随着我国铁路行业的不断发展,铁路营业里程的不断增加,列车运行速度的不断提高,对铁路基础设施管理提出了更高要求。铁路基础设施的养护维修方式逐步从周期修转变为状态修和预防修的管理模式,对准确掌握基础设施当前的状态及未来的状态提出了更高的要求。其中轨道几何状态对列车的运行安全至关重要,本文将采用层次贝叶斯模型对铁路轨道几何劣化过程进行建模研究。层次贝叶斯模型是灵活的统计模型,能够确定连续轨道区段间不同质量参数劣化率和初始标准差间的空间相关性。本文针对铁路轨道几何的高低标准差和轨向标准差构建了层次贝叶斯模型。主要研究工作如下:首先,针对当前铁路轨道几何劣化规律模型应用的局限性,提出了将层次贝叶斯模型应用于轨道几何劣化规律的建模思路,对层次贝叶斯模型的优势进行了分析,并对基于层次贝叶斯模型的铁路轨道几何劣化规律模型的适用性进行了研究。然后,构建了基于层次贝叶斯模型的铁路轨道几何劣化规律模型。通过相关性分析,对模型假设进行了讨论;考虑了轨道区段空间交互作用因素对轨道几何劣化的影响,引入条件概率结构进行了空间相关性分析;定义了轨道几何劣化规律模型中参数的先验分布,并推导得出联合后验分布,建立了基于层次贝叶斯模型的铁路轨道几何劣化规律模型;主要构建了 4种服从不同先验分布函数的轨道几何劣化规律层次贝叶斯模型,并进行了比选。最后,以兰新高速铁路为例进行了案例分析。基于兰新高速铁路的轨检车检测数据,利用马尔科夫链蒙特卡罗方法对构建的铁路轨道几何劣化规律层次贝叶斯模型进行了仿真,对模型的马尔科夫链蒙特卡罗仿真过程进行编码实现,并对仿真过程及仿真结果作了详细分析;对模型中先验分布参数的敏感性进行了分析,确定了适合不同先验分布条件下的最优铁路轨道几何劣化规律层次贝叶斯模型。