城市轨道交通运行里程的增加,使得人们对城轨列车的运行可靠性提出了更高的要求。作为城市轨道交通车辆的关键子系统,牵引逆变器的可靠性受到了广泛的关注。IGBT模块是牵引逆变器中最容易发生失效的器件之一,其热疲劳失效将会导致整个系统的非计划停机。牵引逆变器IGBT模块的可靠性研究与寿命评估对列车的安全运行以及正常运营具有重要意义。为提高传统列车节能运行策略下牵引逆变器的可靠性,本文将故障预测与健康管理（Prognostic and Health Management,PHM）技术与列车运行曲线优化方法相结合,提出一种考虑牵引逆变器可靠性的列车运行曲线优化方法。主要研究内容包括:首先,通过受力分析得到列车的动力学模型,结合列车的常用运行策略对列车运行过程中的相关物理量进行计算,得到列车的牵引运行曲线,分析列车运行过程中的边界条件。以列车运行的准时性与节能性为优化目标,建立适用于运行优化的阶段求解模型,利用后向动态规划算法对列车的运行策略进行优化,针对北京地铁八通线的线路参数,仿真得到列车的节能运行曲线。其次,建立牵引传动系统的可靠性模型,结合具体运行工况下的任务剖面对牵引逆变器的可靠性进行评估。提出一种IGBT的结温数值计算方法,以便引入优化算法来提高牵引逆变器的可靠性。将列车运行能耗与牵引逆变器可靠性作为优化目标,提出一种基于Pareto解集的多目标协同优化算法,保证准时以及尽量不增加能耗的基础上,提升牵引逆变器IGBT模块的预期寿命。选取多个特征参数对多目标协同优化结果进行特征提取,利用多元分析中的典型相关分析方法,总结出影响列车能耗与IGBT可靠性的列车操纵方式。最后,对实验室原有5.5kw电机对拖平台进行改造,按照功率匹配原则进行等效缩放,模拟列车的运行过程。根据上述列车操纵方式,设计多条列车运行曲线,仿真与实验相结合,验证操纵方式对运行能耗与牵引逆变器可靠性的影响。仿真与实验结果证明了本文所提的考虑牵引逆变器IGBT可靠性的列车运行曲线优化方法的可行性与有效性。