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重载运输技术的发展对司机操纵水平的要求越来越高。现阶段,重载列车司机可参考操纵提示卡和操纵示意图对运行线路的安全操纵有大致了解,再凭借自身积累的行车经验进行列车的合理操纵,但是前者需经大量试验总结获得,后者因司机操纵水平的高低存在较多的局限性。因此,本文从列车运行的多目标性出发,采用理论分析和仿真计算相结合的方法,对重载列车优化操纵问题进行研究,生成有针对性的行车指导速度曲线,协助司机有效行车。本文以重载列车为研究对象,根据列车牵引计算的基本原理,对列车运行过程进行受力分析,建立列车运动方程,对列车速度、时间和距离的关系进行描述。通过对列车运行目标和运行规则的分析,建立基于多目标的列车优化操纵模型,以列车牵引能耗、运行时间和操纵平稳性为优化目标建立多目标评价函数,以评价函数中权重的取值表征各目标的重要程度,以列车运行过程中对限速、发挥的牵引力和制动力、能量守恒的要求对模型边界进行约束,并通过二次规划进行列车运行曲线的求解。针对多目标评价函数中权重设置问题,本文对比分析各操纵目标对列车运行轨迹的影响,得到各目标权重值和目标速度对列车惰行距离、运行时间和牵引力变化的影响规律,进而总结权重调整策略,获取权重调整关系式,并以大秦线实际运行要求作为约束条件对权重调整策略进行验证。通过列车仿真曲线和实际运行曲线的对比分析,证明了基于多目标的列车优化操纵算法在满足列车安全性和准点要求的情况下,表现出良好的节能性,也能兼顾列车操纵平稳性,并且仿真优化曲线符合重载列车优化操纵策略。另外,针对重载列车特有的长大下坡道循环制动问题,本文提出了一种局部改进算法,在多目标优化结果基础上对长大下坡区段进一步优化,使列车优化操纵曲线更符合实际需要。