随着我国经济的高速发展、城市化进程的不断加快，城市轨道交通将在我国城市公共交通运输中占有越来越越重要的地位，城市轨道交通列车对仿真的要求也越来越高，然而由于我国城市轨道交通的建设才刚刚起步，基于城市轨道交通的模拟软件很不成熟，现有的软件主要是基于铁路牵引计算的模拟软件，由于城市轨道列车的运行条件和环境与铁路的运行相差较远，因此现有轨道车辆的运行特性曲线并不一定是最优的运行特性曲线，列车的运行能耗也并不一定是列车运行的最佳能耗。在国家大力提倡绿色环保的大趋势下，研究城轨列车的运行节能方法是既响应了国家号召又具有重大现实意义。目前我国各大高校和众多学者都投入到进行的如火如荼的研制城市轨道交通节能运行模拟系统当中，本设计以上海地铁二号线的测试数据为基础，介绍了城市轨道交通节能运行的理论基础和优化研究。本文首先研究了城市轨道交通的运行受力情况和运行线路条件对列车运行过程的影响，分别对各个条件进行分析总结，建立了运行模型。在此基础上，根据列车的牵引制动过程和相关计算理论，研究外力变化对列车运行的影响，并深入分析列车的节能运行算法，对算法进行探究和分析。然后根据相关的理论和算法，寻求一种更为合理节能的运行方案，并为科学的设计线路、车辆的选型、新车上线试验提供条件和理论依据，同时也能降低运营成本，从而一定程度上缓解我国能源短缺的现象。在理论和算法的支撑下，我们对需求进行分析，建立了系统的整体框架模型，并对各个模块进行分析、细化，开发了城轨车辆运行节能方法优化系统，并提出了节能运行的优化设计方案。城轨车辆运行节能方法优化系统设计成功后，通过改变列车的运行条件，计算出列车的牵引能耗，并将得到的试验数据与软件的仿真结果及实测上海地铁二号线结果进行比较分析，验证了优化方法的有效性。