地鐵雜散電流分布規(guī)律及腐蝕智能監(jiān)測方法研究.pdf

1、我國的城市軌道交通目前正處于大規(guī)模建設(shè)的高峰時期,研究地鐵雜散電流分布規(guī)律并實現(xiàn)地鐵雜散電流腐蝕監(jiān)測是城市軌道交通建設(shè)和運(yùn)營中的關(guān)鍵課題,對城市軌道交通健康發(fā)展具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。
　　論文研究的主要內(nèi)容包括:單機(jī)車不同運(yùn)行工況和多機(jī)車同時運(yùn)行兩種復(fù)雜工況下雜散電流分布建模,回流系統(tǒng)參數(shù)對雜散電流分布的耦合約束界定;研究雜散電流的腐蝕機(jī)制及檢測方法,采用時頻聯(lián)合分析算法實現(xiàn)腐蝕信號的特征提取及處理;基于徑向基函數(shù)神經(jīng)

2、網(wǎng)絡(luò)的雜散電流腐蝕狀態(tài)預(yù)測;基于WEB的雜散電流腐蝕智能監(jiān)測系統(tǒng)的工程實踐。
　　在傳統(tǒng)地鐵單機(jī)車雜散電流分布靜態(tài)模型的基礎(chǔ)上,建立單機(jī)車不同運(yùn)行工況的雜散電流動態(tài)解析模型。在完備的邊界條件下,以機(jī)車運(yùn)行位置為分界點,將兩牽引變電所組成的供電區(qū)間在分界點上分成互連的不同分析域;確定機(jī)車取流值與不同變電所回流值之間的映射機(jī)制,進(jìn)行地鐵機(jī)車牽引計算;模擬單機(jī)車運(yùn)行的不同工況,并基于解析模型進(jìn)行雜散電流分布規(guī)律仿真研究。結(jié)果表明動態(tài)解析

3、模型能夠有效反應(yīng)地鐵現(xiàn)場實測結(jié)果。
　　建立多機(jī)車同時運(yùn)行的雜散電流分布有限單元模型?；诜植寄Ｐ椭袑?dǎo)納矩陣的對稱性和正定性,提出采用不完全喬列斯共軛梯度算法進(jìn)行解算,改善了導(dǎo)納矩陣求解的收斂速度;對地鐵機(jī)車等效電導(dǎo)進(jìn)行恒功率迭代,在滿足機(jī)車運(yùn)行功率與牽引變電所輸出功率匹配下,研究雙機(jī)車同時處于牽引狀態(tài)及同時處于制動狀態(tài)、單機(jī)車處于牽引狀態(tài)及單機(jī)車處于制動狀態(tài)、牽引變電所外存在機(jī)車取流等不同工況下的雜散電流分布。
　　研究地

4、鐵雜散電流腐蝕機(jī)制及檢測方法,并對雜散電流腐蝕信號進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗;基于短時傅立葉變換、連續(xù)小波變換及S變換,提取不含噪聲的雜散電流腐蝕信號的時間及頻率成分,對非平穩(wěn)性雜散電流腐蝕信號進(jìn)行時頻聯(lián)合分析。結(jié)果表明,S變換的時間分辨率及頻率分辨率優(yōu)于其他兩種方法;將S變換用于含噪聲的雜散電流腐蝕信號分析,同樣能夠在噪聲中準(zhǔn)確的分辨出異常信號的時間及頻率成分。
　　以埋地金屬結(jié)構(gòu)的極化電位偏移值作為雜散電流腐蝕表征參數(shù),實驗研究埋地金屬結(jié)

5、構(gòu)與鋼軌之間的水平凈距、深度、周圍土壤電阻率、電源正負(fù)極間距及電源電壓和極化電位偏移值的關(guān)系,提出基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的雜散電流腐蝕預(yù)測模型。采用雜散電流腐蝕模擬實驗數(shù)據(jù)作為預(yù)測模型的輸入輸出樣本集,基于次勝者受罰的競爭學(xué)習(xí)算法對輸入輸出樣本集聚類,聚類數(shù)目作為預(yù)測模型隱層節(jié)點的數(shù)目,針對傳統(tǒng)徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)學(xué)習(xí)訓(xùn)練存在的不足,利用改進(jìn)粒子群算法和自適應(yīng)遺傳算法實現(xiàn)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化,建立腐蝕預(yù)測模型性能評價體系。預(yù)測結(jié)