在城市化进程中,公共交通将占据越来越重要的地位,而城市轨道交通因为其快速、准时、舒适、环境污染小等优点备受青睐,必将成为中国城市化进程的强力助推器。城市轨道交通属于资本和技术密集型行业,对性能和精度的要求越来越高。列车自动控制系统(Automatic Train Control)成为城市轨道交通建设过程中不可或缺的核心应用,而其中动力学建模和仿真计算是最关键的技术之一。用计算机仿真技术模拟复杂的列车设备环境和运行环境,并作为一种实验手段完成对列车运行过程的测试和评价,是一种十分经济又安全可靠的方法。而目前关于城市轨道交通列车动力学建模和仿真的相关研究,一方面大多数的理论基础是传统动力学,模型结构简单且只适合于分析常见机车车辆动力学性能,另一方面由于机车车辆新结构不断出现,往往需要进行二次开发才能满足分析要求,这将增加仿真分析的难度和成本。鉴于此,本论文首先研究城市轨道交通列车运行的动力学特性,从系统工程的观点构建机车车辆动力学模型。机车车辆在轨道上的运行是一个动力学过程,也是一个运动学过程。在充分了解国内外研究现状的基础上,根据列车牵引计算基本理论,简要介绍和分析了列车牵引力、运行阻力、制动力等的计算特点及其对列车运行过程的影响,找出列车运行过程中各种参数间的关系和规则,从集成综合实时仿真的角度,给出了列车动力学模型和线路等相关模型的建立方法和相互之间的数据协调方式。然后,阐述了系统的设计与开发等内容,首次结合LabVIEW和MATLAB的编程优势,在两者的混合环境中将此模型实现。它们是优秀的编程语言,其友好的图形界面、卓越的数值计算能力、专业的文字处理和实时控制等功能,增强仿真软件的实用性和可靠性。仿真系统能够虚拟司机操作台,模拟列车实际运行,并实时反映各种工况和计算结果。最后,本文通过实验平台将此软件进行测试,并对仿真结果进行了多方面的评价和分析,证明了该模型和仿真软件的有效性和可靠性。