弓网系统是电气化轨道交通的重要组成部分,其动态性能是影响列车受流质量、安全运行的关键因素。随着列车运营速度、运载能力的提升,弓网系统服役环境变得更加复杂,以致接触网故障不断发生。而接触网结构发生故障将直接影响到弓网系统的动态受流性能,甚至对线路的实际运营及列车运行安全造成重要影响。为此,本文针对接触网系统常见的故障,从以下几个方面进行了研究:首先,针对接触网系统在实际运营中常见故障进行研究分析,归纳并整理了接触网的故障形式、故障原因及降低故障率的有效措施。然后,介绍了一种针对城市轨道交通弓网系统的建模方法。并基于多体系统动力学仿真平台建立了刚性接触网的有限元模型及TSG22型受电弓多刚体模型。引入希尔伯特—黄变换和互补集合经验模态分解,并介绍了与之相关的基本理论。接着,提出了接触线脱槽、绝缘子倾斜、绝缘子脱落和中间接头故障等四类故障的建模方法,并建立了相应的刚性接触网故障模型。通过仿真计算结果研究了这些故障对受流质量的影响。并利用CEEMD从接触力中分解出了带有故障特征尺度的分量,通过Hilbert谱和Hilbert边际谱提取了弓网接触力的故障特征频率。最后,针对地铁线路弓网系统的实测数据,利用希尔伯特—黄变换和CEEMD方法,提取并分析了锚段关节处接触力的特征尺度及特征频率。