LTE（Long Term Evolution,长期演进）技术已经在公共移动通信网络上进行了较长时间的应用,具备了作为铁路移动通信常规技术的成熟度和稳定性。考虑LTE-R（Long Term Evolution for Railway,铁路的长期演进技术）通信系统的安全苛求性,研究一套科学与实用的LTE-R通信系统风险评估方案,为LTE-R系统的开发、改进和评估提供参考,从而保证LTE-R系统安全服务以及运营具有重要意义。本文在现有铁路无线通信系统安全研究基础上,针对目前铁路LTE-R通信系统网络结构和运维管理方面的安全分析研究不多的问题,提出了基于SPA（Set Pair Analysis,集对分析）算法的LTE-R通信系统风险评估方案,对系统风险进行评估和分析。论文首先介绍了LTE-R通信系统的系统架构、承载业务和关键技术优势,然后对风险、风险矩阵和风险评估等理论进行说明。基于系统安全工程理论,综合参考大量相关文献资料从影响系统安全的业务、设备、网络、管理与维修五大方面对LTE-R系统风险识别,结合评估体系的构建原则,建立LTE-R系统风险评价体系,并对评价指标进行量化。其次,结合SPA理论中五元联系数结构,将LTE-R通信系统风险划分为五级风险等级,构建基于区间不明确判断信息的后验权重计算方法,利用IAHP（Interval Analytic Hierarchy Process,区间层次分析法）计算权重区间,再利用SPA中三元联系数将权重计算为精确值。将风险发生的概率和权重结合起来,提出一种基于SPA的LTE-R通信系统风险评估方法,用其分析LTE-R系统的风险态势和风险变化趋势。结果表明:该系统风险等级为较低风险,符合现场实际要求。最后,根据LTE-R通信系统风险不仅具有不确定性还有动态性特点,通过引入马尔科夫链（Markov Chain）来优化集对分析方法,构建基于SPA-Markov Chain耦合LTE-R通信系统风险评估模型。其中,使用联系度数学表达式将不同时刻风险等级表达,利用LTE-R系统风险等级状态概率矩阵,对整个LTE-R系统风险发展趋势进行分析,并对LTE-R系统未来风险状态预测。最后,通过实例分析了LTE-R系统风险变化趋势,并对下一月和LTE-R系统稳态风险预测,证明该模型是切实可行的,为LTE-R系统的安全管理提供了理论依据。