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在可持续发展的背景下，提出了由内燃机车牵引的列车区段微观排放控制模型。模型的目标函数是区段内排放最小，约束条件是满足运行时间、距离等要求，决策变量简化为不同手柄位的运行时间，并给出了求解模型的方法和关键参数。最后，利用三个模拟实例对模型进行了求解和比较分析，结果表明在模型假设条件下列车运行过程中的牵引能耗模型和燃油排放模型不完全等价，为铁路运输系统中节能减排的理论分析提供参考，也为绿色物流和供应链系统有效运作提供基础。