具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

通常，漏磁通会在钢轨两侧上产生瞬态的感应电压。图2示出了感应电压产生的等效电路。其中，V_R为干扰轨道电路调谐单元感应电压，φ₁和φ₂分别为列车在两个闭合回路的漏磁通产生的感应电压，Z₁、Z₂为列车轮轴与钢轨的搭接阻抗以及钢轨自身阻抗总和，V_oc为等效电压。当感应电压叠加在轨道电路的工作频段内，将对轨道电路的正常工作造成干扰，给列车的平稳运行带来安全隐患。现有技术中一般会采用增加阻容吸收装置的方式对轨道交通接触网产生的感应电压进行抑制。然而，由于缺少对轨道交通接触网产生的感应电压的精确预测，因此难以对轨道交通接触网产生的感应电压进行精准的抑制。

鉴于此，第一方面，本发明实施例提供一种用于列车出厂前在地面对轨道感应电压进行准确测试的装置，该装置按照1:1比例模拟整车实际布局布线、搭建列车牵引系统—钢轨—轨道电路的联合系统，最终通过地面静态测试真实还原列车动态运行过程中在钢轨两侧产生瞬态感应电压从而干扰轨道电路的过程，为整车实际动态轨道感应电压测试及抑制提供解决方案。

请参阅图3，本发明的地面测试装置，包括：

轨道模拟件11，轨道模拟件11的阻抗与列车轨道的阻抗匹配；

轮轴模拟件12，轮轴模拟件12的阻抗与列车轮轴的阻抗匹配；并且，两根轮轴模拟件12与平行设置的两根轨道模拟件11构成状态可调的回路；

牵引系统13，设置于轨道模拟件11上，并且被配置为输出与预设的列车运行模式相匹配的电器特征；

测试线缆14，包括第一线缆和第二线缆，所述第一线缆和第二线缆分别于预设测试点16与两根轨道模拟件11搭接；以及

分析仪15，所述分析仪15连接所述测试线缆14，且被配置为获取预设的列车运行模式下的感应电压。

这里，轨道模拟件11和轮轴模拟件12可以是铝管。根据待模拟的列车轨道，列车轮轴的阻抗，选择匹配外径、壁厚的铝管。

这里，状态可调的回路包括连接状态和断开状态。其中，连接状态指两根轮轴模拟件12与平行设置的两根轨道模拟件11围成闭合回路，此时可以进行短路测试，用于模拟列车通过轨道电路上方，且轨道电路位于钢轨和轮轴构成的闭合回路中；断开状态是两根轮轴模拟件12与平行设置的两根轨道模拟件11间存在断路，此时可以进行开路测试，用于模拟列车轮轴横跨钢轨绝缘节，且轨道电路位于两个轮轴之间。

可选地，第一线缆和第二线缆采用双绞线缆。通过双绞形式，可以降低线缆环路耦合到空间磁场。

可选地，第一线缆和第二线缆分别通过轨夹和轨道模拟件11进行紧固搭接。

可选地，分析仪15采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)音频分析仪。需要说明的是，测试频率根据轨道电路工作频段定义，例如几十Hz～几十kHz之间。可选地，分析仪15的测试精度达到uV级别。

在一些实施例中，如图3所示，预设测试点16的数量是多个且沿所述轨道模拟件11的延伸方向排布，图中标识0、1、2、3……n的圆点代表预设测试点16。

需要说明的是，测试过程中，在牵引系统13和轨道模拟件11、轮轴模拟件12相对静止的条件下，通过测试线缆14搭接不同的预设测试点16，模拟列车在轨道上行驶至不同位置，进而实现在静态条件下模拟列车通过轨道电路上方的动态过程。

由此可见，本发明实施例提供的地面测试装置，通过搭建列车轨道感应电压的地面测试装置，能够在列车出厂前，通过地面静态测试列车动态运行过程中在钢轨两侧产生瞬态感应电压从而干扰轨道电路的过程，确定列车动态运行过程中的最恶劣工况，便于有针对性的对整车实际动态轨道感应电压的抑制以及测试提供解决方案，减少列车出厂后进行测试、调整、维修的时间和步骤。

需要说明的是，本发明公开的地面测试装置配置供电系统，该供电系统模拟轨道的供电系统。

可选地，相邻预设测试点16间的距离为0.1～0.5m，例如0.1m、0.2m、0.25m、0.3m、0.4m或0.5m。可以理解的是，相邻预设测试点16件的距离基于轨道的长度等因素进行灵活选择，这里不做具体限定。

在一些实施例中，牵引系统13包括测试电机和对拖电机(图中未示出)；其中，所述对拖电机，被配置为输出反向作用力，以抵消所述测试电机输出的作用力。需要说明的是，测试电机和列车上装配的电机相同，作为测试对象。设置对拖电机，可以保证在牵引系统13上电，测试电机输出作用力后牵引系统位置不发生移动，实现地面静态测试。

在一些实施例中，请参阅图4和图5，牵引系统13还包括牵引逆变器131、电抗器箱132、高压箱133和制动电阻箱134；其中，牵引逆变器131、电抗器箱132、高压箱133、制动电阻箱134的布局和布线模拟真实列车布局。通过这样的布局和布线，能够对列车的电器设备进行真实的模拟，有助于地面测试结果精确体现真实的列车运行情况的感应电压数据。

在一些实施例中，请参阅图3，地面测试装置还包括搭接阻抗模拟件R_A；搭接阻抗模拟件R_A的阻抗与列车轨道和列车轮轴的搭接阻抗匹配，例如0.1～0.2Ω。

需要说明的是，控制搭接阻抗模拟件R_A的连接和断开状态，也可以实现短路测试和开路测试，这里不再赘述。

在一些实施例中，请参阅图3，所述地面测试装置还包括电路调谐模拟件R_B；电路调谐模拟件的阻抗R_B与轨道电路调谐单元的阻抗匹配。

可选地，电路调谐模拟件R_B可以为真实使用的轨道电路调谐单元。

可选地，电路调谐模拟件R_B的阻抗为0～2Ω，例如1Ω、1.5Ω。

需要说明的是，轨道感应电压对应于电路调谐模拟件R_B两端电压。由此，地面测试装置可以省略电路调谐模拟件R_B，直接测量开路电压即可。

需要说明的是，本发明中模拟件和列车、轨道等阻抗匹配是指阻抗相同或基本相同。

第二方面，本发明实施例还提供基于前述任一的地面测试装置的测试方法。具体地，如图6所示，所述测试方法包括：

步骤101：测试背景噪声。

在一些实施例中，测试背景噪声的步骤，具体包括：

在牵引系统不上电情况下，对环境噪声进行测试；这里，对于多个预设测试点，可以仅选择其中2～3个进行测试。

在牵引系统上电情况下，对所述测试线缆自身耦合的干扰进行测试。

可选地，将测试线缆与轨道模拟件分离，将测试线缆进行短接，即可以实现对测试线缆自身耦合的干扰的测试。这里，对于多个预设测试点，可以选择其中2～3个进行测试。

这里，背景噪声对测试结果产生影响，因此对背景噪声进行测量，有利于保证测试结果的精确性和可靠性。

步骤102：在背景噪声满足预设要求的情况下，牵引系统上电，控制所述牵引系统处于预设的列车运行模式，在开路和短路状态下分别测试预设测试点的轨道感应电压；其中，开路状态对应于所述轨道模拟件和所述轮轴模拟件构成的回路断开；短路状态对应于所述轨道模拟件和所述轮轴模拟件构成的回路闭合。

需要说明的是，若背景噪声不满足预设要求，可以通过降低环境噪声、调整测试线缆降低背景噪声，这里不做限定。

通过这样的方式，可以对预设的列车运行模式进行感应电压的测试，为后续有针对性的降低感应电压提供依据。

可选地，背景噪声测试之前，对分析仪进行校准并设置为最大值保持模式，分析频段基于轨道电路工作频段设置，频率分辨率一般为几Hz。

在一些实施例中，所述预设测试点包括多个且沿所述轨道模拟件的延伸方向排布；

所述在开路和短路状态下分别测试预设测试点的轨道感应电压的步骤，包括：

测试每一所述预设测试点的轨道感应电压；其中，多个所述预设测试点的轨道感应电压，被配置为模拟列车通过轨道电路上方产生感应电压的动态过程。

通过这样的方式，实现列车出厂前地面静态测试列车动态运行过程中在钢轨两侧产生瞬态感应电压，相比于在列车运行过程中测试，具有节约场地、操作方便、节约成本等优势。

在一些实施例中，所述预设的列车运行模式包括牵引加速模式、电阻制动模式和再生制动模式。

示例性地，牵引加速模式——在额定电压、满扭矩、最大速度下分别进行开路(R_A断开)和短路(R_A连接)测试，测试点位包括所有预设测试点。测试结果可以参阅图7A。

示例性地，电阻制动模式——在额定电压、满扭矩、最大速度下分别进行开路(R_A断开)和短路(R_A连接)测试，测试点位包括所有预设测试点。测试结果可以参阅图7B。

示例性地，再生制动模式——在额定电压、满扭矩、最大速度下分别进行开路(R_A断开)和短路(R_A连接)测试，测试点位包括所有预设测试点。测试结果可以参阅图7C。

所述测试方法还包括：

步骤201：根据每一预设的列车运行模式的测试结果，确定列车轨道感应电压最恶劣工况。

作为一个可选的实施例，确定每一列车运行模式下轨道感应电压的模式恶劣工况，包括具体测试点位、开路或短路；

将各模式恶劣工况对应的感应电压进行比较，选择其中最恶劣的对应的工况作为列车轨道感应电压最恶劣工况。

作为一个可替换的实施例，将多个预设的列车运行模式的全部测试结果进行比较，选择感应电压最恶劣对应的工况确定为列车轨道感应电压最恶劣工况。这里，感应电压的比较参数包括但不限于电压的大小。

可选地，确定列车轨道感应电压最恶劣工况后，将额定电压下降到80％和60％，在最恶劣工况下再次进行测试。其中，最恶劣工况的参数包括运行模式、测试点位、开路或者短路。这里，采用降低额定电压的方式，可以对电压陡降的情况进行模拟。

步骤202：将预设轨道感应电压标准(请参阅图8)和列车轨道感应电压最恶劣工况对应的轨道感应电压进行比较；

步骤203：响应于最恶劣工况对应的轨道感应电压不满足预设轨道感应电压标准，则将最恶劣工况设定为调整工况。

这里，最恶劣工况的参数包括运行模式、电压、扭矩、速度、开路/短路等，这里不做具体限定。

这里，后续感应电压的抑制措施将针对调整工况进行，有利于在早期形成对轨道感应电压的抑制方案，确保车辆上线后能够与轨道电路满足电磁兼容性。

综上，本发明实施例提供了轨道交通领域首个按照1:1比例在地面模拟列车实际布局布线搭建的牵引系统——钢轨——轨道电路的联合测试装置。通过地面静态测试真实还原了列车动态运行过程中在钢轨两侧产生瞬态感应电压从而干扰轨道电路的过程，能够为列车出厂前提供一种对轨道感应电压进行预评估的试验装置及方法，从而在早期形成对轨道感应电压的抑制方案，确保车辆上线后能够与轨道电路满足电磁兼容性。

需要说明的是，上述对本发明的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。