的特殊性,通过对国内已开通可借鉴的长大隧道京广线大瑶山隧道、兰武二线乌鞘岭隧道及青藏铁路既有关角隧道情况进行调研、测试、分析,综合新关角隧道环境条件、方案可靠性、维修维护、投资等各方面因素,推荐区间采用ZPW-2000系列无绝缘轨道电路,隧道内进行轨道电路分割方案。

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。

基于ZPW-2000A区间模拟控制系统的研究

基于我国铁路区间广泛使用的ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞制式,利用计算机仿真技术对区间的部分设备及功能进行了模拟.本系统具有区间列车模拟运行,可以实现计算机对低频、载频的控制,地面信号、车载信号模拟,区间移频信号的采集,模拟示波器显示各种信息以及对移频信号作频谱分析等.

UM71无绝缘轨道电路红光带及道床漏泄整治实践与思考

对朔黄线UM71无绝缘、多信息轨道电路道床漏泄及红光带状况进行实地采样比对测试,对雨雪天气轨道电路道床电阻进行仿真计算,对测试和计算结果进行分析,并有针对性地研究生产具有绝缘性能的金属轨距档板、在轨距档板处加装L型复合材料绝缘板,提高钢轨与轨枕的绝缘性能,对漏泄严重区段进行限入电压普调,增强轨道电路在雨雪天气的运行能力等整治方案,值得借鉴。

基于SSAE-DNN的无绝缘轨道电路故障诊断研究

针对ZPW-2000R型无绝缘轨道电路的多样性和复杂性造成故障诊断准确率低的问题,从故障特征提取和特征分类两方面出发,将栈式稀疏自编码器(SSAE,Stacked Sparse Auto-Encoder)和深度神经网络(DNN,Deep Neural Networks)相结合,提出了基于SSAE-DNN模型的故障诊断方法。采用SSAE对故障数据以无监督的方式进行降维和特征提取,获得最优网络参数,从而挖掘无绝缘轨道电路不同故障特征信息,并将SSAE提取的特征样本导入DNN,得到SSAE-DNN模型,据此进行无绝缘轨道电路的故障分类识别。试验结果表明,该模型对故障数据进行了降维,减少了故障诊断时间,且获取了故障数据的深层特征;对ZPW-2000R型无绝缘轨道电路的故障具有较高的诊断准确率,仅有少数故障出现误判情况。通过与反向传播(BP,Back Propagation)神经网络、卷积神经网络(CNN,Convolutional Neural Network)和支持向量机(SVM,Support Vector Machine)的对比试验,进一步验证了该方法的有效性和优越性。

数字无绝缘轨道电路调谐单元的谐振分析

介绍数字无绝缘轨道电路S型电气绝缘节的工作原理,并对调谐单元进行频率特性和特性阻抗的分析。说明数字无绝缘轨道电路的调谐单元具有良好的选频特性,并分析改变调谐单元电气参数所造成的影响。

浅谈如何提高复式交分道岔转辙机更换效率

复式交分道岔因具有节约占地面积、缩短站场长度以及提高作业效率等众多优点而被广泛应用,而转辙机又是控制道岔转换及锁闭的关键装置。本文首先概述了复式交分道岔的使用情况及结构特点,具体分析了复式交分道岔转辙机更换的一些体会。

WYZ-97型无绝缘轨道电路的分路特性的研究

文章从理论上分析影响WYZ-97型无绝缘轨道电路传输特性的主要因素。然后以无绝缘轨道电路的分析理论为基础对WYZ-97型18信息无绝缘移频轨道电路的分路灵敏度进行定性和定量的分析计算。最后,通过对自然衰耗式无绝缘轨道电路的MATLAB仿真,根据仿真结果分析低频信号(550Hz^850Hz)对轨道电路传输特性的影响。

PIC16F73在ZPW-2000发送器中的软硬件总体设计

近年来,ZPW-2000系列无绝缘移频自动闭塞系统在全国范围内推广应用。为了满足高速列车对发送器产生信号的更高要求,针对发送器的主控芯片的软硬件设计是当前面临的新课题。

无绝缘轨道电路可靠度的计算

针对目前无绝缘轨道电路(JTC)可靠度计算中没有考虑补偿电容可靠性冗余的不足,通过传输线理论建立JTC调整状态的接收器输入信号振幅模型,并以此通过仿真遍历各补偿电容不同状态下的接收器输入信号振幅,构造补偿电容与轨道线路工作状态之间的可靠性真值表,进而计算出JTC可靠度。最后,将本文算法的JTC可靠度与现有文献的算法相比较,结果表明补偿电容可靠性冗余设计对于JTC可靠性至关重要,本文算法所计算的JTC可靠度更贴近于铁路现场的实际运用情况。