近年来,我国城市轨道交通发展迅速,逐渐成为各大城市的主要客运方式,其运行过程中的安全性和可靠性也越来越受到重视。牵引供电系统为城市轨道交通列车的运行提供动力支撑,若供电区间发生短路故障则会造成停电,影响列车运行,因此如何在短时间内找到故障位置就显得尤为重要。另外,当前列车定位主要靠信号系统完成,当信号系统出现故障后,主要通过调度人员和列车司机的判断来维持列车运行,容易增加事故发生的风险,因此需要构建一种独立于信号系统之外的列车辅助定位方法。首先,本文分析了牵引供电系统中牵引变电所、列车和牵引网的结构和基本工作原理,使用MATLAB/Simulink对这三部分进行建模,并给出了数据参数和计算过程。其次,本文考虑了趋肤效应对牵引网参数的影响,以钢轨为例对其进行有限元分析,并给出趋肤效应下钢轨内阻抗的计算方法,得出不同频率下的钢轨电阻电感与直流状态下电阻电感的比值。考虑了均流线和排流网回流系统对钢轨的影响,并对牵引回流系统进行简化同时给出了简化后电阻电感的计算公式。基于此并结合牵引网外电感的计算,最终给出牵引网参数的取值范围和典型值。再次,本文对牵引供电系统短路故障进行仿真并总结短路故障后牵引供电所输出电压电流的变化特点,给出了基于双端暂态电气量的短路故障定位方法,通过最小二乘法求解方程得出结果。针对双端电气量不同步的问题,给出基于单端电气量的故障定位方法,分别用遗传算法、粒子群算法和模拟退火法对故障位置进行求解计算,通过对比分析肯定了粒子群算法在进行故障定位的优势。最后,本文对短路故障计算中的单端定位方法和双端定位方法是否能应用于列车定位进行了可行性分析,综合对比选择基于双端电气量的列车定位方法。针对供电区间内三种不同的运行方式进行仿真和定位计算,并将动模仿真平台上列车运行过程中的真实数据代入定位方法进行计算,验证了该方法的可行性。考虑三种不同情况对列车定位结果可能造成的影响,并通过仿真对其进行分析计算,得出每一种情况对列车定位误差影响的大小。