高速列车系统是设备设施之间高度耦合的大型机电系统,其结构呈现出高度网络化特征。一旦设备设施发生故障,设备设施之间高度的耦合关系可能导致故障的迅速扩散,造成系统整体功能状态下降,影响高速列车系统的安全运行。为了表征设备设施发生故障后高速列车系统仍能保持其自身功能状态的能力,有必要针对高速列车系统弹性评估问题展开研究。本文基于高速列车系统功能结构特征,分析了高速列车系统弹性影响因素,构建了表征系统功能结构特征的高速列车系统本构拓扑网络模型;提出了高速列车系统部件状态属性、部件间关联关系以及高速列车系统功能状态表征方法;研究了高速列车系统故障传播机理,结合系统功能状态表征方法,提出了基于故障传播的高速列车系统弹性评估方法,并以牵引系统为例进行了实例验证。本文主要研究内容如下:(1)高速列车系统弹性影响因素研究基于高速列车系统功能结构特征,结合不同领域内弹性的基本特征,定义了高速列车系统弹性;通过高速列车系统的结构与功能行为分析,分析了高速列车系统弹性影响因素。(2)高速列车系统本构拓扑网络模型构建方法研究以高速列车系统弹性分析为目标,研究高速列车系统本构拓扑网络模型构建方法。首先提出了高速列车系统部件提取以及部件间关联关系的划分方法;在此基础上,对部件间的关联关系进行分类分析,分别提出了高速列车系统基础层网络模型与功能层网络模型构建方法;最后将两种网络模型进行融合,提出了表征系统功能结构特征的高速列车系统本构拓扑网络模型构建方法。(3)基于网络模型的高速列车系统功能状态表征方法研究对高速列车系统弹性影响因素进行深入分析,以运行故障数据为基础,提出了基于数据拟合的部件故障率函数计算方法以表征部件状态属性;设计了基于改进BDD的部件间功能可靠性算法以表征高速列车系统部件间的关联关系;给出了基于GFT中心性的部件重要度计算方法,结合部件间的功能可靠性确立了改进的网络效能指标,提出了高速列车系统的功能状态表征方法。(4)基于故障传播的高速列车系统弹性评估方法研究以高速列车系统本构拓扑网络模型为基础,分析了高速列车系统故障传播影响因素,研究了高速列车系统故障传播机理,构建了高速列车系统故障传播模型;对故障传播前后高速列车系统的功能状态进行对比分析,形成了高速列车系统弹性评估方法。(5)牵引系统弹性评估实例验证以牵引系统本构拓扑网络模型以及故障数据为基础将对上述方法与模型进行应用和验证,对牵引系统弹性进行了评估。研究表明,本文提出的高速列车系统弹性评估方法具有良好的准确性与科学性,可以为高速列车系统弹性水平的提升提供参考依据。