为确保高速铁路相关设备设计的正确性和合理性,并为相关科研人员及行车组织者提供预测信息,急需开发一个面向高速铁路全寿命周期,且能够模拟整个高速铁路运营场景的耦合仿真大系统。列车运行控制系统是高速铁路的神经中枢,为保障列车安全运行、提高铁路运输效率起着重要作用。目前,我国正致力于CTCS (CTCS, China Train Control System)列车运行控制系统的研发。基于无线通信的CTCS3级列车运行控制系统以其特有的优势,成为目前研发的重中之重。因此,构建一个能够在耦合大系统下进行协同仿真的CTCS3级列车运行控制仿真系统显得尤为重要。本文根据CTCS3级列车运行控制系统技术规范,结合高速铁路耦合仿真大系统需求,开发了耦合仿真大系统下的车载协同仿真子系统。文中根据CTCS3级列车运行控制系统车载设备人机界面(DMI)显示规范设计并实现了车载仿真系统界面；将遗传算法应用于列车制动模式曲线的计算,根据计算得到的列车超速防护曲线防护列车安全运行；设计了列车运行控制系统车载仿真子系统与自动驾驶、高速列车动力学和牵引传动等子系统的接口协议,并根据应答器报文和RBC报文的定义及运用原则设计了与列车运行控制系统地面子系统的接口,最后根据协议完成了发送、接收数据的编解码处理；通过数据记录模块实现了仿真数据的实时记录,并设计了性能分析模块,根据仿真记录数据进行统计分析,并将分析结果进行存储。最后,以“郑西客运专线”数据为基础,进行协同仿真,并在仿真过程中进行追踪运行、故障设置和临时限速设置等测试,验证了在耦合大系统下的列车运行控制系统车载协同仿真子系统的正确性。