无绝缘轨道电路(Jointless Track Circuit,JTC)作为保证行车安全的关键设备,可以自动、连续地检测线路的占用情况,并且控制信号装置和转辙装置。补偿电容能减弱电感的影响,是保证轨道电路具有良好传输性能的重要设备,故障后可能会造成轨道电路的故障,从而对行车安全和行车效率带来巨大影响。在我国高速铁路快速发展的今天,目前我国采用的补偿电容故障后定期检测方法,在检测及时性和效率等方面已经远远不能满足需求。本研究在分路电流幅值曲线仿真的基础上分析了补偿电容故障对轨道电路的影响,并在故障特征提取的基础上进行了JTC补偿电容故障预测的研究。论文的主要研究内容如下:首先,基于传输线理论对轨道电路信号传输过程建模,得出调整态接收器接收电压和分路态分路电流的计算公式,通过分路电流幅值曲线的仿真分析不同位置补偿电容故障对分路电流幅值曲线的影响规律,找出故障后对轨道电路影响最大的补偿电容位置。结果表明:靠近接收端第二个补偿电容故障、相邻两个电容同时故障或两故障电容距离为三个步长时,对轨道电路影响较严重。因此现场需要对这三种故障更加关注,分析过程为现场检修提供了一定的理论依据。其次,以各状态下的分路电流幅值曲线为研究对象,利用改进的集合经验模态分解(Modified Ensemble Empirical Mode Decomposition,MEEMD)、希尔伯特变换(Hilbert Transform,HT)和Teager能量算子(Teager Energy Operators,TEO)进行故障特征分析并完成特征提取。结果表明:该特征提取方案能对多个补偿电容同时发生断线故障以及单个补偿电容发生容值下降故障进行识别,能提取出断线电容编号和容值下降程度。最后,将特征提取得到的特征矩阵中的容值下降程度作为故障预测的输入,基于粒子滤波算法,利用电容退化模型对补偿电容容值下降程度进行预测,进一步利用趋势延伸法对剩余使用寿命进行预测,并且结合现场数据对该算法的可行性与正确性加以验证。结果表明:本研究采用的预测方案均方根误差为1.23%,精度满足预测需求。