近年来城市轨道交通发展迅速,已成为我国一二线城市的主要通勤方式,由于其运输能力强,车次频繁等特点,列车的运行能耗也随之迅速上涨,因此研究城市轨道交通的能耗优化问题具有十分重要的意义。在吸收国内外已有研究成果的基础上,论文进行了如下研究:(1)首先研究列车的运动学模型,详细分析列车的牵引力特性、制动力特性以及阻力特性,同时研究列车的速度、位移及能耗的计算方法,分析影响列车运行能耗的因素并介绍了几种典型的列车运行策略。(2)其次研究单车节能优化方法,建立单车能耗优化模型,给出基于多目标粒子群优化算法的单车能耗模型及求解步骤,采用多目标粒子群优化算法对模型进行求解;进一步研究复杂线路条件下,列车的优化运行策略,并对多种线路条件下列车能量优化进行仿真分析。(3)然后研究多车协同的节能优化方法,阐述多车协同能耗优化原理,针对两车及三车不同运行场景,分别建立相应的重叠时间计算模型。以多车总能耗最小为目标,建立多车协同能耗优化模型,并采用协同多目标粒子群算法分别从优化停站时间和发车间隔以及优化列车速度曲线等方面对模型进行求解。(4)最后针对广州地铁七号线实际数据,分别进行单车全线区间速度曲线优化和多车早高峰期间全线列车能量优化,验证本文优化方案的有效性。