国家“十一五”明确提出我国节能降耗的约束性指标。铁路运输所消耗的能源总量十分巨大,铁路行业节能任务十分艰巨。铁道部出台的《铁路科技发展“十一五”规划》,明确将节能环保技术作为主要发展的领域,全面开展资源节约的应用研究和推广工作,提高铁路节能的科技水平。本文根据“机车节能运行控制系统”项目的要求,选择合适的机车牵引计算模型对所采集的信息进行实时计算,按照“安全、正点、节能、多拉”的原则设计机车节能运行操纵方案,研究机车节能运行速度预测模型,预测列车节能运行的速度—距离曲线,并建立列车节能操纵的微机指导系统,该系统可以通过提示信息指导司机按节能方式操纵机车运行,实现节能的目的。本论文首先深入研究了目前国内外的列车节能优化操纵策略,为列车运行速度预测方案的选择提供了理论依据;然后根据《列车牵引计算规程》,针对SS4改型机车对速度预测过程中所需要的列车牵引力、制动力、列车阻力、列车合力等建立相应的牵引计算公式。机车节能运行速度的预测分析为系统的核心部分,本文运用模糊预测控制的思想并根据节能优化操纵策略和牵引计算公式建立机车运行速度预测模型。根据项目的要求,对系统的总体方案进行设计,使用现场CAN总线作为众多模块的通信平台来构架整个系统,使各个模块更加协调地工作。根据模块的功能需要,选用P87C591单片机作为微控制器来设计各模块的外围电路,选择CF卡存储大量的线路纵断面数据。论文对系统所要采集的信号以及系统各部分功能进行了详细介绍,对系统设计中的硬件电路给出了较为详细的设计说明,对系统的功能软件进行了更为详细的分析。最后,对系统硬件功能进行了试验研究,对所取得的成果进行了总结,同时提出了系统研究中发现的不足,给出了作者的建议。