目前,中国是世界上城市轨道交通发展最快的国家,其城市轨道交通建设项目在以每年翻番的数量增长。稳定可靠的直流牵引回流系统是城市轨道交通系统安全稳定运行的基础保障。构建参数考虑更全面、结构更完善的回流系统模型,分析杂散电流和钢轨电位的动态分布规律,研究大范围内回流系统杂散电流泄漏量的计算方法,对于城市轨道交通系统具有十分重要的意义。本文围绕城市轨道交通杂散电流引起的相关问题,阐述了直流牵引供电系统及其回流系统的组成结构与供电方式,分析了回流系统杂散电流产生的原因及其对埋地金属结构的腐蚀机理。根据三种经典牵引策略思想,建立了相应的列车牵引运行模型,通过9)层回流系统结构等效,以基于9)层回流系统结构的杂散电流静态分布模型为基础,通过牵引供电计算,结合列车牵引运行模型,构建了不同牵引策略下的回流系统杂散电流动态分布模型。通过对杂散电流动态分布模型的仿真分析,总结了列车采用不同牵引策略运行时回流系统杂散电流和钢轨电位的动态分布规律,并根据总结的分布规律,从回流系统杂散电流防治和列车牵引运行两个角度,分别强调了降低回流系统杂散电流腐蚀危害性应采取的措施。根据基于n层回流系统结构的杂散电流静态模型,推导出了适用于不同层数回流系统的杂散电流与钢轨电位关系表达式。在此基础上,本文提出了一种大范围回流系统杂散电流泄漏量计算方法,其计算范围从传统的局部区域扩大为列车运行区间。借助基于三种经典牵引策略的列车牵引运行模型,对不同牵引策略下区间回流系统杂散电流泄漏量进行仿真分析,验证了区间杂散电流泄漏量作为回流系统杂散电流腐蚀危险性评价依据的有效性。通过现场测试,验证了所提出的杂散电流计算方法是合理有效的。基于提出的杂散电流泄漏量计算方法,依托现有城市轨道交通系统技术条件和设备配置水平,给出了静态参数的测试方法和动态参数的获取途径,构建了城市轨道交通杂散电流泄漏量监测系统方案。