随着我国现代化建设步伐的进一步加快，交通运输带来了道路污染和能源消耗。尤其是能源的消耗，已经成为制约我国国民经济发展的关键因素。因此，研究如何降低列车运行过程中的能源消耗具有十分重要的意义。鉴于此，论文深入研究了列车在运行过程中的动力学特性，建立了相应的列车运行动力学模型，运用Lagrange对偶优化方法将模型中的关键参数进行了优化处理，达到了列车节能运行的目的。论文的内容主要从以下几个方面展开。首先以列车牵引计算理论为基础，以整车为模型，充分运用多体系统动力学对列车在运行过程中受到的牵引力、运行阻力、制动力等受力情况进行了深入分析。在此基础之上，考虑各种受力的计算特点以及对列车运行速度和能耗的影响，寻找列车运行过程中各种力之间的关系以及对列车运行速度的影响，从集成综合实时的角度给出了基于不同线路列车运行过程动力学模型和线路之间动力学模型的过渡协调方式。其次，列车的运行动力学特性要求从系统工程的观点充分考虑列车和轨道的相互关系，从而构建列车车辆动力学模型。因此重点分析了列车运行线路、悬挂系统以及其他外在因素对列车运行过程的影响，发现了列车在运行过程中影响其速度和能耗的主要原因及其他约束因素，根据列车运行的实际情况提出了列车动力学模型的优化方案。接下来，运用Lagrange对偶优化理论优化列车的运行动力学模型，输出结果为列车的运行速度和列车在不同运行线路上的操作序列。提出了基于列车动力学模型的多体系统动力学控制方程，用该方法得到的多体系统动力学模型是一个微分代数混合数学方程组，能够很好的控制列车的运行速度，达到了很好的节能效果。论文最后使用MATLAB对列车优化操纵动力学模型进行了模块化编程，采用动力学模型结合Lagrange对偶优化理论的方法，以列车运行过程中的能耗为主，分别对列车运行过程中的准点性、舒适性以及安全性进行了优化仿真对比。结果表明论文所提出的优化方法可以为列车运行提供更有效的节能方案。