摘要：随着我国能源需求的日趋紧张,对列车的节能要求也越来越高。列车在运行的过程中其主要能源消耗来自于列车牵引,因此在列车运行的过程中如何有效地减少牵引节约能源,成为学者研究的重要课题。本文设计了列车运行控制的二乘二取二安全冗余系统,利用遗传算法求解列车牵引、惰行和制动的模式转换点,进而对列车运行过程有效控制,以达到节约能耗的目的。本文总共分为五章：第一章为引言部分,主要对列车控制系统和近年来各国在列车节能方面的理论研究进行概述,同时提出新的列车节能控制系统解决方案,并对此方案的线路适用范围作了简要介绍。第二章为算法研究部分,首先介绍了遗传算法的基本概念、适用范围及通过计算机进行遗传算法求解的优点；然后针对不断变化的列车运行环境,提出如何实时求解最优模式转换点的解决方案,并通过数学公式推导得出适应度函数。第三章为节能算法的稳定运行提供了安全、可靠的平台。系统中使用的TMS570处理器满足SIL-4级所要求的危险失效率,相当可靠,当系统运行1×104h后,二乘二取二系统安全度一直保持在1的水平。第四章对列车节能控制系统的硬件和软件实现进行了论述。硬件设计以故障导向安全为原则,当系统中的主系发生错误时,输出选择器通过接收到的控制信号直接将主系数据切断,并开放从系数据的输出；软件实现基于分C/OS-Ⅱ实时多任务操作系统。第五章对前面设计的算法和系统进行仿真和测试。文中以某高速列车为模型,设计不同的测试方案来验证系统的安全和可靠性,并通过Matlab软件同普通的列车运行控制方案的计算结果进行仿真、对比,结果证明了文中提出的节能控制方案可以有效的降低列车运行能耗。