电气化铁路的高密度运营推动了时代经济的发展,为铁路牵引供电系统制定合理的维修方案是电气化铁路稳定运行、高效运营的重要保障。一旦牵引供电系统失效,不能正常供电给机车,将会存在行车事故、人财俱损的安全隐患。因此,如何判别牵引供电系统的安全程度,并为其制定维修策略是一个重要课题。本文主要针对牵引供电系统的主要组成部分——牵引变电所和接触网进行可靠性相关的研究,并为其中11种主要设备单独制定了预防性维修、更换维修间隔方案。首先,评定牵引供电系统的不发生故障能安全运行的水平。先将牵引供电系统分为两个子系统单独分析,一个是牵引变电所,另一个是接触网。分别针对牵引变电所和接触网的具体结构和运行方式,依据可靠性理论相关知识,建立了牵引变电所和接触网的可靠性模型。牵引变电所是个大型复杂的系统,主要包含定性和定量分析。其定性分析采用故障树法,确定了系统中薄弱设备；定量分析采用GO法,得到了系统整体可靠度概率。接触网结构简单,在可靠性角度上各设备以串行方式连接,侧重于定量分析,利用GO法推导出接触网可靠度概率公式。其次,在得知牵引变电所和接触网的可靠度概率公式的基础上,建立了牵引变电所和接触网的维修优化模型。以变电所或接触网的整体可靠度满足要求为约束条件,以各设备预防性维修的费用、更换维修的费用、故障后最小费用以及预防性维修带来的损失的和为最小为目标函数,建立了牵引变电所、接触网的维修优化模型。最后,将杂草优化算法应用于求解维修优化模型,并进行仿真分析。算例中将杂草优化算法结果与粒子群算法结果进行比较,两种算法结果类似。算例结果验证了本文建立的模型、算法是可行有效的。该方法为牵引供电系统的维修方案提供了新模型,具有一定的参考性。