我国在十四五规划中明确提出要加快建设交通强国,建设现代化综合交通体系,加快城市群和都市圈轨道交通网络化,加快轨道交通数字化改造,加强轨道交通的泛在感知、终端联网、智能调度体系建设。为了落实发展目标,我国不断扩大轨道交通的建设规模。在规模化和智能化的发展背景下,列车动态管控的难度大,需要对列车精确定位并且与中控站台保持实时可靠通信。传统的列车定位设备是应答器,存在成本高、维护困难、无线电干扰多、定位信息不连续等弊端,本文提出了一种基于双目视觉与二维码的列车定位方案,具有成本低、准确度高、速度快、可获取连续定位信息等优势。本文完成了光学信标的选取,选取在图像中易定位、解码快、有纠错能力的QR码作为光学信标,为了减少图像运动畸变的影响,在动态场景本文选用编码密度更小的Aruco码。为了加快二维码的测距和识别速率,本文设计了一种基于特征颜色和滑动窗口的区域提取方案。本文对Zbar算法进行了优化,加快了二维码的识别速度。测试结果表明,本文设计的系统在较短时间内（小于100毫秒）可以达到厘米级定位精度。为了提高列车的泛在感知能力,使用在汽车上应用较为成熟的毫米波雷达作为列车前向测距避障的传感器,但毫米波雷达在轨道交通的隧道场景下存在虚警率高等缺点,本文对毫米波雷达的隧道场景进行了优化,有效降低了雷达虚警率,提高了列车安全水平。站车通信体制亟待更新,目前列车普遍使用窄带的GSM-R网络进行通信,已经无法满足轨道交通智能化发展需求。为了解决通信带宽与速度问题,本文设计了基于LTE的图像传输系统;针对可靠性问题,本文设计了基于QPSK调制的指控传输系统,并在软件无线电平台进行了收发模拟测试,验证了相关方案的可行性与性能。为了响应轨道交通网络化的号召,本文对列车组网进行了探索,并将Ad hoc协议与TTE协议应用在列车组网。在此基础上使用NS3进行了组网仿真,在丢包率为0的情况下,可实现最大时延不超过10毫秒、平均时延2.082毫秒的组网传输。