轨道电路MATLAB仿真及应用+源码(8)

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当轨道电路线路完整并且空闲时，轨道四端网络可以看作对称四端网络，此时A11=A22；在分路和断轨状态，轨道电路四端网络就不是对称的了。
钢轨阻抗呈现感性，造成音频信号在钢轨上传输时，钢轨自身的固有衰耗非常大。所以应该在两轨间增加补偿电容，使轨道电路的阻抗特性趋于电阻特性，这样才能大幅减少钢轨自身衰耗，增加音频信号的传输距离。增加补偿电容的方法包括在钢轨间并联均匀分布电容（均匀电容补偿）或者每隔一段距离并联一处电容（集中电容补偿），前者是理想状态化的状态，后者是实际轨道电路电容补偿中可行的办法[8]。集中电容补偿根据其在实际应用中接法的区别又可分为T型和П型两种形式的集中电容补偿网络，如图3.15所示。

图3.15 T型和П型网络
补偿电容距离的确定主要取决于电容补偿后对信号传输的改善和工程实现的难度。补偿电容太少，电容补偿的效果就会比较差，轨道电路的衰耗常数仍然很大，甚至会在补偿环节引入额外的失配衰耗；补偿电容越多，补偿效果越好，轨道电路的衰耗常数越接近均匀电容补偿的补偿效果，但是会带来繁重的工作量，不利于实际工程的实现。补偿电容与轨道电路一次参数及信号频率的关系——当钢轨类型确定时，其电感部分可以近似为一个常数，电阻部分近似与f成正比，补偿电容随着频率的增大而减小；当信号频率一定时，补偿电容与道碴电阻成反比。以此为根据，来确定轨道电路进行集中式补偿电容时的间隔距离。设信号频率f=1700Hz，对集中补偿电容间隔分别为50m、100m、150m、200m时进行比较分析。钢轨阻抗为，道碴电阻为，通过计算得到补偿电容间隔距离和每公里轨道电路衰耗对应关系，如表3.16所示：
从计算结果的比较中可知，补偿电容间距为50m和100m时每公里轨道电路衰耗比较小，与均匀电容补偿的结果相近，这与之前得到的补偿电容越密集，轨道电路传输特性越好的结论相符合；合适的轨道电路补偿电容间隔距离为100m。
为了较好地减少轨道电路衰耗，增加信号的传输距离，应该添加轨道电路补偿电容；综合考虑到现场施工的可行性、以及工作量的大小，最终选取100m作为轨道电路电容补偿的间隔距离。按照集中电容补偿的方式，把T型集中电容补偿网络链接起来，则轨道电路可用图3.17所示的链接四端网络表示。
所以可设轨道电路的全长为l，将其等分为n段，每段长度为100m，这样全长为l的轨道电路传输线，可以看作如图3.18所示的等效电路。
表3-16 补偿电容间隔距离和每公里轨道电路衰耗对应关系
补偿电容间距（m）最佳补偿电容值（μf）每公里轨道电路衰耗（dB）
50 31.7 12.492
100 50.4 12.903
150 56.4 13.547
200 55.6 14.372

图3.17 轨道电路链接四端网络

图3.18 轨道电路传输线等效电路
3.4.2 轨道电路参数模型仿真结果
可以根据轨道电路参数的理论，运用MATLAB软件，建立轨道电路参数模型。设频率f为2600Hz，道碴电阻为，补偿电容C为37μf，轨道长度为1100M。将轨面入电压作为输入（已知），轨面出电压作为输出（求解对象）。应为频率f为2600Hz，由此可以得到阻抗角x为。则均匀传输线用单位长度的电阻R为 Ω，电感L为 H，漏导G=1/10，电容C=0.000037F。钢轨阻抗z=22.8*cos(x)+j*22.8*sin(x)。由于道碴电阻r为，则得出波阻抗Zc。确定t,借此得出输入电压3.86*sin(w*t)。将Г型网络简化后，得到z31=1/(G+j*w*C)和z32=R+j*w*L。根据四端网络传输特性分析， Z3(1,1)代表输出端开路时的电压比，Z3(1,2)代表输出端短路时的转移阻抗，Z3(2,1)代表输出端开路时的转移导纳，Z3(2,2)代表输出端短路时的电流比。，，，。