牵引供电系统作为电力机车的唯一动力来源,其安全性和可靠性至关重要。牵引供电设备将电力系统供应的电能转变为适应电力牵引及其供电方式的电能,其安全稳定运行是保障牵引供电系统安全性、可靠性供电的基础。高速铁路牵引供电设备装设在线监测装置,可以实时获取大量的设备运行数据,如何对设备各类运行参数进行集中管理和高效利用,值得深入研究。本文首先根据高速铁路牵引供电设备故障预测与健康管理(Prognostic and Health Management,PHM)平台功能定位,结合某牵引变电所现有的监测设备条件,研究了PHM功能的实现方式,设计了高速铁路牵引供电设备故障预测与健康管理平台(以下简称“PHM平台”)的系统整体架构;在此基础上,设计了系统的硬件架构,探讨了系统网络结构及其配置,对平台硬件搭建情况进行了描述;设计了系统软件架构,阐述了软件各层级之间的关系,设计了每一个层级的内部组成单元;针对系统软件架构的重要组成部分PHM系统数据库,搭建了数据库层次结构模型;探讨PHM平台软件界面的布局和功能操作的逻辑执行顺序,对系统软件架构的另一重要组成部分界面层进行了设计与实现。然后,本文从平台数据支撑的角度选取了PHM平台的数据采集参量;设计了在线监测数据的上传路径,描述了站端监测单元在数据上传过程中发挥的作用,实现了PHM平台与站端监测单元在IEC60870-5-104通信规约下的数据通信过程并以此完成数据采集;对数据库中的设备类型进行了整理,根据数据采集方式的不同,设计了在线监测数据、离线信息数据、PHM评估结果、公告栏信息不同的存储方式。最后,规划了PHM平台融合的评估算法类别及其应用对象,研究了PHM算法程序的编译方式,根据系统功能需求设计了PHM算法程序的三类评估方式;通过对设备的运行特性进行分析,研究了设备的故障诊断算法;通过文献调研,研究了设备健康评估算法,并进行了算例分析;结合文献调研和工程实际,改进了课题组其他成员研究的可靠性评估、风险评估、故障预测和维修决策功能算法模型,使之满足系统的数据输入、输出要求,并将改进算法融合到了系统PHM算法库中。