如何科学地设计轨道交通线路纵断面是市域快线设计中的关键问题之一。在建设初期合理的设置纵断面可以有效提升列车运行节能效果,对于轨道交通运营管理具有重大意义。既有研究中有关节能坡的设计多集中于传统的地铁,而高速度、长区间、有越行的市域快线的节能坡设计研究较少。本文针对市域快线节能坡优化问题展开研究,以期为市域快线节能坡设计提供可行的理论和方法支持。论文的主要工作如下:针对市域快线特殊性,与普通地铁在运行速度、区间长度、运营组织方式进行了比较,并对市域快线节能坡设计影响因素进行分析。在此基础上,对列车受力进行分析,并针对站站停慢车、跨站运行快车在巡航与交替策略的工况选择进行了研究与设定,并构建了列车运行能耗表达函数。在考虑列车运行时间变动偏差的因素下建立了快慢车组合运行条件下市域快线节能坡优化模型。为了得到节能坡优化模型的最优解,引入了高斯伪谱法求解,按照伪谱法求解流程,将节能坡优化模型转化为最优控制问题描述形式,并使用高斯伪谱法将最优控制问题离散为非线性规划问题,使用序列二次规划算法完成求解,最终得到求解结果,并归纳分析高斯伪谱法在节能坡优化问题上的适用性。考虑到高斯伪谱法的局限,设计了基于动态规划的遗传算法求解模型。该算法的适应度函数使用动态规划思想实现列车运行能耗计算,同时不固定染色体长度,增强算法的全局搜索能力。并根据染色体长度不固定的特点,对交叉算子、变异算子进行了改写,完成了算法设计。选择广州18号线作为验证,并从中选择区间比较高斯伪谱法、基于动态规划的遗传算法与其他方法的求解效果,发现高斯伪谱法在求解列车巡航策略节能坡方案时节能效果最好;选择全线比较原始设计方案与基于动态规划的遗传算法,发现算法方案运行能耗比原始设计能耗节约8.4%至12.9%。对快慢车组合运营进行灵敏度分析,发现节能坡设计对于慢车运行能耗影响最大,其次是跨站限速的快车,说明合理的节能坡设置可以有效提升慢车与跨站限速快车的节能效果,并根据方案分析,总结归纳出市域快线节能坡设计建议。综上,针对市域快线的特殊性,设计基于高斯伪谱法的求解算法和基于动态规划的遗传算法求解节能坡优化模型,经过与原始方案和其他方法方案的验证取得了良好的节能效果,并根据实际工程案例对市域快线节能坡设计提出了可行的建议。