城市轨道交通因其运载量大、环保安全、智能高效等特点,成为市民日常出行的首选交通工具。城市轨道交通列车控制系统（简称城轨列控系统）作为城轨交通的中枢神经,肩负着保障乘客安全出行、列车高效行驶的重要使命。大容量的载客需求以及高密度的发车间隔对行车的安全性提出了巨大的挑战,必须对城轨列控系统进行长周期、全面覆盖的系统测试。基于通信的列车控制系统（Communication-Based Tain Control,CBTC）是城轨列控系统中最先进的制式,是高安全苛求系统,对特有线路的现场环境测试依赖性强,但受城轨建设工期限制,难以对其进行长周期的现场测试。因此研究城轨列控系统的自动化测试技术,以缩短现场测试周期具有重要意义。本论文依托国家科技支撑计划,结合工程博士所就职企业的工程实际项目,综述了城轨列控系统自动化测试相关技术的现状与不足,提出了虚实结合的城轨列控系统自动化测试方案。首先从CBTC系统控制对象的精准仿真着手,提出了基于真实数据驱动的多工况列车仿真模型构建方法,以精准的列车仿真模型替代真实的列车作为CBTC系统控制对象。然后深入分析CBTC系统的时序与位置耦合控制特性,生成了精简、有效的列控系统复杂场景测试用例。接着采用分层语义驱动技术对场景测试用例进行脚本生成,结合最短时间成本的测试序列生成算法,在自动化测试框架中快速执行。最后集成上述关键技术开发了城轨列控系统自动化测试平台实现工程应用。本文完成的主要工作与创新点如下:（1）针对列车运行仿真模型与工程测试现场无法结合、难以兼顾列车运行仿真的实时性与精准性问题,提出了基于真实数据驱动的多工况列车仿真模型构建方法。首先建立了基于列车真实运行特性的多工况仿真模型,然后在此基础上构建了基于测试现场列车运行数据的动力学参数辨识模型,最后通过多种群遗传算法对基于三阶AM-VFF-RLS时变模型参数辨识算法的可变遗忘因子进行区间优化,提升其算法辨识精度,从而实现了对现场工程测试真实列车运行工况的精准模拟。（2）针对CBTC系统的场景测试用例大量依靠人工编写、难以选择场景测试操作时机及无法实现多场景并发测试的问题,提出了基于时序与位置耦合控制的CBTC系统测试场景用例生成技术。首先建立了基于时序与位置耦合控制的CBTC系统测试场景模型,然后以CBTC系统耦合控制的频度与广度为评价指标,抽取关键控制特征点,生成基于控制特征抽取与随机特性融合的列控系统自动测试场景模型。最后利用基于CBTC系统安全特性的方法对生成的多场景并发测试用例进行约简,为城轨列控系统自动化测试提供了精简、有效的场景测试用例集。（3）针对CBTC系统场景测试大量依赖人工进行测试用例排序及界面操作、难以实现测试自动化的问题,提出了基于分层语义驱动的列控系统测试自动化执行技术。首先根据CBTC系统复杂的接口传输特性构建了基于层次化的列控系统自动化语义模型,然后在此基础上对关键字进行分层设计并生成场景测试用例脚本,接着搭建了面向CBTC系统通用应用的自动化测试框架,最后采用基于最短时间成本的测试序列生成算法将测试用例脚本进行串接,在虚实结合的测试环境中快速执行并输出测试报告。（4）针对高安全苛求的CBTC系统依赖现场环境测试、难以实现快速交付的工程问题,开发了虚实结合的CBTC系统自动化测试平台,并在杭州六号线、宁波五号线等项目进行了CBTC系统测试应用验证。2020-2021年该平台共实现了11条地铁交付线路的混合测试,CBTC系统的交付周期平均缩短了1/3,验证了本文所提出的城轨列控系统自动化测试关键技术的通用性、精准性、有效性及快速性。