我国城市轨道交通在近十年来得到了迅猛发展,城市轨道交通在缓解城市交通拥堵问题的同时,也存在着高能耗和高运营成本两个突出问题。城市轨道交通能耗主要为电能消耗,其中列车牵引运行能耗占比最大,达到45%-60%。针对城市轨道交通系统存在的高运行能耗问题,论文探索降低列车运行能耗的方法,开展列车运行计算及运行能耗分析的研究工作。通过对列车运动进行精确建模、对列车运行能耗进行计算建模,准确分析列车牵引能耗的影响因素并研究节能降耗措施,实现列车的运行能耗优化,达到节能目的,具有重要工程意义。论文主要工作如下:1、研究列车标准安全制动模型,并根据该模型建立了列车运行速度调整模型。通过分析目标速度、常用制动触发速度、紧急制动触发速度和线路土建限速等列车运行参数,研究列车牵引/制动系统工作原理,获取运动列车的能量流向,从而设计列车能耗的计算流程。2、建立多质点列车受力模型、单质点列车受力模型。根据单质点列车受力模型,分别建立运行列车牵引力、运行阻力及制动力计算方程。地铁列车在钢轨上运行时,根据地铁列车受力状态不同,可以把列车运行状态分为三种状态:牵引状态、惰行状态和制动状态。因此,分别对三个运行状态进行分析,推导建立列车运动方程的一般形式,根据列车运动方程和地铁车辆特性数据,建立基于地铁车辆电流特性曲线的能耗计算模型和基于列车运行做功的能耗计算模型。3、采用Visual C++软件开发平台进行MFC软件开发,设计并开发列车牵引计算软件,采用Microsoft Access数据库对线路数据进行整合存储,实现线路参数和车辆参数的输入,进而模拟列车起动加速、区间惰行和进站停车等多种运行状态,实现列车牵引计算及运行能耗分析。4、对比分析深圳地铁5号线2017年的实际运营数据和本文计算的牵引计算数据,误差为3.57%,并对产生的误差因素进行分析,验证了论文研究的牵引计算模型和运行能耗计算模型的准确性。分析能耗的影响因素,设计列车运行节能优化方案并进行牵引计算:a)线路设计优化:针对深圳地铁5号线延长线妈湾站至前湾公园站,对线路上两个28‰的上坡优化为20‰和18‰的两个坡,最终的牵引能耗从15.01kWh降为12.38kWh,节省能耗17.52%。b)运营行车速度优化:在非高峰运营期间,列车区间运行速度从37km/h降为30km/h,最终每公里的牵引能耗从12.38kWh降为10.87kWh,节省能耗12.20%。