ZPW-2000轨道电路是铁路信号系统的重要设备之一,具有列车占用情况检测、完整性检查和向列车传输行车信息等功能。轨道电路一旦出现故障,轻则影响行车效率,重则造成人员伤亡。目前在轨道电路故障诊断研究中,随着智能算法以及多信息融合的方法大量应用,对故障先验数据的需求逐渐增大。而轨道电路发生故障的时间和位置具有随机性,微机监测系统采集信息融合程度低,获取故障先验数据存在一定难度。数据已成为制约轨道电路故障诊断技术发展的瓶颈。本文针对获取故障先验数据难的问题,通过建立ZPW-2000精确传输模型,模拟补偿电容开路和分路不良故障,并对故障模拟数据进行分析。具体研究内容如下:(1)以我国铁路系统广泛铺设的ZPW-2000无绝缘轨道电路为研究对象,结合列车驶入轨道电路时分路轮对数量的变化,根据轮对和补偿电容之间位置关系,建立了ZPW-2000多轮对分路模型。通过在ZPW-2000实验台分路实验,验证了多轮对分路模型的正确性。(2)以补偿电容开路和分路不良两种常见故障模式为例,分析了这两种故障模式的成因,在ZPW-2000实验台进行了分路实验,并与多轮对分路模型进行了对比分析。结果表明,在模拟故障方面多轮对分路模型比传统的单轮对分路模型精确性更高。(3)基于多轮对分路模型,对轨出电压和分路电流进行了仿真,分析了补偿电容开路和分路不良两种故障模式对轨道电路工作状态的影响。(4)在多轮对分路模型基础上,推导出钢轨四端网的等效电路,建立了分路态和补偿电容开路下暂态等效电路模型。根据基尔霍夫定律和Laplace变换,对电路模型进行求解,得出轨出电压暂态解析式。在Simulink上建立ZPW-2000电气传输模型,通过对比分析,验证了等效电路模型的正确性。(5)根据等效电路模型,对分路态和补偿电容开路情形下轨出电压进行了暂态分析,揭示了列车分路和补偿电容开路的暂态特性。基于所揭示的轨道暂态特性,提出一种基于集中监测系统轨出电压暂态分析的故障诊断新思路。