高速列车与地面无线闭塞中心（RBC）的双向通信是CTCS-3级列控系统的重要内容，其通信可靠性将直接影响铁路运营效率和安全。而车地通信超时故障是目前高速铁路运营中比较常见的一类故障，会触发列车制动，甚至降级或紧急停车。发生车地通信超时故障原因复杂，定位故障源困难，目前对该类故障的诊断维护主要依靠技术人员的工作经验，故障分析和故障定位效率低下，若故障定位不准确或故障处理方式不当，常常导致此类故障重复发生。　　列车与地面无线闭塞中心（RBC）以无线报文的形式传输消息，无线报文交互过程能反映车地通信无线传输系统的实时工作状态，本文基于这一系统工作原理，对车地通信无线报文进行研究并制定故障检测规则。论文以CTCS-3级列控系统及CTCS-300T列车为研究对象，首先研究了CTCS-3级列控系统、无线传输子系统的结构以及车地通信无线报文消息包的特征。　　其次，根据无线报文包号，采用分段三次Hermite插值逼近法对运营列车的车地通信超时故障情况下无线报文交互过程描绘并拟合形成车地信息交互故障曲线，然后根据规则对故障曲线进行修正得到修正曲线，将故障曲线和修正曲线做比较形成对比曲线，利用对比曲线的形状和颜色特征显示不同的异常情况，便于工作人员察看分析故障并确定故障源。　　然后使用基于案例推理技术的专家诊断系统对故障进行诊断处理，根据现场故障源具体故障特征，采用粗糙集理论确定各故障特征权重，利用特征权重并结合加权的欧式距离算法对故障进行案例匹配，得到故障参考解决措施。　　最后，提出诊断系统功能目标，根据目标对诊断系统结构、功能模块、数据库等方面进行详细设计，并编程实现包括数据解析、故障分析诊断、案例管理、历史故障查询和统计等功能模块的车地通信超时故障诊断系统。实现对车地通信超时故障的定位和解决，对预判故障、提高故障诊断精确度和诊断效率、减轻工作人员劳动强度都具有重要的意义。