近年来,随着我国城市轨道交通事业的迅猛发展,在为市民提供极大便利的同时,也带来了巨大的能源消耗和极高的运营成本。城市轨道交通系统运营过程中能耗的主要形式为电能消耗,其中,尤其以列车运行牵引能耗占比最大。因此,在满足城市轨道交通系统列车运营需求的情况下,实现节能和环保,是目前十分重要的研究课题。为了尽可能的挖潜降耗,有效的降低城市轨道交通系统的运营成本,提高经济效益,对列车运行能耗优化的研究具有重要的实际意义。这就需要对列车运行过程进行仔细分析建模,从而对能耗进行精确而可控的计算,以此作为能耗优化的基础。基于上述需求,建立基于CBTC的城市轨道交通列车运行能耗仿真系统,通过对线路土建参数、车辆参数、信号系统参数等进行配置,并从CBTC列车运行控制的角度对列车运行过程中的速度状态和能耗进行了研究,从而得出精确可控的能耗性能指标和图形化的性能分析报告,为进一步能耗优化提供理论依据。本系统来源于西南交大和中铁二院合作项目。本系统遵循IEEE1474.1推荐的列车安全制动模型建立了列车速度调整模型,从列车运行控制的角度分析了列车动力学模型和能耗计算模型,采用时间片与位移片相结合的方式仿真,并在仿真结果的基础上,进行能耗优化分析。本系统以成都一号线的线路土建数据和B型车的车辆参数为基础,通过模拟列车进站／出站、牵引／制动、巡航／惰行等多种工况下的自动运行,得出了列车运行过程中的速度状态、区间运行时分、实际牵引力／制动力、牵引能耗／再生制动能等性能指标,在此基础上,结合行车组织和线路设计,从再生制动能的吸收利用、列车运行等级调整、节能线路设计三个方面进行能耗优化分析。本系统能针对不同的线路和不同的车型,进行列车运行过程中的速度状态和能耗指标的定量分析,从而为城市轨道交通工程设计和验证提供参考,并以此作为能耗优化方案的基础,对于降低运营成本,实现节能环保具有重要的实际意义。