最近十多年,中国重载铁路建设成果斐然,2014年,大秦铁路3万吨重载列车运行试验成功。但随着重载列车机车轴重与牵引重量的不断增加,重载列车的编组与运行方式有了巨大变化,运输安全问题逐渐突显,严重制约着重载铁路运输的发展。因此,研究重载列车运行过程,优化列车运行曲线,保障列车安全高效运行具有重要意义。为了解决列车运行过程中的安全问题,优化列车的运行曲线,本文通过分析列车的运行过程,建立列车运行模型与车钩力的约束模型,优化列车的运行曲线,不仅能保证列车运行安全、列车正点到站,还可以优化重载列车运行过程、降低列车运行能耗。具体研究如下:1.分析我国重载列车运行特性,结合列车实际运行环境特点,建立重载列车多质点模型,研究运行过程中作用在列车上的各项外力,并使用“翟方法”求解列车运行纵向动力学方程。2.分析列车的车钩缓冲器装置,建立车钩力约束模型。并依据列车运行纵向动力学模型与车钩力约束模型,结合列车运行数据,对不同初压力下的列车运行进行仿真。同时将本文建立的车钩力模型与已有的车钩力模型进行了仿真对比,以及按照国际基准测试要求对列车进行仿真运行实验,最后对不同工况下的列车运行进行仿真,并将仿真结果与中国铁道科学研究院进行的重载列车运行测试试验结果进行了比对,验证了本文建立的模型的准确性。3.基于建立的列车动态纵向动力学模型与车钩力约束模型,结合实际运行线路约束条件,考虑列车运行时的车钩力约束,从安全性、节能性与正点性等多个指标进行考虑,建立多目标优化模型,使用多目标自适应遗传算法对列车运行曲线进行优化,并将多目标优化曲线与实际运行曲线进行对比,结果表明优化曲线在保障列车运行安全性的同时,在节能性与正点性都好于实际运行曲线的结果。本文通过研究重载列车运行特性,建立列车纵向动力学模型、车钩力约束模型列车与多目标优化模型,最终使用多目标自适应遗传算法仿真得到列车运行优化曲线。本文建立的模型可以较准确的仿真列车实际运行状态,优化的运行曲线对列车实际运行有一定的参考价值。