轨道电路作为关键的信号基础设备之一,其对保证列车安全行驶起到了重要的作用。载频信号在向接收端的接收器传送时因钢轨存在较高的感抗会迅速衰减,为了信号能到达接收器,在钢轨中间以相等距离间隔设置补偿电容。补偿电容的容值减退或断线会造成红光带故障;列车的轨道电路读取器设备接收不到信号,会出现“掉码”现象,危及行车安全,影响行车效率。我国现有的补偿电容检测方式是通过电务检测车定期巡检去发现有问题的补偿电容,在巡检间隔期间故障的补偿电容不能被发现,难以及时进行维修。铁路电务部门提出从“故障修”,“定时修”朝着“状态修”的转变,补偿电容状态监测是实现这一维修转变的前提。本文研究了在分路状态下,补偿电容不同容值状态下对分路电流曲线的影响规律,并提出了补偿电容状态监测的方法。论文主要研究工作如下:首先,基于传输线理论及二端口网理论对轨道电路中钢轨及电气元件进行建模,建立补偿单元二端口网络模型,考虑列车分路时轮对通过补偿电容单元的三种情况,建立分路情况下从发送器到列车轮对间的等效二端口网络模型。设置相应的轨道电路仿真参数,更改补偿电容的容值,仿真出在不同的容值状态下分路电流曲线数据,通过对比曲线变化走势情况,总结补偿电容故障对分路电流曲线的影响规律。其次,对分路电流曲线进行CEEMD分解和LMD分解,通过对两种分解方法得到的分量进行模糊熵值计算,组合成特征向量,作为补偿电容状态监测算法的输入量。提出WOA-LSSVM算法对补偿电容状态进行监测,利用鲸鱼算法寻找LSSVM两个关键参数惩罚因子C和径向基核函数参数σ。针对鲸鱼算法易被困在较小的区间最优运算结果中,通过引入随机差分变异策略,在鲸鱼搜索猎物阶段朝着更大范围寻优,寻找更远距离的解,跳出较小区间。针对收敛速度慢的问题,引入自适应权重,应用在气泡网攻击阶段位置更新中,提高了算法在局部寻找最优解的能力。利用改进的WOA-LSSVM算法对补偿电容进行状态监测,有较高的识别率。最后,对分路电流曲线进行CEEMD分解计算能量熵,组成特征向量。对分路电流曲线特征向量进行相空间重构,将一维信号扩展到高维空间中去,建立补偿电容各个状态下的HSMM模型,使用重构后的数据对HSMM模型进行训练。将测试样本数据分别输入到各个补偿电容状态HSMM模型中,通过输出似然概率对数值的大小来判别补偿电容的状态。仿真表明,两种方法对补偿电容状态监测都有较高的识别率。