我国电气化铁路事业在国家的大力支持下发展迅猛,当今道路运输发展进程中,电气化铁路运输方式已然成为主流。电气化铁路在国内外众多学者的研究下不断优化更新,这也日渐提高了牵引供电系统的可靠性要求,但是影响系统可靠运行的问题却日益突出。因此,为满足我国铁路事业发展的新形势,为使牵引供电系统安全、可靠地工作得以保障,当下必须要深入分析牵引供电系统的可靠性问题,这一环节必不可少。（1）本文首先将牵引供电系统以结构划分为了牵引变电所和接触网,然后分别对其进行了简要概述,接着列举了可靠性的典型指标,对简单系统进行了可靠性分析,同时对后文用到的故障树分析法以及最小割集理论也做了相应的介绍,另外对当下使用频率最为广泛的电能质量综合评估理论进行了具体叙述。（2）本文以MATLAB/Simulink仿真软件为基础构建了整个电气化铁路牵引供电系统的模型,包括外部电源模块、牵引变压器模型、AT所模型、牵引网模型、机车模型,依据实际情况设置各个模块的参数,由仿真结果可验证该模型具备较好的参考性和可用性,为后文的模拟验证打下了基础。（3）采用故障树分析法分别建立牵引变电所和接触网的故障树模型,并以此为基础对该模型进行了定性和定量的可靠性分析,同时对其进行最小割集分析时得出:接触网的可靠性在某种程度上直接决定了整个牵引供电系统的可靠性,因此本文结合接触网主要部件的失效率数据,应用融合粒子群最小二乘支持向量机（PSO-LSSVM）算法,利用MATLAB验证了模型的可行性,并计算出接触网的平均寿命。（4）针对牵引变电所的部分,本文以研究牵引供电安全可靠性为基准,分析电能质量问题从而进一步对其可靠性进行了探讨。本文就牵引变电所电能质量的等级评估提出结合PCA-Kmeans的聚类算法,另外还将其他电能质量评估方法与本文提出的方法作对比,综合分析得出本文提出的方法具备更好的精确性和实践性,最后针对各个聚类等级下有个别特征值超标的电能质量片段提出了相应的治理改善措施。通过对电气化铁路牵引供电系统的设备和电能质量的可靠性研究分析表明:将智能化算法融合应用于牵引供电系统的可靠性研究中,既可以增加牵引供电系统可靠性研究方面的理论和工程应用,也可以简化牵引供电系统可靠性研究、分析与计算的过程,为其可靠性研究奠定了一定的理论应用基础;另外对电气化铁路电能质量进行合理的评估分析,并依据评估结果提出相对应的治理措施,这对牵引供电系统的可靠性及安全稳定运行具有重要意义。