高速铁路轨道状态的变化直接关系到列车运行的安全性。对高速铁路轨道安全状态进行评定与预测可以帮助管理者实时掌握轨道设备状态劣化情况,合理地安排维修计划,从而实现从传统“周期修”到“状态修”的转变,对保障高速铁路运营安全性、可靠性和高效性以及实现资源的合理分配具有重要意义。随着铁路信息化的发展,借助信息化手段管理高速铁路轨道设备状态,可为管理者及时排查线路的隐患点提供技术支撑。本文在分析高速铁路轨道安全状态的影响因素以及高速铁路轨道状态劣化规律基础上,确定了本文的主要研究思路:采用网格化理论,将高速铁路线路离散化为若干较小的200m网格单元,针对轨道网格的安全状态评定和预测,主要开展了以下几个方面的研究工作:首先,构建了基于网格的高速铁路轨道安全状态评定模型。模型首先从功能性和可靠性两方面选取并计算轨道安全状态变量,针对状态变量间存在着信息冗余的问题,提出了基于主成分分析法的特征变量提取方法,进而运用聚类分析和TOPSIS的方法,以状态特征变量值为输入,输出是轨道网格的安全状态值,得出高速铁路安全状态量化结果和状态等级划分结果。以宝兰高铁为例,对上述模型进行了验证,结果表明,TOPSIS方法能够较为客观地评定轨道安全状态,为管理者合理制定维修计划提供依据。其次,在高速铁路轨道安全状态评定基础上,研究建立了基于多阶段威布尔模型和ARMA模型的高速铁路轨道安全状态预测模型,并对两个模型进行了实例验证与对比分析,分析结果表明,多阶段威布尔模型在预测精度上更为精准,预测精度可满足高速铁路轨道安全状态预测需要。最后,将相关研究成果应用于《宝兰高铁建维一体数字化管理信息系统》中,基于数据仓库技术,进行了系统实现,计算了宝兰高铁K1305-K1640范围内的网格安全状态值,并基于B/S架构实现了高速铁路轨道安全状态的可视化展示,系统已在兰州铁路局得到初步应用。