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只要主体结构钢筋、金属管线流过杂散电流，在电流流过的地方就会造成腐蚀，又由于铁路线路长，如果防护不当，它不仅腐蚀地铁主体工程的钢筋混凝土结构和地铁系统内的埋地金属管线，而且，危害城市其它金属结构和管网设施。由于城市轨道交通工程主体结构在施工完成后已定型，经若干年运营后，要对主体结构因杂散电流腐蚀而进行更换或翻修则是十分艰难的。因此，在设计中研究杂散电流的分布与大小，分析杂散电流腐蚀状况无疑具有重要现实意义。目前国内杂散电流防护借鉴了国外的一些经验教训，但未深入对杂散电流特性及分布迸行分析研究。研究杂散电流的特性和分布，将有助于设计、施工、运营的杂散电流防护，从而达到经济、可靠地限制杂散电流，防止腐蚀的目的。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 牵引供电系统的研究方法
1.2.2 杂散电流的研究现状
1.3 本文研究的主要内容、目标与方法
本文首先介绍了直流牵引供电系统的物理和数学模型，并对其网络模型进行仿真，并在仿真模型的基础上，加入了杂散电流收集网模型的建立，在对仿真模型分析后，给出了杂散电流收集网对直流牵引供电系统的意义。
论文第一章的绪论部分首先介绍了课题的研究背景及意义。包括当今国内外对于列车运行过程及牵引供电系统仿真的研究现况、主要的模型仿真手段，杂散电流的定义及危害，以及国内外研究杂散电流的方法和成果，为全文的研究做好准备。
论文第二章主要描述了直流牵引供电系统的组成结构，并着重讨论了列车模型中选择功率源的理由，并提出了直流牵引供电系统各部分的物理和数学模型，同时分析说明了两种地网模型，为第三章，网络化模型和第四章，杂散电流收集网做准备。
论文第三章真正对地铁供电系统模型实现了全面的完整的建立，重点分析了建立过程中需要求解的节点导纳矩阵，提出了使用牛顿—拉夫逊法，解决导纳矩阵的解法。同时对地铁实现了程序仿真，得到了一组仿真数据，验证了模型的正确性。
论文第四章描述了杂散电流的定义，和杂散电流收集网在地铁供电系统中的位置，通过软件建立了含杂散电流收集网的地铁牵引供电系统的模型，并对模型进行仿真，得到并分析数据，解释杂散电流收集网的意义。文献综述
2 直流牵引供电系统结构及模型
城市轨道交通直流牵引供电网络主要由主降压变电所、直流牵引变电所。接触网、运行列车及走行轨及回流线等组成。直流牵引变电所的整流机组将三项高压交流电35kV整流为1500V低压直流电，直流电通过馈电线可以从牵引变电所送至接触网。接触网是沿列车走行轨架设的特殊供电线路，在线运行的列车则通过受电弓与接触网直接接触获得直流电，列车得以行进。走行轨道一方面作为列车车轨，另一方面也是电流回路，回流线将轨道回流引向牵引变电所，电流会在轨道会形成压降。
2.1 列车模型
2.1.1 列车的电流源和功率源模型
在城市轨道直流牵引供电仿真中，列车模型主要分为两种，理想电流源模型和恒功率源模型，理想电流源模型中，列车等效为电流源，某一运行时刻的取流值由牵引计算结果和运行图决定。恒功率源模型中，列车的功率值可以根据实际的列车在线测试精确获取，并认定列车某一时刻的功率为恒定值。列车的功率源模型数学表达式为：
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