近年来,为了应对轨道交通领域日益严峻的运营压力,国内外研究人员展开了大量针对新型列控系统的研发工作。其中,以列车为核心基于通信的列控系统,因其成本低、行车效率高等优势,已成为新型列控系统的研究方向之一。然而,我国目前关于以列车为核心的新型列控系统的研究,尚处于起步阶段,许多关键问题的研究仍有待完善。其中,用于保障列车安全运行的安全防护方法,国内外均尚未形成一套达成行业共识的解决方案。为此,本文以城市轨道交通为应用背景,详细分析了以列车为核心的列控系统中,保障列车安全运行所需解决的关键问题,并给出相应的解决方案。本文主要工作如下:(1)设计了一种新的列控系统架构。此架构下的新型列控系统,精简了地面设备,将列车安全防护交由车载设备自主负责,实现了“以列车为核心”的目标,具有较低的系统结构复杂性。(2)提出了一种基于信息同步的移动授权计算方法。此方法依据列车运营特点,通过切换执行同步加入算法和时钟校正算法,使所有正常列车能够同步向外发送运行信息,进而帮助列车对收到的信息进行时效性验证,避免了因过时信息造成的移动授权计算错误。(3)提出了一种用于列车相对速度追踪模式下的安全控制方法。此方法由基于距离的安全制动触发模型、协同避撞和威胁监测三种安全防护措施组成,不仅可以直观显示相对速度追踪模式下,前后车的安全距离与车速间的关系,而且可以避免列车瞬间停止时发生连续碰撞事故。(4)设计实现了一个仿真平台。该平台中的仿真列车集成了由基于信息同步的移动授权计算方法和相对速度追踪模式下的安全控制方法,共同组成的安全防护方法,实现了安全运行。本文针对以列车为核心基于通信的新型列控系统的特点,提出了一些具有创新性的安全防护措施,实现了列车运行的安全防护。本研究对我国新型列控系统的后续研究和工程实施,具有一定的借鉴意义。本文图61幅,表21个,参考文献56篇。