城市軌道交通雜散電流腐蝕預測技術研究.pdf

1、城市軌道交通普遍采用直流牽引供電系統(tǒng),目前我國正處于城市軌道交通的發(fā)展高峰期,而直流牽引系統(tǒng)的安全可靠運行是對城市軌道交通的基本要求。在直流牽引系統(tǒng)中,走行軌作為回流通路,但是走行軌對地不可能完全絕緣,從而有部分電流從軌道泄漏到道床及周圍土壤中,即雜散電流。雜散電流會對軌道交通的道床、埋地金屬管線、埋地鋼筋結構以及附近金屬設備造成腐蝕,導致金屬物的強度降低,設備的使用壽命縮短,威脅著地鐵運行安全,可能造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。所以有

2、必要對雜散電流準確監(jiān)測,以及對雜散電流腐蝕狀況進行預測,從而保證城市軌道交通的安全運行。論文從以下幾個方面展開:
　　首先,要建立精確回流系統(tǒng)分析模型很困難,通過對實際工況進行簡化與限定,結合地鐵直流牽引回流系統(tǒng)的特點,建立了軌道-大地結構的回流系統(tǒng)分析模型。在單邊供電系統(tǒng)和雙邊供電系統(tǒng)兩種方式下,對地鐵雜散電流分布數學模型進行推導,并進行仿真驗證,根據仿真結果分析了地鐵雜散電流的分布規(guī)律及影響其分布的各種因素,對雜散電流腐蝕程度

3、的監(jiān)測與防護具有重要意義。
　　其次,介紹了金屬腐蝕的基本定義,以及金屬原電池腐蝕的概念;分析了地鐵雜散電流的腐蝕機理,確定了地鐵雜散電流腐蝕的危險性指標及判斷依據。結合經驗以及當今國內地鐵的運行情況,介紹雜散電流會帶來一系列新的問題和危害,如破壞埋地鋼筋結構與金屬管道,危害人員安全等。
　　接著,論文介紹了人工神經網絡基本概念,針對BP神經網絡的結構和算法進行了詳細的分析介紹,并據此設計了基于BP神經網絡的雜散電流腐蝕預測

4、模型。通過建立的BP神經網絡模型,預測參比電極偏移值以及埋地鋼筋雜散電流密度,通過matlab仿真結果可知,基于BP神經網絡模型預測方法精度高、可信度也高,具有很高的應用推廣價值。
　　論文最后介紹了專家系統(tǒng)基本概念、Web服務技術,分析了地鐵雜散電流專家系統(tǒng)的特點。給出了專家系統(tǒng)的架構、監(jiān)測內容及方法。建立基于Web的雜散電流腐蝕專家系統(tǒng),實際工程中的應用表明,該專家系統(tǒng)不僅能夠對地鐵雜散電流進行實時準確監(jiān)測,還能根據收集到的數