由于城市轨道交通具有运量大、作业繁重等特点,其能量的总体消耗十分巨大,运营成本也非常高。而在城市轨道交通的能耗分布中,列车牵引能耗占有很大比重,研究如何降低牵引能耗,是减少能源消耗、降低运营成本的需要,具有重要的现实意义。本文通过优化时刻表的方法,调节列车间牵引阶段和制动阶段的时间重叠率,使列车制动阶段产生的再生制动能量能够更多的被其他列车吸收利用,而不是以热能的形式耗散在制动电阻上,来提高能量再生利用率,降低牵引能耗。论文主要对以下几个方面进行了研究.(1)分析地铁直流供电系统的供电原理,对系统各个部分分别进行数学建模,建立地铁直流供电系统仿真模型,并进行仿真验证;(2)分析优化时刻表实现牵引节能的基本原理,采用启发式优化算法对时刻表进行节能优化,分析遗传算法和粒子群算法这两种常用的启发式优化算法的原理,并针对两种算法存在的缺点对算法进行改进,给出两种算法对应的时刻表节能优化的算法表示和算法流程;(3)编写计算机软件对两种算法的优化过程进行仿真计算,对比和分析两种启发式优化算法的优化效果,选择针对时刻表优化问题效果相对最优的算法来对全天不同时段的时刻表进行节能优化,验证时刻表节能优化的正确性和有效性;(4)分析列车延误对于时刻表节能优化的节能效果的影响,并研究列车延误的解决方案,加以仿真验证。本文中的计算机软件采用C++语言编写,在Visua1 Studio 2010开发环境下对上述研究目标进行仿真计算。仿真结果证明了论文提出的优化时刻表实现牵引节能的可靠性及其良好的节能效果,为城市轨道交通的牵引节能研究提供了理论支持。