接触网系统是一个置于大自然中庞大且无备用的供电装置,结构复杂、工作条件恶劣,牵引供电系统绝大部分故障发生在接触网。因此,接触网是牵引供电系统最为薄弱的环节。目前我国主要采用固定周期集中修的方式保证接触网系统可靠稳定运行,如何优化维修计划,在降低失效风险的同时减少接触网系统的维修费用是铁路相关部门关注的焦点,需要进行深入研究。首先,利用故障Petri网构建接触网系统的可靠性模型,确定了容易导致系统故障的7种供电设备为研究对象。计及设备失效率和维修因素的影响,提出应用GO-FLOW法计算接触网系统动态故障概率的方法。引入区间分析思想,以设备故障率为依据划分设备故障损失等级,建立了接触网系统风险评估模型。其次,以风险损失和维修资源为约束,以维修费用最小为目标,构建了基于风险评估的接触网系统维修计划优化模型。应用改进的遗传粒子群混合算法,给出求解维修计划优化模型的方法和步骤。通过实例分析与以可靠性为约束的维修计划优化方案比较表明,风险维修策略可以减少维修费用,在维持接触网系统较高可靠性的同时有效控制故障失效风险。最后,为了进一步说明风险维修优化的优越性,将风险损失和维修费用同时作为优化目标,构建了接触网系统维修计划多目标优化模型。提出基于Kent映射的小生境多目标粒子群算法,以相同的实例进行仿真,获得了比传统维修计划优化结果维修费用更少,风险损失波动更小的接触网系统维修计划优化方案。该方法为接触网系统维修计划方案优化提供了新的途径,具有较好的工程应用价值。