随着地面交通拥堵问题的日渐突出,越来越多的人选择城市轨道交通出行。城市轨道交通在缓解地面交通拥堵情况的同时,也带来了巨大的能源消耗的问题。为满足“低碳”的社会发展理念,以客流预测为基础,研究单列车、多列车运行节能策略,降低轨道列车的牵引能耗,成为轨道交通可持续发展的重要内容。本文通过调查轨道交通进出站客流情况,基于变点算法、小波变换,构建ARMA-RBF组合预测算法,对进出站客流进行预测;然后对列车进行受力、运行工况分析,以列车牵引能耗低与乘客平均等待时间少为目标,构建单列车牵引能耗计算模型;在此基础上,考虑多列车运行的约束条件,以多列车运行过程中整体的牵引能耗低与乘客平均候车时间少等为目标,建立多车协同节能控制模型。主要内容如下:(1)针对轨道交通客流传统预测模型精度受客流随机波动影响较大等问题,本文首先采用变点算法对客流数据构成的时间序列进行处理,进一步应用小波变化对变点集进行去噪处理,最后综合考虑ARMA算法及RBF算法在客流预测中的优势,设计了基于ARMA-RBF的城市轨道客流预测方法,并对ARMA-RBF、ARMA、RBF三种预测方法的预测效果进行了对比分析。(2)针对单列车节能控制问题,在对单列车受力分析的基础上,进一步研究列车在站间运行时的工况转换,转换间的作用力变化,确定列车运行工况的构成方式,得出单列车能耗计算模型;并以乘客平均等待时间少和列车牵引能耗低为控制目标,建立组合优化模型,采用遗传算法对模型进行求解,得到了单列车节能控制运行策略。(3)针对多列车协同节能控制问题,引入排队理论,分析在多列车不同到站间隔下乘客候车时间变化,建立乘客候车时间、到站间隔、列车停站时间三者之间的计算公式,考虑列车运行安全间隔、运行速度限制等条件,在单列车节能模型的基础上,以多列车牵引能耗低与乘客平均候车时间少为目标,建立多车协同节能控制模型,采用蜻蜓算法对多车模型进行求解,得出多车协同节能控制运行策略。以北京地铁四号线为例,运用Anylogic软件进行仿真验证,通过改变到站间隔时间,分析目标函数的变化趋势,结果证明多车协同节能控制策略的有效性。本文所提方法对于降低列车牵引能耗具有一定的参考价值,可为制定更有效的轨道交通运行计划提供支撑。