面对交通领域的激烈竞争，我国铁路提出了“安全、重载、高速”的发展方向。这给机车运行的可靠性、安全性提出了更高的要求，电子控制柜是电力机车的重要组成部分，因此本论文研究了电子控制柜故障诊断系统的具体方案和诊断算法。基于图论的故障诊断方法是故障诊断领域的一个重要研究分支。本论文以图论为理论基础，系统研究了这一方法的若干重要方面，深入研究了故障传播有向图诊断法在SS4G电力机车电子控制柜故障诊断中的应用，在研究了如何采集电子控制柜的运行状态数据后，将电子控制柜分为A组牵引、B组牵引、A组制动和B组制动四种状态，分别对每种状态建立其故障传播有向图，再分别计算系统的邻接矩阵、可达矩阵和分层结构图，介绍了基于增广故障传播矩阵的故障定位方法。主要研究内容和成果如下：1、对基于图论的故障诊断方法的发展和现状进行了完整的综述并将故障传播有向图理论运用到电子控制柜故障诊断系统中；2、研究了基于故障传播有向图的机车电子柜诊断方法的故障建模、分层和故障源定位等一系列问题；3、提出了运用面向对象技术的故障传播有向图类设计方法。给出了一个简易的改进诊断算法，并开发了一个用于建立故障传播仿真模型的软件工具；4、确定整个诊断系统的总体结构，初步建立了机车电子柜在线监测与故障诊断系统软硬件平台。