随着我国经济高速发展,城市化进程加快带来的交通拥堵问题日益加重,由此具有安全、准时、运输量大等特点的城市轨道交通愈来愈为人们所青睐。维持城市轨道交通日常运营需要的能量巨大,运行成本高,因此城市轨道交通的节能问题一直为人们所关注。再生能的有效利用是目前城市轨道交通节能运行的一个重要手段,如何提高列车再生能利用率是一个值得深入研究的问题。本文的目标在于构建基于再生能利用的列车运行过程优化模型,为此先提出了基于不同限速类型的区间列车运行工况序列构建规则,求解出所有区间对应的列车运行工况序列解集,使得模型优化时无需考虑具体的区间运行过程而只需取解集中的标号即可得知其详细情况。而后针对区间所有列车运行工况序列,提出了排序值的计算方法,使得对优化模型进行算法求解时可生成较好的初始可行解,提高算法效率。具体结论如下所示:(1)基于再生能的列车运行工况序列构建规则与排序方法研究针对不同限速类型的区间,提出了列车运行工况序列的构建规则;在此基础上,提出了基于再生能的排序指标计算方法,并对同一区间对应的所有列车运行工况序列进行排序。(2)基于再生能利用的城轨列车运行过程优化模型构建研究提出了一种“牵引-制动”一对多关系的再生能利用方式,以此为提高再生能利用率的手段,构建了基于再生能利用的列车运行过程优化模型;针对提出的优化模型,设计了基于双层种群的嵌套式迭代遗传算法来进行求解。(3)应用实例利用北京地铁相关数据对提出的模型进行了仿真与验证。研究表明,与现有列车时刻表相比,本文提出的模型和算法在一定程度上减少了列车运行总能耗并提高了再生能的利用率,可为城轨列车再生能利用的研究提供参考。