我国高速铁路正处于历史发展的黄金时期,目前已经形成了“四纵四横”的铁路客运专线通道。AT供电方式具有输送功率大、供电距离长、接触网电压损失低等优点已经成为我国的高速铁路供电系统的主要供电方式。但是由于AT牵引网本身结构的复杂性及其牵引网阻抗的非线性的特点,当AT牵引网发生短路故障时,对故障类型的判断与故障定位存在一定难度。所以寻求一种新的方法对AT牵引网进行实时的状态辨别与测控,保证牵引供电系统的良好运行工况和铁路的安全运行。本论文首先对新型AT牵引网运行状态辨别与测控方法进行了详细的阐述,定义了AT段、故障潮流方向以及故障潮流符号值。分析传统测控系统存在的问题,解释了基于故障潮流符号值法来判断AT牵引网运行状态的新型AT牵引网测控系统的优点。根据整个AT测控系统工作原理,使用Matlab/simulink软件分别对测控系统各部分建模,最后统一建立了单线AT牵引网与全并联AT牵引网测控模型。然后在AT测控模型中模拟T-R, F-R, T-F各种短路形式,分析牵引网在发生各种类型短路时,各测试端口的电压、电流变化情况,仿真验证新型AT测控系统对各种短路形式的辨识,故障测距以及保护动作的实施。在理论与模型验证的基础上,提出了新型AT测控系统方案,详细对比分析了系统数据的同步采集方法、传输方式、处理算法,简单介绍了故障录波与数据提取方式,优化整体方案。