在我国无论是货运还是客运，铁路运输仍然是所有运输中使用最多的运输方式。随着我国铁路运输量逐年增长列车大面积提速，列车重量、密度也在不断提高中。列车的大面积提速不仅提高了铁路运输的服务质量和市场竞争力，同时也相应的增加了列车运行能耗。据统计，在铁路运输能耗中机车牵引能耗是铁路能耗的重要部份，占到铁路总能耗的60％～70％，因此减小机车牵引能耗对降低铁路能耗具有重要的意义。在既定的运行图、列车编组计划等运营管理状况下，同一辆列车在满足时间要求并完成规定的运输路程有多种不同的操纵方法，而不同的操纵方法将直接导致列车运行能耗的差异。　　本课题所研究的机车优化操作方法是在给定的路况、车况和运行条件下，以物理运动学与动力学原理为理论依据，寻求满足给定运行时间前提下，燃油（对内燃机车）或电能（对电气机车）消耗量最小的定量化的运行模式。并利用计算机软件编程结合优化算法，对实际案例进行仿真实验，绘出列车运行的优化速度时间曲线，用来指导列车驾驶员合理驾驶机车。　　首先，根据《列车牵引计算规程》（以下简称《牵规》）以及列车运行的实际情况，对列车进行动力学分析和运动分析，再结合列车运行的路况信息，从节能的角度出发建立合理的数学模型。　　其次，根据所建立的列车运行数学模型对列车进行运行规划，得出速度时间函数以及路程时间函数，为下文建立机车优化模型提供理论依据。　　再次，根据所建立的数学模和列车运行规划，合理设置影响机车能耗和列车运行时间的敏感变量，建立机车操纵优化模型并引入合适的优化算法，本文采用二维进退优化法和遗传算法对机车耗能进行最优化。　　最后，利用计算机软件matlab编程和其自带的工具箱，结合实际案例进行仿真实验，绘出最佳敏感因子对应的最佳列车运行速度-时间曲线，通过仿真结果来验证算法的实际应用效果。　　本课题是理论与实际相结合，从节能的角度出发设计了机车优化操作算法，绘出列车运行的优化速度-时间曲线，可以用来指导机车驾驶员合理驾驶机车，为机车操控辅助系统提供了理论基础和方案支持。