Для описания движения поездов в городах используются различные математические модели, среди них:
- «Поезд как материальная точка». 1 В этой модели не учитывается длина поезда и её соотношение с длинами элементов продольного профиля (подъёмов, площадок и спусков), вся масса поезда считается сосредоточенной в одной точке. 1
- «Поезд как система отдельных масс с упругими связями». 1 В этой модели поезд рассматривается как отдельные экипажи (абсолютно твёрдые тела с сосредоточенной в центре массой), соединённые нелинейными деформируемыми связями. 1 Модель применяется в основном при моделировании динамических процессов, возникающих в переходных режимах движения поезда. 1
- «Поезд как гибкая нерастяжимая нить». 1 В этой модели учитывается влияние на процесс поступательного движения поезда сил основного сопротивления движению, сил сопротивления от продольного профиля и кривых в плане пути, а также тяговых и тормозных сил. 1
- Модель маневрового движения поезда. 1 Подходит исключительно для расчётов по маневровой работе локомотивов на железнодорожных станциях, так как требует точного определения местоположения локомотива и вагонов. 1
- Аналитическая вероятностная модель. 3 Прогнозирует точность движения поезда, принимая во внимание длительность стоянки поезда, стохастические взаимосвязи между движениями поездов, колебания скорости и динамическое распространение задержек. 3