高速铁路自诞生以来,以其安全、快速、环保等经济优势迅速成为我国陆上综合交通运输体系的核心骨架,在促进社会经济发展、保障和改善民生、提高人民的幸福感和获得感中发挥着至关重要的作用。然而,运行速度的提高、运营规模的扩张、城市规模与数量的指数增长等众多机遇和挑战,对高速铁路技术提出了更加严苛的要求,在更加安全、更加高效、更加节能、更加舒适的高速列车发展道路上,自动驾驶已成为未来发展新的趋势。列车自动驾驶系统不仅是提高区间运行效率,提高区间行车密度的关键装备,还可以用计算机控制能力避免人为不确定性因素造成的误差,大幅度降低司机劳动强度,保证列车高效、安全行车。本文主要完成了以下研究内容:首先,探讨高速列车自动驾驶系统的工作原理、主要功能,提出曲线优化和曲线跟踪两步走的自动驾驶多目标优化思路,通过分析高铁自动驾驶运行评价指标,建立多目标优化指标模型,在分析传统自动驾驶控制策略的基础上提出混合最优控制策略。其次,针对曲线优化过程,通过动力学分析和运动学分析,建立高速列车单质点计算模型、多质点计算模型以及运动学模型,提出基于新型人群搜索算法在列车全线范围内进行多目标曲线优化的方法,生成理想的速度距离曲线。最后,在分析传统的比例积分微分控制器的基础上,结合新型的人群搜索算法,设计新的自动驾驶速度控制器,并与SIMULINK平台搭建曲线跟踪模拟模块,完成自动驾驶控制层的功能。仿真验证环节,选取实际高铁线路与和谐号动车组,基于MATLAB平台,对本文所提人群搜索算法、混合最优控制策略、智能算法参数整定方法、多目标曲线优化方法以及速度控制器跟踪方法等进行仿真验证,并分析各种性能指标,验证本文采用的多质点计算模型和人群搜索算法在高速列车自动驾驶曲线优化过程中的可行性,证明本文所提基于人群搜索算法的速度控制器在曲线跟踪过程中的可应用性,由此可知,本文研究工作具有一定的理论意义和应用价值。