我国铁路运营组织及其复杂,铁路调度指挥过程中也存在着大量不确定性因素干扰列车正常运行,调度员要结合当前路网状况,及时有效地调整列车运行计划,确保列车运行安全,提高铁路运输效率。然而,仅仅通过调度员来调整列车运行无法满足调度指挥实时性的要求且调度指挥的效率不高,因此,研究列车运行的智能调度指挥和列车智能决策具有重要的现实意义。首先,基于对双线自动闭塞区段列车运行特点的分析,引出了铁路列车运行系统中仿真技术的应用方法。在此基础上,介绍了智能体(Agent)的一般模型,包括感知器、效应器和外部环境三个部分。同时详细阐述了多智能体系统的概念以及多智能体系统的分布式结构、集中式结构以及混合式结构,并通过多智能体之间的通信方式介绍了多智能体之间交互和协同的方法。其次,基于智能体理论以及列车动力学模型构建了能够自主做出决策的列车智能体模型,并建立了基于节点—弧的铁路线路拓扑结构模型,作为列车运行仿真过程的线路环境。在列车智能体的基础上,通过分析列车运行决策过程,提出了列车智能体各种决策下的判断条件,建立了区间追踪运行决策模型、列车越行决策模型、列车到发线占用决策模型以及区间干扰情况下列车运行决策模型。最后,在Anylogic环境下对列车运行智能决策模型进行构建,并以京沪高铁沪宁段为仿真实例,在验证仿真模型功能的同时,以实际运行图为基础进行仿真实验,得出的仿真运行图表明该仿真模型能够实现与实际运行图一样的能力,从而验证了列车运行智能决策仿真模型的有效性和合理性。