با پیشرفت و شکوفایی ساخت و ساز مترو ، بهبود وضعیت تونل مترو و کاهش مصرف انرژی سیستم تهویه تونل بسیار فوری می شود. محیط تونل به طور قابل ملاحظه ای تحت تأثیر باد پیستون است که تحت تأثیر سرعت قطار قرار دارد. در این مقاله ، یک مدل محاسباتی سه بعدی از یک تونل مترو ایجاد شده و از طریق آزمایشات اعتبار سنجی می شود. از این مدل برای بررسی غلظت دی اکسید کربن و محیط حرارتی تونل مترو استفاده شده است. سرعت مطلوب قطار با هدف به حداقل رساندن حجم هوای منبع مکانیکی و بهینه سازی غلظت دی اکسید کربن و محیط حرارتی تونل ارائه شده است. به موازات ملاحظات محیط تونل ، متروها در ۲۵ شهر چین برای مطالعه میزان حفاظت از انرژی سیستم تهویه تونل با استفاده کامل از باد پیستون تجزیه و تحلیل می شوند. نتایج نشان می دهد که سرعت مطلوب قطار بر اساس غلظت دی اکسید کربن و محیط حرارتی ۳۰ متر بر ثانیه است. استفاده مؤثر از باد پیستون می تواند ۱۳۳۲٪ از مصرف انرژی برای تهویه تونل را کاهش دهد. روش محاسبه سرعت مطلوب قطار که در این مقاله ایجاد شده است در مورد تونل های ریلی معمولی و تونل های راه آهن پر سرعت نیز کاربرد دارد.