人们的日常出行与城市轨道交通息息相关，城市轨道交通快速发展，其安全可靠性的研究也被提上日程。城市轨道交通的供电系统属于一级供电，供电的中断会影响轨道交通的动力照明系统、电力监控系统等，打乱行车计划，影响列车实时运行监控，长时间处于故障状态，会严重影响社会秩序，产生社会影响。我国当前轨道交通采用的是直流750V和1500V的供电电压标准。供电系统安全、稳定、不间断地向机车供电是保证轨道交通正常运行的基础，能在系统发生故障时准确对其进行定位，指引维修人员进行快速检修并排除故障也格外重要[3]，所以，对轨道交通供电系统故障定位算法的问题进行研究迫在眉睫。

1。2 国内外研究现状

1。2。1 阻抗法

1。2。2 行波法

1。3 本文主要内容

基于城市轨道交通供电系统安全运行的相关研究，本文主要以分步分层的方法来着手，循序渐进，对城市轨道交通直流牵引供电系统直流侧的故障定位问题进行进一步研究，内容如下：

1、深入理解上海地铁变电站和电气量监测系统的主体构架，结合关于其交

流配电网和直流牵引网的网络拓扑结构的相关研究，寻找到合适的算法应用于上海地铁的实际情况，满足其所需要的电气量。

2、针对轨道交通直流侧供电系统的实际运行状态，分析比较目前普遍应用的几种定位故障位置的方法，结合其优缺点，提出了改进的二进制粒子群方法对供电系统的故障区段进行定位。改进后的方法精度高，速度快，实用性强。

3、对初步检测的故障范围进行精确化的定位，把故障所在的轨道分成许多小的部分，换句话说就是把空间连续问题转化成平面问题来看待，实际情况下排流网、杂散电流的存在也会对定位的结果造成影响，提出的算法也要将这部分的影响考虑在内，建立更符合实际问题的系统模型，通过该模型推出的故障位置应该更为精确。

4、使用改进后的算法模拟实际问题，结合得出的故障位置是否与实际故障位置相符，判断改进后的算法是否可行。

第一章简单介绍了城市轨道交通定位问题的研究背景，简述了轨道交通系统的发展，强调了保证供电系统安全稳定运行的重要性，分析了当前国际上常用的几种故障定位的方法。

第二章主要介绍了城市轨道交通供电系统，对其组成部分进行详细的介绍，同时对牵引供电系统这个部分进行细致描绘，引出牵引供电系统故障的问题。

第三章内容引入了粒子群算法，介绍了粒子群算法相关原理及各项参数，同时对二进制粒子群算法进行改进以作为实际轨道交通应用中的故障定位算法，目的是为了提高故障定位的时效性和精确性。结合实际，考虑多方面的因素，提高改进后的算法在应用中的优势。

第四章将改进后的算法分别应用于单端和多端供电系统的环境以确定其可行性。同时以上海地铁8号线耀华路站为例，用MATLAB进行仿真计算。

第五章的内容则是对全文的总结，分析改进后的二进制粒子群算法存在的一些缺点，同时就轨道交通供电系统故障定位的发展蓝图提出自己的设想。

2 城市轨道交通供电系统

城市轨道交通供电系统接收城市电网传递过来的高压电能，高压电能经过牵引变电所转化为适合于轨道交通系统中的各个设备的电压值，保证系统中的每个设备能够正常稳定地运行。

2。1 城市轨道交通供电系统概述

城市轨道交通供电系统根据不同的作用分为外部电源、主变电所、动力照明系统（降压变电所、动力照明配电系统）、牵引供电系统（牵引变电所、牵引网）、电力监控系统。以下是城市轨道交通供电系统图，以及对每个部分的功能进行简单介绍。