论文在借鉴国内外已有研究成果的基础上，充分考虑到我国铁路运输组织模式的特点，以提高系统的计算精度、效率与效果为目的，对列车运行计算与操纵优化模拟系统开发的基础问题进行了深入的研究与探讨，主要内容包括以下几个方面： 　　根据国内铁路运输的特点，研究了列车牵引力学条件下有级控制模式机车牵引列车的节能运行优化操纵的模型构建与算法设计问题。 　　针对机车操纵的实际情况，从实时计算列车运行过程中机车工况转换与手柄位确定作为核心与重点的新角度研究了列车节能优化操纵的算法设计问题。 　　本文研究了自动闭塞条件下追踪列车运行与操纵优化问题，分析了追踪列车运行与操纵的特点。研究了移动自动闭塞条件下追踪列车运行与操纵优化问题，对比分析了移动自动闭塞系统与固定自动闭塞系统中追踪列车运行及操纵的异同之处。分析了电力牵引条件下列车运行计算过程中进行牵引供电实时计算的必要性，指出影响系统计算速度的主要原因是供电网络节点方程的求解时间过长。