我国地铁运营里程逐年快速增长,节能高效运营就愈发的重要。对在线服役的城市轨道交通列车实现准点节能优化,需对列车准点节能运行仿真进行深入研究。本论文研究列车运行仿真,在确保列车准点安全满足乘客舒适度的情况下,实现列车基于优化操纵的节能运行。本文通过汉密尔顿建立了列车节能运行优化操纵工况切换控模型,将乘车舒适度、限速等纳入模型不等式约束中,并利用极大值原理推导出列车操纵工况的运行条件。在考虑乘车舒适度约束条件下,分析列车操纵工况之间的优化切换,并研究列车实际运行数据,在启动加速阶段和制动停站阶段推断工况切换方式以及工况切换点。基于实测数据分析完善了城市轨道交通列车运行操纵工况特征。为提高算法计算效率,将列车运行过程划分为前段启动加速、中间区段调速运行和后段制动停车。设计了基于极大值原理的列车运行准点节能算法,该算法的核心为找寻满足准点要求的目标速度,因此设计了两种目标速度搜寻算法,分别是裴波那契法搜索算法和基于进制法的五步长搜索算法。由于列车运行准点节能算法中并无明确规定列车停站制动前惰行工况切换点位置,使得其满足城市轨道交通列车运行操纵工况特征。因此建立了基于惰行控制的动态规划算法,对列车准点节能算法进行进一步的改进。探讨了影响列车在线运行的干扰因素,并设计了基于准点节能算法的准点在线运行调整算法。最后选取两个城市的地铁运行线路对算法进行仿真验证,算例中的车辆参数和实际线路均采用真实数据,完成运行仿真,验证了仿真系统的实用性与有效性。改进型的准点节能算法的节能效果比常规节能算法的节能效果高18%,比准点节能算法的节能效果高22%;验证列车准点在线运行调整算法的有效性;在前段启动加速和后段制动停车阶段,列车运行仿真数据与实测数据的皮尔森系数为89.85%、81.87%;将列车运行实测数据与改进型准点节能算法比较,改进型的准点节能算法的节能效果比列车实际运行提高16%。