可靠性是轨道交通列车运营的前提和核心竞争力,但高密度、复杂技术、强耦合等因素给轨道交通列车可靠性保障及运维管理带来了巨大挑战,传统的列车可靠性评估及运维管理理念、思路、模式和模型方法已难以处理此多元、多粒度、强耦合、非线性的动态不确定性随机变化过程,进而无法准确揭示和分析轨道交通列车复杂系统运用过程中风险产生的机理、变化规律和调控机制。因此迫切需要突破建立全新的轨道交通列车系统可靠性评估及运维管理方法,开拓崭新的视角,充分利用积累的列车运行安全状态大数据,在定量化、实时性、精细化、个体差异化、系统最优化等方面全面提升相应的理论方法水平,提高预防和应对轨道交通列车运行风险的能力。鉴于此,本文基于轨道交通列车设计数据及现场故障检测记录及维修数据,在列车系统风险分析及关键部件辨识、系统故障传播、可靠性评估及多部件运维优化等方面进行了如下研究工作:（1）为了改善传统FMECA分析中的缺陷,提出了一种新式的基于累积前景理论和二型直觉模糊和VIKOR的列车关键部件分析方法。其中,二型模糊VIKOR方法能够通过熵权法解决FMECA分析中指标融合的问题。另外,将三角模糊数直觉模糊数作为二型直觉模糊的方法,以此描述FMECA分析中的主观模糊性。此外,通过引入累积前景理论来处理FMECA专家风险敏感性和决策心理行为的问题。通过现场的实际FMECA数据,并与其他FMECA方法的比较,对提出的新式关键部件辨识方法进行验证分析。（2）基于复杂网络和病毒传播知识,提出风险势能场理论,构建列车系统故障传播概率模型,定量表征部件之间的传播概率,并基于分布扩散原则,模拟列车系统故障传播过程,得到所有可能的列车系统故障传播路径及其发生概率,并标定系统部件的可靠性状态;通过现场的实际故障数据进行验证,结果表明了基于风险势能场的列车系统故障路径生成方法的可行性和正确性,同时该方法能够定量描述部件间风险传播概率并分析传播的整个过程,实现了故障路径的准确辨识与状态的标定,有助于更优质的进行系统运维工作。（3）为了弥补现有列车系统可靠性分析忽视了系统多态性的不足,提出了一种基于改进d-MC模型的全新轨道交通列车系统的可靠性分析方法。以转向架系统为例,为了构建转向架系统的可靠性流网络,在复杂网络理论的基础上分析了转向架系统的三大功能及其相互作用关系:承载功能、动力传动功能及缓冲减振功能。基于可靠性流网络,通过在极小割分析中提前删减不必要的候选d-MC及重复d-MC,改进了现有d-MC理论中存在大量不必要的候选解及重复解问题,极大地提高了系统可靠性计算的效率。（4）为了降低列车运行成本并提高列车系统可用性,提出了一种基于机会相关的轨道交通列车系统多部件动态维修策略优化方法。基于系统部件最低可靠度要求及役龄递减故障率递增原理,建立单部件维修时机模型,提出维修系数的判别函数以选择相应的维修方式,分析系统中部件之间的结构、故障及可靠度相关性,构建系统的机会相关维修模型,以成本最低为优化目标,以部件可靠度及可用度为约束条件,构建列车多部件系统维修优化模型,并通过惯性权重因子调整粒子群算法求解计算最佳维修策略。通过现场的实际数据分析,验证了提出的方法的正确性和可行性。