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随着我国城市化进程的不断加快,交通拥堵现象日益严重,而具有载客量大、运送效率高的城市轨道交通已经成为缓解城市交通拥堵问题的必然选择。目前,城市轨道交通行业主要采用CBTC(Communication Based Train Control System)系统实现对于列车的控制,但是随着其大规模的推广和商用,它所暴露出的问题也愈加明显,一方面是地面辅助设备多、接口复杂导致后期建设成本较高且维护工作量大,另一方面是其采用的WLAN(Wireless Local Area Networks)技术存在移动性差、干扰源多、覆盖范围小等缺陷。随着车车通信的构想在城市轨道交通领域的提出,在网联汽车中发展迅猛的V2X(Vehicle to Everything)技术进入人们的视线,因而将V2X与现有的城市轨道交通通信系统相融合是一个值得研究的内容。本文综合考虑将V2X技术应用在城市轨道交通领域中需要解决的问题,首先针对V2X中C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything)技术和DSRC(Dedicated Short Range Communications)技术共享5.9 GHz附近频谱的问题,提出了一种基于数据链路层的共享频谱资源的机制,对于两种车联网技术标准的底层进行研究,在资源选择层面对于两种技术各自的算法进行系统建模,最后为了验证共享频谱机制的可行性,搭建了系统级仿真平台对其进行通信性能上的评估。结果表明,该机制能够保证两种车联网技术都能分配到足够的资源进行车联网业务,在保证信道公平性的同时减小了系统间的干扰。在研究V2X两种技术标准的过程中发现,C-V2X具有更好的性能且可依赖于现有的LTE(Long Term Evolution)设备进行延伸,因而将C-V2X应用到城市轨道交通领域。本文首先对于车车通信系统的需求和特点进行分析,之后设计出基于C-V2X的车车通信系统的框架,并对各部分的功能进行划分。在此基础上,对于列车之间的协同原理进行分析,设计出基于车车通信的协同驾驶机制。最后结合实际的场景,通过仿真对系统的性能进行了评估。仿真的结果表明,基于C-V2X车车通信系统由于减少了通信时延所产生的预留距离,对比CBTC系统缩短了列车之间的追踪距离,增大了系统的容量,提高了城市轨道交通系统的效率。