本书开展了基于监测信息的牵引供电设备故障状态检测与状态维修决策优化建模研究，研究内容是中国铁路总公司重大科技项目“同相供电系统运用维护技术研究”“高速铁路接触网故障预测与健康管理”"供电系统运行安全性预测和维修策略”的重要组成部分。首先，针对组合式同相供电装置进行全面研究，并针对其中的劣化特点构建有效的状态维修决策及优化模型；然后，基于现场运行的振动、磨损等监测和检测数据，研究高速接触网、受电弓关键设备及部件的故障状态检测和状态维修优化建模问题。
高速铁路均采用电气化，电气化与其他牵引方式相比，牵引供电系统中设备繁多、构造复杂，随着服役时间的延长，高速铁路牵引供电设备的服役性态也在发生着变化，其中一些性能的恶化威胁着高速铁路的安全运行，因此，需要合理维护牵引供电系统，确保其高可靠性，这对铁路的正常运输组织有着重要作用。尽管中国高速铁路牵引供电系统的设计、制造和集成技术已具有世界先进水平，然而，高速铁路牵引供电系统的运营维护管理仍面临着巨大挑战。
一方面，随着高速铁路的发展，工频交流制牵引供电系统存在电分相，造成供电断点，制约运输能力和速度提高这一问题日益凸显。同相供电技术是解决这一问题的关键，虽然近年来同相供电技术已经取得了快速的发展，得到了广泛应用，但有关同相供电装置的运营维护研究仍属空白，这一问题无疑制约了同相供电技术的发展。另一方面，接触网与受电弓系统及关键设备的运行状态对高速铁路牵引供电系统运行仍然具有最为直接的影响，接触网与受电弓系统及关键设备在长期服役过程中出现的性能劣化严重影响牵引供电的运行品质，供电故障时有发生。虽然目前中国正在开展高速铁路牵引供电设备安全检测监测系统（6C系统）的研究，但如何有效利用监测所获取的海量数据，从而掌握高速铁路牵引供电设备故障状态和设备性能的劣化规律，在此基础上开展状态维修，仍然是一个具有挑战性的亟待解决的重大现实问题。
总而言之，高速铁路牵引供电系统在长期服役过程中的安全性态将发生变化，给高速铁路牵引供电设备运行维护安全带来极大的挑战。解决这一挑战性问题的有效手段是在监测数据分析的基础上，对高速铁路牵引供电系统运行工况进行在线监测与状态检测，通过研究牵引变电所、接触网、受电弓设备及关键部件运行安全性能相关参数，掌握牵引供电故障状态特征的劣化规律，并有针对性地进行维修工作。因此，本书开展了基于监测信息的牵引供电设备故障状态检测与状态维修决策优化建模研究，研究内容是国铁集团重大科技项目“同相供电系统运用维护技术研究”“高速铁路接触网故障预测与健康管理”“供电系统运行安全性预测和维修策略”的重要组成部分。
本书在撰写过程中参阅了国内外相关书籍和文献资料，由于时间和水平有限，书中难免存在疏漏和差错，恳请读者不吝指正。
第1章 绪论
1．1 问题的提出
1．2 国内外研究现状分析
1．2．1 牵引供电状态检测与维修现状
1．2．2 设备故障状态监测与状态维修优化建模方法
1．3 本书研究目标与研究内容
1．4 本书主要内容
第2章 基于Markov过程的组合式同相供电装置状态维修决策优化研究
2．1 引言
2．2 组合式同相供电方案的结构与特点
2．2．1 传统同相供电方案
2．2．2 组合式同相供电方案
2．3 组合式同相供电装置
2．3．1 装置构成
2．3．2 工作模式
2．3．3 故障模式
2．4 组合式同相供电装置可靠性分析
2．4．1 符号定义
2．4．2 假设条件
2．4．3 可靠性建模
2．4．4 算例分析
2．5 考虑故障状态的组合式同相供电装置维修决策优化模型
2．5．1 故障状态
2．5．2 维修决策优化模型
2．5．3 算例分析
2．6 小结
第3章 基于振动信号分析的高铁接触网补偿装置故障状态监测研究
3．1 引言
3．2 高铁接触网棘轮补偿装置运行分析
3．3 机械故障选择和KNN参数描述
3．3．1 k近邻分类器
3．3．2 机械故障特征KNN参数优化
3．4 基于智能水滴算法的KNN参数同步特征选择
3．4．1 标准智能水滴优化算法
3．4．2 基于局部区域缩放的自适应算法描述
3．4．3 机械故障监测模型的操作步骤
3．5 模拟实验
3．5．1 优化算法性能测试
3．5．2 IWD-KNN分类器性能测试
3．5．3 故障监测实验
3．6 小结
……
第4章 基于振动信号分析的高铁接触网单个锚段故障状态监测研究
第5章 基于磨损分析的高铁受电弓滑板状态维修决策优化研究
第6章 基于可靠性的高铁牵引供电状态维修决策优化研究
第7章 结论与展望
参考文献
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