闭塞分区条件下追踪运行控制问题是高速铁路列车首先需要解决的难题之一。国内目前高速列车追踪运行采用准移动闭塞条件下的自动列车保护等算法,其存在线路利用率不够、速度抖动和频繁制动等缺点。由于势函数能够保证质点间必要的安全距离,协同控制具有同时调整速度和前后车追踪距离的优越性能,本文以安全、高效和平稳运行为目标,研究准移动闭塞条件下基于势函数的高速列车追踪运行控制策略和移动闭塞条件下高速列车追踪运行协同控制策略。首先,通过分析CTCS-3级列车控制系统的结构特点和工作原理,探讨闭塞系统中的追踪间隔关键技术及其控制算法,针对现有追踪运行算法存在不满足列车行为评价标准等问题,提出移动闭塞条件下列车追踪运行协同控制方案。其次,针对目前准移动闭塞条件下线路利用率不够等问题,提出准移动闭塞条件下基于势函数的列车追踪运行控制算法。基于图论知识和列车模型,构造多列车动态网络拓扑结构,根据列车之间的间隔距离信息构造具有有限能量的势函数,利用势函数作用机理动态调整列车追踪间隔,保证列车之间必要的间隔距离,避免列车发生碰撞和提高线路利用率。仿真对比结果表明,基于势函数的追踪运行控制算法具有比现有算法更优越性能。最后,论文针对准移动闭塞条件下基于势函数的追踪算法的不足,结合势函数和专属虚拟Leader跟随策略,提出移动闭塞条件下列车追踪运行的协同控制算法。根据实际列车与自身专属虚拟Leader之间的速度和位置误差信息,产生一定的跟随牵引力或制动力,保证列车以一定的期望速度单向运行；同时利用势函数保证列车之间必要的间隔距离,从而保证了列车速度和间隔要求。仿真结果表明,算法能根据实际线路的要求自动调整运行状态以达到最小行车间距和允许速度的目的,符合列车的实际运行环境和行为准则要求。图49幅,表2个,参考文献100篇。