机车牵引或制动性能的有效发挥依赖轮对和轨道相互接触时形成的黏着力,而受机车运行环境复杂多变等因素制约,机车运行所需的牵引或制动力常大于轮轨所能提供的黏着力,引起轮对空转或打滑问题,影响机车运行安全。通过撒砂提高轮轨黏着性能仍是目前常用的增黏措施,但现行基于人工经验的撒砂方式常存在撒砂量滞后、过度撒砂等问题,黏着性能提升有限。为此,论文着重研究基于层次分析法的机车最佳撒砂量计算及其控制方法,最大限度的发挥轮轨黏着性能,具体研究内容包括:针对机车撒砂系统撒砂逻辑判断简单,最佳撒砂量难以确定的问题,提出基于层次分析法的最佳撒砂量计算方法。该法通过建立撒砂系统的层次结构模型,将撒砂逻辑优化、最佳撒砂量计算等问题转化为层次结构模型中权重向量的求取问题,解决撒砂量计算难以定量描述的问题;其次在分析轮轨黏着影响因素的基础上,确定加速度、速度、蠕滑速度、级位（牵引转矩）等层次结构模型的准则因素;然后通过求取层次结构模型权重向量,实现最佳撒砂量的获取。最后通过数值仿真验证了所提方法的有效性。建立了基于模糊PID的机车撒砂控制系统,该系统融合模糊规则与PID控制,构造基于人工经验的模糊控制规则库,并通过模糊推理的方式将工程经验运用到撒砂系统PID控制器控制参数的整定上,实现不同时刻下对PID控制器参数的自整定,以提升系统鲁棒性。最后通过多种工况下的数据实验,验证了所建系统的有效性。