城市轨道交通系统是城市电网中的用电大户,因此对城市轨道交通系统进行节能研究有很重要的意义。地铁列车运行节能技术是一种不改变地铁列车及牵引供电网构造,只改变列车运行工况及停站时间、发车间隔实现节能目标的技术。本文在总结国内外研究的基础上,主要完成了以下几个方面的工作。首先分析了城市轨道交通供电系统的组成。从全局的角度对直流牵引网中的各组成要素进行建模,为全线能耗计算提供精确的计算模型。其次研究了单列车运行节能技术。从列车的牵引力、制动力、车重等自身因素及阻力、坡高、限速、曲线段等线路因素,推导单列车的运动方程。建立列车的定时节能模型,确定能耗最少、准时、定点停车三个目标,选择改进型暴力搜索算法对单车定时节能模型进行求解。然后研究了多列车运行节能技术。分析了多列车运行过程中制动能量传递使用的过程,以能量传递效率最高的对向行驶车辆为重点。将上下行线路纳入统一的牵引供电计算过程中,分析了多节点非线性供电模型的求解过程。针对多车运行的特点,建立以能耗最少、旅行时间准点为目标,全天安排车对数、高低峰行车对数为约束的多车运行节能模型。采用遗传算法获得最优的停站时间和发车间隔序列,并计算出全线能耗、列车能耗和线路损耗。最后使用单车节能技术和多车节能技术对广州地铁七号线一期工程进行仿真研究。根据七号线的土建、电气、列车技术文档获得基础数据,完成整条线路全天最节能的运行计划安排,仿真表明理论上可以降低全线损耗6.24%。