25Hz相敏轨道电路作为我国铁路信号控制领域的重要基础设备,在站内列车的占用检查等方面发挥着重要作用,目前主要是利用信号集中监测系统（Centralized Signal Monitoring System,CSM）对其轨道继电器的轨道电压信号与相位角信号进行集中监测来实现相应的故障诊断。由于站内轨道电路的使用环境相对复杂,导致仅凭CSM现有的两点监测,无法识别25Hz相敏轨道电路某些特定的故障模式。因此,优化CSM现有的监测方案,研究高性能故障诊断方法就成为当前一项十分重要和迫切的任务。本文针对以上问题,开展了以下研究工作:1.制定监测方案,并基于传输线理论对25Hz相敏轨道电路各监测点信号进行建模。首先,基于25Hz相敏轨道电路的工作原理,利用传输线理论,建立了25Hz相敏轨道电路各组成设备的传输特性等效模型。然后,基于CSM对25Hz相敏轨道电路的监测情况,提出采用电流监测方式,将轨道电路室内所有可行的电流监测点加入原CSM监测方案中,构建本文的监测方案。最后,基于设计的监测方案,建立并验证了各监测点的信息传输模型。2.提出了基于GA-LightGBM的25Hz相敏轨道电路故障诊断模型。基于LightGBM算法原理构建了以上述监测方案中各监测点为输入特征的故障诊断模型。结合遗传算法（Genetic Algorithm,GA）对故障诊断模型的参数组合进行了寻优,构建了基于GA-LightGBM的故障诊断模型,为后续故障诊断方法的设计提供了支持。3.进行了25Hz相敏轨道电路故障诊断方法的设计与验证。首先,使用故障注入技术对各常见故障模式下的监测信号进行了仿真,构建了常见故障数据集,并进行了数据集的划分。然后,以监测方案的32种监测子集方案为输入特征集合,生成相应基于GA-LightGBM的常见故障诊断模型,并基于模型的性能,对监测方案进行了优化。最后,设计了包含诊断阈值与模型再训练过程的故障诊断策略,并对故障诊断方法进行了功能与性能的验证。4.设计并实现了25Hz相敏轨道电路故障诊断软件。基于提出的25Hz相敏轨道电路故障诊断方法与现场的需求,设计了包含在线诊断、离线诊断和模型训练功能的25Hz相敏轨道电路故障诊断软件。实验表明,本文优化了CSM对25Hz相敏轨道电路的监测方案,所提出的基于GA-LightGBM的25Hz相敏轨道电路故障诊断方法能够使CSM的故障诊断性能获得进一步的提升,可以满足铁路现场的应用需求。图41幅,表5个,参考文献58篇。