基于改進(jìn)PSO-SVM的無絕緣軌道電路故障診斷研究.pdf

1、軌道電路作為鐵路信號系統(tǒng)中最重要、最關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)備之一，在列控系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位，也是鐵路信號設(shè)備中最容易發(fā)生故障的設(shè)備之一，是影響鐵路運輸效率和安全性能的關(guān)鍵性因素。然而，我國目前的故障診斷技術(shù)尚不完善，不能滿足我國鐵路運輸事業(yè)快速發(fā)展的需求。因此，對于軌道電路故障進(jìn)行高效、準(zhǔn)確地診斷具有重要的研究意義。
　　本論文主要是研究軌道電路的補(bǔ)償電容斷線和絕緣節(jié)破損兩種故障，針對當(dāng)前檢測方式不夠完善、缺乏先進(jìn)有效的數(shù)據(jù)處理方法等情

2、況，做了下面幾個方面的工作:
　　(1)闡述了ZPW-2000A型無絕緣軌道電路的結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，建立了基于二端口網(wǎng)絡(luò)理論的軌道電路等效電路模型，并根據(jù)所建模型仿真得到的各設(shè)備電流電壓值與模擬盤實驗平臺測試得到的數(shù)據(jù)作對比，驗證所建模型的正確性;之后對軌道電路的常見故障做了分析，重點介紹了絕緣節(jié)破損和補(bǔ)償電容斷線兩種故障，并利用MATLAB軟件對補(bǔ)償電容斷線時、絕緣節(jié)破損時和軌道電路正常狀態(tài)的機(jī)車信號感應(yīng)電壓幅值包絡(luò)進(jìn)行仿真，通

3、過比較仿真結(jié)果，分析這兩種故障對感應(yīng)電壓幅值包絡(luò)的影響。
　　(2)總結(jié)了故障特征提取的三種方法，選取適合無絕緣軌道電路故障特征提取的方法即小波理論，對小波理論知識加以說明，然后采用小波變換分解機(jī)車信號感應(yīng)電壓幅值信號曲線，從分解得到的細(xì)節(jié)信號中提取對故障診斷更敏感的特征參數(shù)，作為故障診斷模型的輸入變量。
　　(3)對支持向量機(jī)(SVM)的分類原理作了說明，建立了基于SVM的無絕緣軌道電路的故障診斷模型。之后從診斷模型參數(shù)的

4、選取、輸入數(shù)據(jù)的預(yù)處理、輸出故障集的確定等方面闡述了故障診斷的過程，最后設(shè)計了隨機(jī)選取和交叉驗證兩種確定模型參數(shù)的方法，并使用MATLAB工具對這兩種方法進(jìn)行仿真，分析對比兩種仿真結(jié)果，結(jié)果表明基于交叉驗證的SVM模型故障診斷結(jié)果比隨機(jī)選取參數(shù)的方法要更準(zhǔn)確。
　　(4)概述了粒子群(PSO)算法的基礎(chǔ)理論，在這些理論知識的基礎(chǔ)上，提出了采用模擬退火(SA)算法與PSO算法相融合，針對SVM的參數(shù)難以選擇的問題，提出了用SAPSO