随着我国城市化速度加快城市人口不断增加,交通拥挤的问题日渐突出。城市轨道交通以其效率高、准时、便捷等特点,在我国迅速发展。城市轨道交通快速发展也伴随着能耗的大幅增加,因此城市轨道交通节能优化研究有着重要的现实意义。再生制动能量就是列车在电制动的过程中产生的能量,在城市轨道交通列车运行过程中,由于站间距较短,列车启动制动频繁,从能量互相转换的角度看再生制动能量是相当可观的。为了通过多车配合实现再生制动能量的利用,本论文研究了列车速度曲线调整利用再生制动能量的方法,该方法的优势是对列车原有计划运行时刻表没有任何影响。首先,建立了考虑再生制动能量利用的列车节能优化模型,以列车从电网获取能量最小为优化目标,采用庞特里亚金极大值原理进行了基于再生制动能量利用的列车最优控制理论求解分析。结合基于再生制动能量利用的最优控制理论利用二分法对速度曲线调整算法进行了求解。对于可利用的再生制动能量出现在待调整列车巡航或惰行工况时情况,结合伴随变量对速度曲线调整算法进行了理论仿真。在理论仿真的基础上建立了基于上下行的双边供电网络模型、牵引电机模型,结合实际线路信息,验证了基于列车速度曲线调整的再生制动能量利用算法的节能性。其次,研究了基于速度曲线调整的多车多区间再生制动能量利用算法。首先建立多车多区间选车匹配模型,并对制动列车的制动时刻与匹配列车启动加速时刻差值对速度曲线调整利用再生制动能量的影响进行了研究。在以上研究的基础上建立了基于速度曲线调整的多车多区间再生制动能量利用优化模型,结合实际线路时刻表信息选取了不同时间段(平峰、高峰)的120辆车次、12个运行区间(3个供电区间),验证了基于速度曲线调整的多车多区间再生制动能量利用算法的节能性。结果表明,该算法在时刻表平峰时间段更适用。最后,为了验证列车速度曲线调整利用再生制动能量控制算法在实际系统中的节能性,基于.NET平台开发了列车速度曲线调整仿真模块。该模块可以实现列车速度曲线调整匹配、模拟运行、能耗分析等功能,并且可以与基于CMC(Control Model on Chips)控制器的列车仿真驾驶台联合仿真完成模拟运行。