轨道交通因其具有速度快、运量大、节能、环保的优势,在人们日常生活中的地位不断提升。2018年党的十九大和中央经济工作会议启动“交通强国、铁路先行”战略,随着国家对轨道客车产业的生产质量要求不断提高,传统轨道客车的可靠性逐渐达不到市场的需求,因此如何提高轨道客车的可靠性已经成为研究热点。司机操作台作为轨道客车的控制中心,是司机驾驶机车的关键设施。司机操作台的可靠性不但影响着机车正点率及安全性,同时又影响着机车维修成本。因此对轨道客车司机操作台进行可靠性研究具有重要意义,而可靠性设计又是提高可靠性的一个重要的手段和方法。在吉林省科技厅攻关项目“轨道客车司控系统关键技术研究”支持下,开展了轨道客车司机操作台可靠性设计研究工作。首先,分析了轨道客车司机操作台的结构。建立了基于可靠性框图的司机操作台可靠性模型,依据《电子设备可靠性预计手册》以及司机操作台接线图得到元件的失效率、平均无故障时间以及可靠度。找出了影响司机操作台可靠性的关键因素--微动开关,并根据定量分析结果提出采用寿命预测方法、修改元件型号等改进建议。本文的可靠性分析为轨道客车司机操作台的可靠性设计及维护决策提供重要理论依据。其次,提出了一种基于随机退化过程的轨道客车司机操作台寿命预测方法。建立了带有乘性随机误差项的指数模型,通过贝叶斯和EM算法联合估计模型参数,使得本算法的计算过程不依赖于同类型历史数据。采用强跟踪滤波技术融合残差数据,解决了随机退化过程不稳定时的剩余寿命估计问题,提高了寿命预测精度,同时,强跟踪滤波算法对初始参数的设置具有较强的鲁棒性,即使初始参数设置的不正确,仍然可以较为准确的预测剩余寿命。搭建了微动开关寿命测试系统,获得了微动开关退化试验数据,并对实测数据进行分析,验证了所提方法的有效性。最后,对司机操作台进行了可靠性方案设计。从最优维护的角度,采用基于年龄的替换策略确定司机操作台关键元件的最优替换时机。基于寿命预测结果得出元件的最优维护决策方案,在节约维修成本的同时保证了司机操作台的可靠性,并根据最优维护决策的算法编写了微动开关最优维护软件;从产品设计的角度,给出元器件的选择方式,冗余设计的实施方法以及减振方案的探究。实验与实际应用验证了所提方法的有效性,为其他机电产品可靠性设计提供了参考。