Para mejorar el rendimiento del control de la operación automática de trenes (ATO) en trenes de ferrocarril urbano, se estudiaron cinco secuencias operativas típicas de trenes de ferrocarril urbano. Bajo la condición de cumplir con los principios de seguridad y comodidad de la operación del tren, se estableció un modelo de dinámica de tren para lograr los objetivos de bajo consumo de energía, corto tiempo de funcionamiento y alta precisión de parada en los trenes de tránsito ferroviario urbano. En el proceso de encontrar una solución multiobjetivo a este problema, se utilizó el Algoritmo Genético de Clasificación No Dominada II (NSGA-II) con una estrategia de retención de élite, y se buscó el conjunto óptimo de soluciones multiobjetivo de Pareto. En el proceso de asignación de pesos de la solución óptima, se utilizó el método de distancia de Mahalanobis de análisis jerárquico, que combina análisis subjetivo y objetivo. Finalmente, tomando la línea de metro de Beijing Yizhuang como ejemplo de diseño de fondo, la simulación verificó la efectividad y viabilidad del algoritmo y obtuvo curvas de conducción de tren automático de alta calidad bajo diversas condiciones de trabajo. Esta investigación tiene una importancia de referencia importante para la operación real de la conducción automática en trenes de ferrocarril urbano.