目前,我国电气化动车组主要依赖受电弓与接触网的滑动接触实现取流。但是接触网作为露天运行大跨度设备,一方面容易受到环境风载荷、覆冰载荷等外界激扰的影响出现复杂振动行为;另一方面受到受电弓移动激励的作用导致接触网上发生复杂的振动与波动传播现象,直接影响受电弓与接触网之间的良好接触,对动车组的稳定受流造成严重影响。因此,论文针对高速铁路弓网系统的振动特性与波动传播规律展开研究。论文的主要思路是:基于弓网系统有限元模型和非线性求解方法,分析接触网波动传播特征参数对弓网受流质量影响规律;针对吊弦处发生的波动反射现象,设计质量不连续的接触线波动传播规律试验,分析吊弦集中质量所引起的波动反射特征;针对接触网上吊弦位置的波动反射效应、波动传递效应,建立考虑承力索、接触线交互影响和吊弦间往复反射的接触网波动传播模型,基于实际接触网波动传播试验分析接触网的波动传播特征。论文的主要工作如下:首先,基于受电弓归算质量模型和接触网的非线性索、杆单元建立了高速铁路弓网系统有限元模型;针对受电弓高速移动过程中单位步长内载荷连续变化的特征,引入非线性积分法进行弓网系统有限元模型的精确求解,并与既有文献和标准进行对比以验证模型的有效性。其次,推导并建立了接触网波动传递系数,基于所建立弓网系统有限元模型分析了接触网波动传播速度、反射系数、传递系数对弓网接触力的影响规律。结果显示:波速利用率＞0.7×波动传播速度弓网仍可保持稳定接触,但波速利用率的增加会导致弓网接触力异常值数量增多;降低反射系数、增大波动传递系数均可减小弓网接触力中异常值数量,且增大波动传递系数有利于减小弓网接触力的波动程度。然后,论文针对吊弦集中质量所引起的接触网波动反射效应,设计并实施了质量不连续的接触线波动传播规律试验;基于波动传播理论,建立了质量不连续接触线上的波动反射传播模型,实现张力梁上不同频率、不同方向波成分的分解和质量不连续位置反射系数的求解。试验与理论分析显示:吊弦集中质量所引起的接触线上波动反射系数随波频率的增加、张力的减小而逐渐增大,其中低频波成分反射系数对张力变化较不敏感;仅考虑吊弦集中质量反射效应时,接触线反射系数处于较低水平（3%）,与经验值相差较大。接着,论文针对实际接触网动态特性检测问题提出了一种基于神经网络的接触网动态抬升量识别方法。该方法以孪生神经网络为核心,通过改进的Resnet-50网络以减少图像信息损失,并引入mask分支以增强分割效果,同时采用最小外接矩形法以适应接触线振动过程中的形态改变。结果显示,本章所设计的基于神经网络的接触网动态影像识别算法对于不同工况下的接触网动态影像识别均具有较高的准确率,可为实际接触网的波动传播规律研究提供数据支持。最后,论文以实际接触网为对象,设计并实施考虑吊弦反射效应、传递效应共同作用的接触网波动传播规律试验,建立了反映承力索、接触线交互影响和吊弦间波动往复反射的接触网波动传播模型。结果显示:波动在接触线-吊弦-承力索间的传递效应与吊弦集中质量波动反射效应共同组成了接触网上波动反射现象,所建立考虑波动反射、传递效应的接触网波动传播模型可用于实际接触网反射系数的识别,对于评估实际接触网服役状态和弓网接触质量具有十分积极的作用。综上,论文研究了弓网系统有限元建模与求解方法,提出了接触网波动传播反射特征模型,并利用所提出的非接触式接触网动态抬升量检测方法从理论结合试验角度对高速铁路接触网振动特性和波动传播规律进行了研究,论文中所提出的方法和结果可为高速铁路弓网系统动力学特性研究和弓网工程设计等方面提供借鉴。