近年来轨道交通发展迅速,在交通运输中占据了越来越重要的地位。中国在交通运输方面,铁路运输的发展一直处在核心地位,铁路交通行业的兴盛,极大的促进了我国经济的发展,对社会进步起到了不可替代的作用。本文结合粒子群优化算法,基于列车参数和实际运行路线,建立列车动力学模型,结合能耗和时间,分析列车最优运行操纵策略。论文的主要研究内容包括下面几部分:研究分析列车运行过程,采用单质点模型,针对列车运行过程中的受力情况进行详细分析,以此确定列车在不同运行工况下的运动方程。基于极大值原理,建立最小能耗对应的哈密顿函数并得到列车的四种运行方式,提出“最大牵引-巡航-惰行-制动”运行策略为高速列车最优驾驶策略,这四种运行方式,为后续列车全线运行过程中,针对坡道进行节能优化和惰行优化提供了理论基础。考虑列车再生制动反馈能量的情况下,建立列车的能耗模型。论文采用了一种基于粒子群算法的全线坡道运行优化控制和全线惰行优化控制的方法,第一部分,在全线坡道优化控制上,将路线按等坡道值的方法分割为不同的子区间,通过改进后的粒子群算法为每个区间寻找一个最优的目标速度,按照该速度序列运行时,可以起到一个节能效果,而第二部分,在全线坡道优化的基础上,再次使用改进的粒子群算法,搜索列车工况转换点的位置,进一步的优化了列车运行速度曲线。选用CHR3型列车作为研究对象,针对济南-泰安段的线路数据和限速情况进行实际分析,利用Matlab软件分别对未进行优化的线路,全线坡道优化运行优化的线路,全线惰行优化的线路进行仿真,相比于四阶段运行策略,全线坡道优化运行优化方法能耗相对降低4.3%,全线惰行优化线路能耗相对降低10.06%,对线路优化具有一定的参考价值。