本发明提供一种轨道车辆悬臂结构的疲劳寿命预测方法及系统，该方法包括搭建试验台对悬臂结构进行测试，获得悬臂结构的加速度与应力的数据，并建立BP神经网络训练系统，以获得加速度‑应力函数；根据轨道车辆的实测加速度，基于加速度‑应力函数来获得悬臂结构的应力预测值；基于应力预测值以雨流计数法编制应力谱；根据应力谱得出应力概率密度函数，求解得出应力最大值并编制扩展应力谱，基于应力最大值确定悬臂结构的缺陷临界尺寸；基于悬臂结构的缺陷实际尺寸与缺陷临界尺寸相对比，采用累积损伤法或断裂力学法进行寿命预测，可真实地反映服役状态下轨道车辆悬臂结构的应力水平，从而可以精准地预测悬臂结构的剩余寿命。