轨道动态特性四篇

2024-05-04

轨道动态特性篇1

合成孔径雷达(SAR)具有全天时全天候工作的能力,与光学遥感相比优势十分明显,因此倍受专家学者的关注。以前的关于SAR理论和技术,尤其是SAR的成像技术都是基于比较低的轨道上。随着合成孔径雷达技术的发展和应用的深入,低轨SAR卫星的重访周期长,覆盖范围小等缺点已经逐步显现。解决此问题的一种有效途径就是将卫星轨道升高至地球同步轨道(Geosynchronous Orbit,GEO),地球同步轨道SAR具有重访周期短,可视观测范围大,灵活性好等特点[1,2,3],同时,地球同步轨道SAR由于轨道高度高,不易被捕获和摧毁,以及具有更高的使用效能,在民用和军事应用上具有更广的前景。GEOSAR一个很重要的方面是成像问题,由于地球同步轨道SAR与常规的低轨SAR有着较大的差别,低轨SAR的一些相关理论不适合GEOSAR。对GEOSAR的一些性质进行研究将有助于成像算法的选择。

1 地球同步轨道星下点分析

根据合成孔径雷达的成像原理可知,方位向高分辨率是通过合成孔径来实现的,合成孔径的条件就是要求雷达平台与观测目标有一定的相对运动。同步轨道SAR就是通过卫星与观测场景之间的相对运动来获得方位向的分辨率的,但是由于受地球自转的影响比较大,通过一定的轨道倾角和偏心率以及升交点纬度设计的轨道所获取的观测区域与低轨是不一样的。下面分析地球同步轨道的星下点轨迹[4,5]。

设地球同步轨道倾角为i0,升交点的地心经度为L0,卫星飞行时间为t,vs为卫星在地心坐标系中的速度(不考虑地球形状影响),同步轨道运行周期为T,θ为t时刻卫星与升交点的角距(从升交点开始测量),其值等于2πt/T,考虑到地球自转影响,沿轨道运行的卫星在某一圈运行中的星下点轨迹纬度Le与经度λe分别为:

$\begin{array}{l} L_{e} = \arcsin (\sin i_{0} \sin θ) \\ λ_{e} = L_{0} + \arctan (\cos i_{0} \tan θ) - ω_{e} t + φ (t) \end{array} (1)$

式中:ωe为地球自转角速度。

$φ (t) = {\begin{cases} 2 π, - π / 2 \leq θ < 0 \\ π, π / 2 \leq θ < π, - π \leq θ < - π / 2 \\ 0, 0 \leq θ < π / 2 \end{cases}$

根据式(1)仿真卫星星下点与地球相对运动所形成轨迹,具体形状如图1所示。

对于同步轨道SAR“8”字形相对运动轨迹,在“8”字中间,卫星相对运动轨迹近似为直线,两端为大曲率半径曲线;地球同步轨道倾角决定“8”字的大小,偏心率决定“8”字的形状。

2 GEOSAR波束照射范围

下面分析波束照射范围[4,6,7],假设卫星天线俯仰向波束宽度为θ,在t时刻卫星S星下点P地理坐标系的纬经度及高度为(Ln,λn,Re),星下点速度为(vx,vy,vz),则:

${\begin{cases} v_{x} = - \frac{R_{e} \frac{π}{Τ} \sin^{2} i_{0} \sin \frac{4 π t}{Τ} \cos λ_{e}}{\sqrt{1 - [\sin i_{0} \sin (\frac{2 π t}{Τ})]^{2}}} - R_{e} \sin λ_{e} \sqrt{1 - [\sin i_{0} \sin (\frac{2 π t}{Τ})]^{2}} {\frac{\frac{2 π}{Τ} \cos i_{0} \sec^{2} (\frac{2 π t}{Τ})}{1 + [\cos i_{0} \tan (\frac{2 π t}{Τ})]^{2}} - ω_{e}} \\ v_{y} = - \frac{R_{e} \frac{π}{Τ} \sin^{2} i_{0} \sin \frac{4 π t}{Τ} \sin λ_{e}}{\sqrt{1 - [\sin i_{0} \sin (\frac{2 π t}{Τ})]^{2}}} + R_{e} \cos λ_{e} \sqrt{1 - [\sin i_{0} \sin (\frac{2 π t}{Τ})]^{2}} {\frac{\frac{2 π}{Τ} \cos i_{0} \sec^{2} (\frac{2 π t}{Τ})}{1 + [\cos i_{0} \tan (\frac{2 π t}{Τ})]^{2}} - ω_{e}} \\ v_{z} = \frac{2 π}{Τ} R_{e} \sin i_{0} \cos (\frac{2 π t}{Τ}) \end{cases} (2)$

式中的各个参数符号表达均与上节相同。其矢量表达为 $\vec{v}$ se,由于雷达正侧视工作时雷达波束始终垂直于卫星速度方向,设经过星下点且与 $\vec{v}$ se垂直的落在波束平面内的向量为 $\vec{v}$ B,如图2所示。

设 $\vec{v}$ B与 $\vec{Ρ A}$ 之间的夹角为α, $\vec{v}$ B与 $\vec{Ρ B}$ 之间的夹角为β,由于 $\vec{v}$ B垂直于SP,则α=∠SPA-90°,β=∠SPB-90°,∠SPA,∠SPB可以通过三角关系求出。则 $\vec{Ρ A}$ 指向在地理坐标系中可通过速度关系表示为 $(v_{x}, v_{y}, v_{z} - \sqrt{v_{x}^{2} + v_{y}^{2}} \times \tan α) ‚ \vec{Ρ B}$ 指向在地理坐标系中可通过速度关系表示为 $(v_{x}, v_{y}, v_{z} - \sqrt{v_{x}^{2} + v_{y}^{2}} \times \tan β)$ ,通过地理坐标系与地球坐标系的相互转化关系,得到A点在地球直角坐标系内坐标为:

${\begin{cases} x_{A} = x_{Ρ} + | Ρ A | \times \frac{v_{x - Ρ A}}{\sqrt{v_{x - Ρ A}^{2} + v_{y - Ρ A}^{2} + v_{z - Ρ A}^{2}}} \\ y_{A} = y_{Ρ} + | Ρ A | \times \frac{v_{y - Ρ A}}{\sqrt{v_{x - Ρ A}^{2} + v_{y - Ρ A}^{2} + v_{z - Ρ A}^{2}}} \\ z_{A} = z_{Ρ} + | Ρ A | \times \frac{v_{z - Ρ A}}{\sqrt{v_{x - Ρ A}^{2} + v_{y - Ρ A}^{2} + v_{z - Ρ A}^{2}}} \end{cases} (3)$

式中:xA,yA,zA分别为A点在地球直角坐标系中的坐标;xP,yP,zP分别为P点在地球直角坐标系中的坐标;vx-PA,vy-PA,vz-PA分别为向量 $\vec{Ρ A}$ 在地球坐标系中x,y,z轴的投影。

同理也可以得到B点在地球直角坐标系内坐标为:

${\begin{matrix} x_{B} = x_{Ρ} + | Ρ B | \times \frac{v_{x - Ρ B}}{\sqrt{v_{x - Ρ B}^{2} + v_{y - Ρ B}^{2} + v_{z - Ρ B}^{2}}} \\ y_{B} = y_{Ρ} + | Ρ B | \times \frac{v_{y - Ρ B}}{\sqrt{v_{x - Ρ B}^{2} + v_{y - Ρ B}^{2} + v_{z - Ρ B}^{2}}} \\ z_{B} = z_{Ρ} + | Ρ B | \times \frac{v_{z - Ρ B}}{\sqrt{v_{x - Ρ B}^{2} + v_{y - Ρ B}^{2} + v_{z - Ρ B}^{2}}} \end{matrix} (4)$

式中:xB,yB,zB分别为B点在地球直角坐标系中的坐标;xP,yP,zP分别为P点在地球直角坐标系中的坐标;vx-PB,vy-PB,vz-PB分别为向量 $\vec{Ρ B}$ 在地球坐标系中x,y,z轴的投影。A点和B点所围成的区域就是同步轨道SAR波束照射范围。

综合上述公式,用Matlab仿真画出卫星运动过程中波束(指向外侧)照射范围如图3所示。

图3中,红色虚线代表卫星星下点足迹,蓝色实线为波束近距点与远距点的地面运动轨迹,两蓝色实线之间的区域代表成像条带。可以看出,无论天线波束指向外(内)侧,天线波束星下点足迹并不是一成不变,观测点时而落在“8”字形外部,时而落入“8”字形内部,并且随着波束俯仰角的增大,在“8”字底(顶)部覆盖区域将出现拐角,如图3(c),(d)所示。这将给GEOSAR的成像带来很大的困难,传统基于线性孔径的成像算法[8,9,10,11],例如RD算法、CS算法、FSA算法、RMA算法等都将不适合GEOSAR拐角的成像。

3 GEOSAR多普勒频率分析

多普勒频率是GEOSAR方位向成像的重要参数,其是否精确,关系到成像的质量。与低轨SAR不同,由于地球的自转对同步轨道卫星相对地面速度的影响非常大,GEOSAR多普勒频率[1,5,12]将有别于常规的SAR。

KIYO TOMIYASU在1983年发表的一篇文献中对GEOSAR的速度行了分析[1]。然而经过仔细的公式推导以后发现,其中有不一致的地方。为了求得GEOSAR的多普勒频率,对整个过程做详细的解析。假设卫星相对于地面的速度为VS,卫星星下点足迹的速度为VB,卫星角速度为ωS,地球角速度为ωe,地球半径为Rε,卫星到地面垂直距离为h,地球子午线与卫星轨道的夹角为α,卫星星下点的纬度为θlat,卫星轨道速度为 $\bar{V}_{S S}$ ,地球转速为 $\bar{V}_{E S}$ ,轨道倾角为i。在地球同步轨道上,卫星角速度ωS和地球角速度ωe是相等的。

根据卫星相对于地面的速度与卫星星下点足迹速度的转换关系有:

$V_{S} = V_{B} \frac{R_{e} + h}{R_{e}}$

根据图4中的关系又有:

$\begin{array}{l} \bar{V}_{B} = \bar{V}_{S S} - \bar{V}_{E S} (5) \\ V_{B Ν S} = V_{S S} \cos α = ω_{S} R_{e} \cos α (6) \\ V_{B E W} = V_{S S} \sin α - V_{E S} = \\ ω_{S} R_{e} \sin α - ω_{e} R_{e} \cos θ_{l a t} = \\ ω_{S} R_{e} \sin α - ω_{S} R_{e} \cos θ_{l a t} (7) \end{array}$

式中:VBNS为卫星星下点向北速度;VBEW为卫星星下点向东速度,根据球面三角形正弦定理和余弦定理可得:

$\begin{array}{l} α = \arctan (\frac{\cot i}{\cos ω_{S} t}) (8) \\ θ_{l a t} = \arcsin (\sin i s i n ω_{S} t) \end{array}$

将卫星星下点向东,向北的速度进行合成可得:

$\begin{array}{l} V_{B} = ω_{S} R_{e} \sqrt{1 + \cos^{2} θ_{l a t} - 2 \cos i} (9) \\ V_{S} = ω_{S} (R_{e} + h) \sqrt{1 + \cos^{2} θ_{l a t} - 2 \cos i} (10) \end{array}$

雷达到地面目标距离二次项展开:

$R = R_{0} + \frac{V_{B}}{V_{S}} \frac{x^{2}}{2 R_{0}}$

式中:R0为雷达到场景中心的距离;x为慢时间内GEOSAR飞行的距离。

雷达接收回波信号相位为:

$\begin{array}{l} φ (t) = - \frac{4 π}{λ} (R_{0} + \frac{V_{B}}{V_{S}} \frac{x^{2}}{2 R_{0}}) \\ = - \frac{4 π}{λ} (R_{0} + V_{B} V_{S} \frac{t_{m}^{2}}{2 R_{0}}) (11) \end{array}$

将x=VStm代入公式并求导可得:

$\begin{array}{l} f_{D} = \frac{1}{2 π} \frac{d}{d t} φ (t) = - 2 \frac{V_{B} V_{S}}{λ} \frac{t_{m}}{R_{0}} = \\ - 2 \frac{ω_{S}^{2} R_{ε} (R_{ε} + h) (1 + \cos^{2} θ_{l a t} - 2 \cos i) t_{m}}{λ R_{0}} (12) \end{array}$

这里需要说明的是时间tm和t。tm指的是合成孔径内的时间,而t指的是卫星飞行的时间,两者不能完全等同。只有在合成孔径时间内才是一致的。经过STK软件仿真,轨道倾角为30°,天线直径为30 m,天线俯仰角0.5°时在赤道附近的一个合成孔径时间大约为250 s。

设地球同步轨道的轨道倾角为30°,选取赤道附近一个合成孔径时间tm=250 s,高度h约36 000 km,雷达载频为3.5 GHz,仿真GEOSAR的多普勒瞬时频率(为了方便看图把多普勒频率取正),如图5所示。

与低轨道上的SAR相比,GEOSAR的瞬时多普勒频率在相同的时间点上会相应减少6.64倍左右。

4 结语

本文对地球同步轨道合成孔径雷达的轨道星下点,成像范围和多普勒频率等进行了研究,并相应做了一些仿真。相信对地球同步轨道SAR成像算法的探索有一定意义。

摘要：常规的低轨合成孔径雷达具有重访周期长,覆盖范围小等缺点,一个有效的解决办法是将低轨合成孔径雷达轨道提高到地球同步轨道上。然而,由于受地球自转的影响比较大,地球同步轨道合成孔径雷达有着其本身的特殊性。对地球同步轨道上合成孔径雷达的星下点轨迹、波束所能覆盖的范围以及多普勒频率进行了分析,并且相应地做了一些仿真。

关键词：地球同步轨道,合成孔径雷达,星下点,覆盖范围,多普勒频率

参考文献

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[11]保铮,刑孟道,王彤.雷达成像技术[M].北京:电子工业出版社,2005.

轨道动态特性篇2

在全社会倡导“以人为本”的今天, 为了在城市轨道交通系统中更好地贯彻和体现这种理念, 有必要对其客流特性进行认识和把握, 以期对系统的设计和运营能够有一些指导意义, 避免系统建设的盲目性。

1 城市轨道交通客流形成机理

一般而言, 新建轨道交通的客流包括两部分:转移客流量和诱增客流量。其中转移客流量指的是由于轨道交通所具有的快速、准时、安全、方便、票价不贵等优点, 而从其它交通方式转移过来的客流量, 这部分流量通常被称为是模式竞争而后的流量。转移流量最大的可能来源于那部分本来选择常规公交以及自行车出行的出行者;而且, 相对于小汽车的出行, 轨道交通的出行成本较低 (含出行时间) , 出行距离越大, 这种优势尤为明显, 因此, 还有一部分客流量会从小汽车方式 (主要以出租车为主) 转移过来。对于诱增客流量则主要指的是快速轨道交通线路的建设促进沿线土地的开发、人口的集聚, 使区域之间的可达性提高, 服务水平提高, 居民的出行强度增加而诱增的客流量, 最直接的体现是居民可能会选择“住在郊区, 工作休闲在市中心”的生活方式。

城市客流主要取决于城市土地利用的空间布局和城市经济的发展水平, 在供应满足的条件下, 当一个城市的土地利用布局规划确定以后, 从某种意义上讲, 城市客流的产生和分布就客观存在了 (当然不能否认交通政策在其中的作用) 。同时, 由于轨道交通作为一种大运量、快速的城市客运工具, 它的存在直接的改变了轨道线路沿线的可达性, 缩小了出行者出行时间 (相对) , 因此居民也愿意居住在轨道线路经过的区域, 从而导致该区域房价会上涨。但是, 这种影响是相互的, 反过来, 轨道交通对城市的土地利用空间布局产生一定的影响, 如加快城市郊区化进程和提高轨道线路沿线土地的开发强度等, 从而影响轨道客流的产生与分布。

城市的客运交通结构和城市客流的流量流向是由城市的规模大小、平均出行距离、城市所能提供的交通设施的服务水平、出行者的时间价值以及相关的交通政策等因素综合决定的。对轨道交通而言, 它的客流量要上去, 就必须要求其它交通方式尤其是常规公交要与它做好配合, 使其换乘方便, 这是一种协调与竞争的关系。当然, 在人们选择城市交通方式时, 往往会考虑各种交通方式的属性 (出行时间、安全、实际运价、速度、舒适、服务、环境影响) , 然后做出合理的选择。

2 城市轨道交通客流的时空的分布特性

2.1 城市轨道交通客流的时间分布特性

轨道交通客流的时间分布, 是和城市居民出行时间的规律性分不开的。随着城市生活节奏的变化, 轨道交通小时客流量在一天内呈驼峰形分布, 有两个高峰期, 上午上班上学形成早高峰, 下午下班放学形成晚高峰, 其他时间段则是客流平峰期。轨道交通分时断面客流量的一系列数据, 就反映了小时客流量在一天内的分布变化规律。

在不同的轨道交通线路上, 或者一条线路上不同的路段和集散点, 其客流高峰比率是有所差异的, 一般市中心商业区和对外交通枢纽的高峰比率较低, 因为通勤和通学客流比例较低, 客流在时间分布上相对比较均衡;而郊区线路、通往市区外围的居住区和工业区路段, 主要服务于上下班客流, 因此其客流高峰比率较高。

由于客流量在一天之内起伏变化, 从运能运量合理匹配和运营经济性考虑, 就要求轨道交通在一天内的不同时段配置不同的运输能力, 即根据分时断面客流量确定合理的全日行车计划和车辆配备计划。

轨道交通一般以调整行车密度的方式来配置不同运能, 从而适应客流量在一天之内的起伏变化, 匹配高峰和平峰的客流需求差异。因此, 当客流随时间起伏变化比较大时, 采用“列车短编组”和“行车高密度”的系统配置方式, 更能体现运营经济性和服务至上的宗旨;高峰时以较小的行车间隔、较高的行车密度, 来满足高峰客流的需求;由于采用短编组, 平峰时的行车间隔较短, 缩短乘客候车时间, 保证系统的服务水平, 同时还可以提高列车平均满载率, 降低单位乘客的平均运输成本。

从轨道交通系统对客流时间特性的适应性来看, “小编组、高密度”非常具有现实意义。同时“小编组、高密度”也符合轨道交通发展趋势, 它体现了管理出效益、科技是第一生产力的思想, 修编的地铁设计新规范, 就反映了这一思想。

车站的乘降客流量, 高峰时段与平峰时段同样存在比较大的差异。位于市中心区和商业区的车站, 其乘降客流的性质决定了其高峰与平峰的差异比较小, 相对于市区外围的车站来说, 乘降客流量在一天内的分布比较均衡。

在车站周边土地开发利用属于综合性质的情况下, 车站在高峰时段的上客量和下客量差异不大, 而且上客量和下客量都呈现两个比较对称的高峰 (早高峰和晚高峰) 。

2.2 城市轨道交通客流的空间分布特性

2.2.1 区间断面客流在全线上的分布

各区间的断面客流量, 是根据车站在一个方向的上下车人数累计计算而来的, 是站间客流量在各个区间的叠加。

对于穿越城市中心区的轨道交通直径线, 在列车运行方向的起始段, 一般各车站的上车人数大于下车人数, 因此各区间的断面客流量逐渐加大, 在中心区达到最大, 此后在列车运行方向的末尾段, 各车站上车人数小于下车人数, 各区间断面客流量逐渐减小。因此一般直径线各区间的断面客流量, 在全线上呈中间大、两端小的“橄榄形”分布。

对于由城市中心区通往市区外围的轨道交通半径线, 相当于直径线的一部分, 一般中心区一段的区间断面客流量比较大, 而外围区一段的区间断面客流量比较小, 呈“水滴形”分布。

对于城市轨道交通环行线, 由于沿线土地开发程度和性质相对比较均衡, 因此一般各区间的断面客流量在全线的分布也比较均衡。

当各区间断面客流量在全线分布不均衡时, 为了使系统运输能力与不同路段的运量需求相适应, 提高小断面路段的列车满载率, 需要采用长短交路结合的行车组织方式, 长短交路的设置应考虑以下因素: (1) 短交路折返站应设在区间断面客流量落差比较大的车站, 并应具备设置折返配线的工程条件, 配线形式应满足折返能力的需要; (2) 短交路不宜太短,

因为短途乘客会选择长交路列车, 而长途乘客不愿选择短交路列车, 因此短交路过短会造成长交路负荷过重, 而短交路列车满载率较低, 或者造成乘客不必要的换车, 增加在站台的滞留时间; (3) 长短交路的列车比例要考虑列车满载率的均衡性, 同时要避免短交路范围以外的行车间隔过大, 一般高峰时不应超过6min, 平峰时不应超过10min。

2.2.2 车站乘降客流在方向上的分布

1) 上下行方向

在车站乘降客流的潮汐现象中, 也会表现出客流在上下行方向分布的不均衡性。一般情况下, 城市中心区工作岗位数大于居住人口数, 客流以吸引为主;二市区外围的居住人口大于工作岗位数, 客流以产生为主。因此, 在市区外围路段的一些车站上, 进城方向的乘降客流量在早高峰时比较大, 出城方向的乘降客流量在晚高峰时比较大。

2) 进出站方向

进站乘客会就近选择出入口进站乘车, 出站乘客会根据导向标识选择最便捷的路径去往各自的目的地。因此, 车站所处的位置、以及与公交站点和交叉路口的相对位置关系等, 决定了车站乘降客流量在不同出入口方向上的分布数量。

3 结束语

总之, 随着大城市人口的增长, 城市必然从城市中心地区向郊区卫星城镇发展。如何在轨道交通规划中预测其客流规模和选择最为合适的轨道交通类型作为城市交通干线也成为值得讨论的问题。

参考文献

[1]杨超, 杨耀.城市轨道交通诱增客流量预测分析[J].城市轨道交通研究, 2006 (4) .

轨道动态特性篇3

摘要：钢轨电流和无砟轨道钢筋网之间会产生互感作用，轨道电路的一次会参数会因此发生一定改变，影响轨道电路的传输特性，导致其实际使用长度缩短。为了保证电路传输性能稳定，需要对无砟轨道的电气参数进行优化，通过绝缘化单元处理，最大限度消除轨道内部钢筋闭合回路。该文笔者就无砟轨道对轨道电路的传输特性作出简要分析。

关键词：无砟轨道轨道电路传输特性

中图分类号：U284 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（b）-0008-02

1 无砟轨道电路传输特性影响分析

1.1 无砟轨道对轨道电路线路的影响

轨道电路的一次参数与线路损耗之间有直接关系。在无砟轨道背景下，轨道电路的线路损耗标准比会有所增加，即使对补偿电容进行了优化处理，也难以消除对电路线路带来的消极影响，与标准的轨道电路相比，其消耗量仍然比较大，因此，通过对一次参数进行优化。以实现电路线路优化，延长其使用寿命，进而保证轨道稳定。

1.2 无砟轨道对绝缘节的影响

在无绝缘性轨道电路中，由于电气绝缘节的并联阻抗不高，发送器所发送的输出功率被分为两部分，一部分被轨道电路自身以及其连接设备所用，另一部门在发送过程中被端口设备消耗，端口设备包括：发送端和接收端，被消耗的电气也被分隔在接头回路之中，形成绝缘节的分流消耗。分流消耗会影响电气绝缘节的并联阻抗值的大小，因为轨道电路的参数值在发生改变以后，会影响电气绝缘节并联阻抗，导致分流消耗发生变化。在无砟轨道的背景下，会影响无绝缘性的轨道电路，随着电路线路损耗的增加，分流损耗也会增加，导致其传输长度会发生明显变化。

1.3 无砟轨道对电气参数的影响

由于无砟轨道与有砟轨道的轨道铺设线路具有相同性，但是二者的轨道电路实测参数值却存在较大差别。以2 600（Hz）时的钢轨为例，其有效电阻值会比标准值高两倍，电感值则会变小，通常情况下只有标准电感值的75%左右。

2 对无砟轨道电路传输特性改进措施分析

2.1 板式无砟轨道的单元绝缘化改进

对于板式无砟轨道的单元绝缘化，可以采用三种处理方法：（1）对于钢筋网内部的纵向和横向钢筋的交点位置，使用塑料套管进行绝缘处理，以达到绝缘隔离效果。（2）轨道内部的钢筋网，横纵向均采用环氧钢筋。（3）在钢筋网内部，纵向钢筋使用环氧钢筋，横向钢筋采用普通钢筋。这三种方法原理相同，都是通过改变普通钢筋网形成的钢筋回路对钢轨阻抗实测参数的影响，通过消除此种横纵钢筋形成的闭合回路，最大限度的减少对阻抗实测参数的影响。

2.2 长枕埋入式——无砟轨道的单元绝缘化分析改进

在长枕埋入式——无砟轨道内部的钢筋网结构中，钢轨与钢筋网之间的距离变化对钢轨阻抗实测参数有比较大的影响。与板式无砟轨道的内部钢筋结构相比，长枕埋入式——无砟轨道的内部钢筋结构对轨道电路的阻抗参数影响较小。在对长枕埋入式--无砟轨道内部的单元钢筋网进行绝缘处理时，可以只针对其上层钢筋进行绝缘处理，下层钢筋不需要再进行此种处理，这样就会导致上层钢筋网的闭合回路被取消，也就降低了其对钢轨阻抗参数的影响。

2.3 对无砟轨道道床的改进

单元道床属于无砟轨道的重要组成部分，对其进行电阻参数改进可以有效消除闭合回路，使实测参数得到改善。在无砟轨道的下部与轨道铁垫之间，通过增加橡胶垫厚度，来减少电阻漏泄；在无砟轨道与弹条的间隙通过增加尼龙轨距块，来实现无砟轨道的道床位置漏泄电阻情况的提高。这两种措施既可以有效的增加无砟轨道扣件电阻值，还能够将扣件水膜进行拉薄和拉长，进而提高无砟轨道扣件的水膜电阻值，这样就会实现两轨道之间的轨道板绝缘电阻值的增加。此外在无砟轨道与弹条之间，除了增设尼龙轨距块措施外，还可以采用改变橡胶垫厚度的方法，来提高交流绝缘的电阻值。如表1所示：在采用无砟钢轨与弹条之间增设尼龙轨距块的前提下，在轨道下部的橡胶垫板厚度值增加到十五毫米，通过表格可知几种轨道类型结构的无砟轨道绝缘电阻单元值均可以达到5 Ω/km。根据表内的数据分析可知，表中的绝缘措施处理的扣件，可以直接作用于无砟轨道的建设，以此来满足轨道电路的最低位置的道床，其泄漏电阻为不小于2 Ω/km，便可以达到相关技术要求。但是此种方法在进行大规模推广前，需要通过试验段铺设，通过长期使用以及雨季检验以后，根据其无砟轨道电路参数的实测值才能确定大规模建设的可行性。

3 优化传输特性的措施分析

首先，对无砟轨道内部的钢筋网结构中的横纵钢筋所形成的闭合回路进行消除和减少，是有效控制无砟轨道对阻抗参数影响的有效措施。其次，适当增加轨道下部位置与铁垫板之间橡胶垫厚度，并通过增加弹条与无砟钢轨位置的尼龙轨距块，来提高两轨道之间的绝缘电阻。最后，在进行控制方案选择时，要充分考虑影响因素，特别是钢轨线路的老化问题、外部气候问题等，综合考量各种影响因素，才能保证实测参数的真实性和准确性。

4 结语

采取板式无砟轨道及长枕埋入式--无砟轨道对其单元绝缘性进行控制，尽可能减少与标准电感的偏差，通过对轨道板进行绝缘化线路铺设，可以有效控制交流电阻的偏差值，钢轨电感的偏差也会随之变小，进而达到轨道最低道床的电阻漏泄要求。无砟轨道是高速铁路交通发展的未来方向，对无砟轨道背景下的轨道电路的传输特性进行分析，有助于减少一次参数恶化，改善传输特性，进而促进我国高速铁路和客运专线的发展。

参考文献

[1]屈炳超.探析轨道电路在无砟轨道条件下传输特性[J].中国新通信，2014（3）：124.

轨道动态特性篇4

⒈城市轨道交通有较大的运输能力

城市轨道交通由于高密度运转，列车行车时间间隔短，行车速度高，列车编组辆数多而具有较大的运输能力，单向高峰每小时的运输能力最大可达到6万～8万人次（市郊铁道）；地铁达到3万～6万人次，甚至达到8万人次；轻轨1万～3万人次，有轨电车能达到1万人次，城市轨道交通的运输能力远远超过公共汽车。据文献统计，地下铁道每公里线路年客运量可达100万人次以上，最高达到1200万人次，如莫斯科地铁、东京地铁、北京地铁等。城市轨道交通能在短时间内输送较大的客流，据统计，地铁在早高峰时1h能通过全日客流的17%～20%，3h能通过全日客流的31%。

⒉城市轨道交通具有较高的准时性

城市轨道交通由于在专用行车道上运行，不受其他交通工具干扰，不产生线路堵塞现象并且不受气候影响，是全天候的交通工具，列车能按运行图运行，具有可信赖的准时性。

⒊城市轨道交通具有较高的速达性

与常规公共交通相比，城市轨道交通由于运行在专用行车道上，不受其他交通工具干扰，车辆有较高的运行速度，有较高的启、制动加速度，多数采用高站台，列车停站时间短，上下车迅速方便，而且换乘方便，从而可以使乘客较快地到达目的地，缩短了出行时间，

⒋城市轨道交通具有较高的舒适性

与常规公共交通相比，城市轨道交通由于运行在不受其他交通工具干扰的线路上，城市轨道车辆具有较好的运行特性，车辆、车站等装有空调、引导装置、自动售票等直接为乘客服务的设备，城市轨道交通具有较好的乘车条件，其舒适性优于公共电车、公共汽车。

⒌城市轨道交通具有较高的安全性

城市轨道交通由于运行在专用轨道上，没有平交道口，不受其他交通工具干扰，并且有先进的通讯信号设备，极少发生交通事故。

⒍城市轨道交通能充分利用地下和地上空间

大城市地面拥挤、土地费用昂贵。城市轨道交通由于充分利用了地下和地上空间的开发，不占用地面街道，能有效缓解由于汽车大量发展而造成道路拥挤、堵塞，有利于城市空间合理利用，特别有利于缓解大城市中心区过于拥挤的状态，提高了土地利用价值，并能改善城市景观。

⒎城市轨道交通的系统运营费用较低

城市轨道交通由于主要采用电气牵引，而且轮轨摩擦阻力较小，与公共电车、公共汽车相比节省能源，运营费用较低。