基于车车通信的下一代CBTC(Communication Based Train Control)列车运行控系统逐渐成为轨道交通领域的重要研究对象,车车通信技术的发展意味着列车将逐步摆脱地面的控制、成为具备高度自主控制能力的个体。列控系统的革新势必伴随着多项技术创新和应用领域的突破。作为信号系统的重要组成部分,联锁子系统迫切需要和列控系统产生更加深刻的融合。因此,在新型的车车通信系统中,革新了传统的在轨旁独立设置联锁的架构,转而将联锁功能集成到车载模块。这种方式,能够有效降低系统故障率和系统维护成本,提升了车载智能化水平。本文首先结合世界范围内先进列控系统的发展现状,总结了未来列控系统的发展方向,明确了精简轨旁设备是列控系统的发展目标之一。在研究目前已经成熟的CBTC系统的基础上,分析了 CBTC系统存在的主要问题并探索相应的解决方法。针对CBTC系统的不足,提出了基于车车通信的下一代CBTC系统的架构。车车通信系统在功能分配、子系统组成上对原CBTC系统进行了改进,能够修正原系统接口复杂、响应时间长、缺乏灵活性等缺陷。在完成车车通信系统的初步架构的基础上,本文聚焦于线路资源管理子系统功能的实现。把原联锁的基本功能进行了提炼为"铺路",明确了进路控制是实现基本功能的手段而非基本功能本身。通过对原联锁管理的道岔、信号机、屏蔽门等设备的细化分类,提出了用资源管理代替进路控制的方案。对于该方案可能带来的资源竞争冲突问题进行了探讨和分析。阐述了新方案下,车载(Intelligent Vehicle On-board Controller,IVOC)、对象控制器(Object Controller,OC)和智能列车监控子系统(Intelligent Train Supervision,ITS)分别承担的任务以及三者相互配合实现原联锁基本功能的交互过程。根据系统功能架构,对线路资源管理子系统进行了需求分析和模块设计,完成了车载路径锁定模块和对象控制器的软件开发。为了在车车通信系统中开发安全可靠的线路资源管理软件,本文运用时间自动机理论,对线路资源管理子系统进行形式化语义描述,采用基于时间自动机理论的UPPAAL工具对典型场景进行建模分析。典型场景选取了最能体现线路资源管理子系统特点的道岔控制场景,分别说明了正常情况和异常情况的控制流程。在模型验证阶段,严格遵循VV&A原则,确保了模型的正确性和可信性。最后,对于资源配置过程中可能存在的资源竞争问题给出了解决方法,建立了双车冲突下的动态规划模型,给出了最优值函数,采用MATLAB对最优值函数进行了仿真求解。研究结果表明对线路资源合理配置可以应用于列车的运营管理,指导列车运营计划的编制,缓解交通压力。