AT供电系统为电气化铁路提供电能,我国高速、重载铁路普遍采用AT供电方式。由于牵引网是一个置于大自然中庞大且无备用的供电装置,尤其是AT牵引网结构复杂、工作条件恶劣,因此AT供电系统绝大部分故障发生在AT牵引网,其可靠性一直以来都是铁路运营部门重点关注的问题。由于AT牵引网可靠性低,单纯提高其本身的可靠性十分困难,且需要大量的经济投资,本文针对AT供电系统,提出AT牵引网改造方案,结合潮流分析法的牵引网状态测控系统,实现牵引网的供电分段,缩小故障范围,保证非故障区供电可靠性。基于牵引网可靠性评估,对AT牵引网既有方案与改造方案进行可靠性对比分析,验证改造方案可靠性优势。AT段是研究AT牵引网改造方案的最小单元,针对AT段分析牵引网维修计划基本策略,建立牵引网实施定期预防性维修的可靠性与维修费用模型,运用Matlab/Simulink/Stateflow,建立牵引网定期预防性维修的仿真模型,应用遗传算法工具箱(Genetic Algorithm Toolbox)以牵引网可靠性为约束,维修费用最小为目标对其所设定的维修参数进行优化计算,从而得到最优的定期预防性维修策略。优化维修策略保证AT牵引网在较理想的状态下运行,基于优化维修策略研究AT牵引网改造方案的经济性,改造方案在AT所和分区所馈线设置单极断路器,牵引变电所、AT所和分区所安装同步测控装置。研究改造方案工程投资,分析在规定时间内改造方案平均每年运营收入和维护费用支出,以净现值和动态投资回收期为评价指标,得出改造方案的工程经济性。通过对AT牵引网改造方案的可靠性与经济性研究,验证改造方案的可靠性优势,以及改造方案在工程应用中能够获得较好的经济收益,从而为改造方案的推广应用提供理论依据。