【摘 要】
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ZPW-2000A无绝缘轨道电路作为应用广泛的区间轨道区段的关键信号设备，担负着检查进路轨道区段状态、检查钢轨的完整性以及车地信息传输的关键任务，其工作状态直接影响列车运输效率和列车运行安全。但是由于有限的轨道电路监测条件以及“故障修”的维修现状，行车事故常有发生。鉴于此，从轨道电路的工作原理以及集中监测系统的采集原理出发，以轨道电路故障智能化检测和预警为目的，研究在集中监测数据驱动下的故障智能预
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ZPW-2000A无绝缘轨道电路作为应用广泛的区间轨道区段的关键信号设备，担负着检查进路轨道区段状态、检查钢轨的完整性以及车地信息传输的关键任务，其工作状态直接影响列车运输效率和列车运行安全。但是由于有限的轨道电路监测条件以及“故障修”的维修现状，行车事故常有发生。鉴于此，从轨道电路的工作原理以及集中监测系统的采集原理出发，以轨道电路故障智能化检测和预警为目的，研究在集中监测数据驱动下的故障智能预测预警，是近期轨道交通领域的重要研究课题。
论文基于ZPW-2000A无绝缘轨道电路的基本结构、工作原理和故障模式，结合集中监测系统的监测参数在轨道电路不同工作状态下的表现情况，提出了针对“红光带”故障的室内外故障诊断方法。同时，在监测数据的驱动下，调研分析了故障发生时及发生前的监测数据的三类异常数值变化，分别提出了相应的故障预警方法。
首先，论文从ZPW-2000A无绝缘轨道电路基础理论对其“红光带”故障模式下的室内外故障进行了详细分析。结合集中监测系统的采样原理和监测参数特征，完善了基于监测参数的故障检测方法。
其次，论文基于大量的轨道电路监测数据，分析了三类异常数值变化产生原因及制定了相应的故障预测预警方案。首先针对监测数值的第一类异常变化——大幅波动，挖掘了大量历史监测数值的时空特性，提出了能够自动捕捉监测数值大幅波动的上下限的自动标定方法。
再次，论文针对监测数值的第二类异常变化——逐渐升高/降低，在自动标定的上下限的基础上，对监测数值分别建立了五类回归预测模型，结合实测数据验证选择最优模型，实现了对具有递增递减趋势的监测数值的预测预警。
最后，论文针对监测数值的第三类异常变化——小幅波动，分析了其波动原因和故障前兆信息，提出了基于滑动方差法的小幅波动检测。根据现场维修案例，构造决策树分类算法模型，通过实例验证了算法的有效性，起到了及时排除小幅波动下的故障隐患的预警效果。
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