计算机仿真技术是以相似原理、信息技术、系统理论及其应用领域有关的专业技术为基础，建立系统的模型，并在不同条件下对模型进行动态试验的一门综合性技术。利用计算机仿真技术可以在计算机上反复试验，具有无风险、可重复等优点，是研究列车运行的非常有效的手段。随着我国铁路的快速发展，列车运行速度和运输密度不断提高，我国铁路的能力也越来越紧张，列车运行图编制的好坏将直接影响行车安全和运输效率。基于GIS(地理信息系统)的列车运行仿真系统是一个面向全路路网和列车运行全过程的仿真平台，通过该系统可以构建全路行车环境，模拟路网条件下列车群运行的动态过程，包括车站各种作业仿真和区间列车运行仿真。通过仿真，可以确定运行图是否满足各类安全和约束条件、判断列车会让中列车优先级确定是否合理、验证列车时刻表的可行性、确定车站到发线安排是否合理以及分析列车在偏离运行图运行时能否及时有效地调整等，为路网规划设计与改造、运行图优化提供决策支持。本文在分析了国内外列车运行仿真的研究现状及借鉴前人研究成果的基础上，以计算机仿真相关理论和技术为手段，主要研究列车运行仿真领域相关方法、模型以及实现技术，并将GIS技术应用到列车运行仿真中。论文的研究内容主要包括以下几个方面：1．根据既有列车运行控制的机械能理论和列车牵引计算理论，结合本文仿真研究对象的粒度建立了列车运行的多质点力学、运动学及速度控制仿真模型；2．根据离散仿真系统的特点，建立灵活的仿真时钟控制模型，加强列车运行仿真过程的可控性；3．分析GIS应用程序的开发技术，根据铁路行车设备的特点，建立车站和区间行车设备的分层管理模型，建立通用的铁路行车设备基础数据管理系统，包含详尽的行车设备的地理信息数据，直观真实地反映路网结构；4．对车站列车运行过程进行研究，确定车站仿真作业类型及其流程，对车站进路生成算法进行探讨并建立车站进路模型，建立车站站线与信号设备之间的联锁关系，对车站列车运行控制策略进行研究；5．对区间列车运行过程进行研究，建立区间信号设备与线路设备之间的联锁关系，对区间列车运行控制策略进行研究；6．对基于GIS的列车运行仿真系统进行分析及设计，建立通用性较强的列车运行仿真平台。