节能减排是目前保持我国国民经济快速持续发展的一项长期战略和基本国策,铁路运输行业能源消耗量巨大,铁路运输中的节能降耗和效率的提高具有重大的实际意义。针对列车运行中的节能控制问题,本文结合预测控制理论和最优控制理论中的方法,将无模型自适应控制方法应用于列车节能优化运行控制中,提出了满足实际运行约束条件的几种节能优化操作策略和控制方法。首先,基于传统的最优控制理论提出了一种离线计算的列车节能优化操纵方法,针对给定的机车、车辆和线路情况,可直接得到在整个运行区间的最优解。进一步地,以通过离线优化计算得到的速度曲线作为跟踪目标,再应用无模型自适应控制方法可实现列车的节能优化运行控制。其次,本文的核心内容是提出了一种结合无模型自适应控制及预测控制的在线计算的列车节能优化控制方法,并具体给出了三种处理列车运行约束的在线算法。该方法将列车节能优化问题描述为在预测时域内的一个与能量相关的新颖的性能指标函数,通过优化该指标函数得到当前的闭环控制输入,借助无模型自适应控制方法实时地更新预测模型完成反馈校正,在线地实现列车节能优化控制。该方法的特点是不依赖列车的数学模型,在线地滚动求解局部优化问题,具有较强的适应性。另外,在求解优化问题的过程中考虑了列车实际运行过程中受到的准时、限速、平稳、机车车辆性能等条件的约束,提出了解决带约束的列车节能优化问题的三种在线算法：饱和项法、起作用集法和内点法。最后,利用Matlab仿真验证了所提出的各种列车节能优化运行方法的有效性,并分析和比较了在线和离线方法的特点。基于在线的列车节能优化操纵方法,开发了一套列车节能运行指导系统。