2011年发生在我国上海的“9.27”地铁列车追尾事故暴露出了我国地铁列车防撞预警技术所存在的问题和不足。既有的地铁列车控制系统在运行过程中不可避免地会出现无法预知的故障,因此需要额外的辅助防撞预警系统作为补充。本文研究并设计了一种地铁列车防撞预警系统,为预防地铁列车追尾碰撞事故提供了一种有效的解决方案。本文首先对系统的功能需求和关键技术进行分析,给出了系统的总体结构。其次,通过对既有系统的比较分析,研究了地铁列车防撞预警系统的定位方法、无线通信技术、预警逻辑等关键技术,并对捷联惯导定位算法和惯性器件的误差标定进行了详细的分析,通过惯性器件的位置和速率标定实验,完成了惯性器件的误差标定及补偿工作。然后,对系统软硬件进行了详细设计。硬件部分完成了系统硬件的设计方案,并对系统各功能模块的硬件进行选型,搭建了系统的硬件平台。软件部分首先完成了硬件驱动程序的设计,在此基础上对系统软件的总体流程和各个功能模块子程序进行了详细设计,包括数据通信、捷联惯导算法、无线通信组网和预警逻辑等。基于上述研究及设计工作,本文对地铁列车防撞预警系统的通信性能、定位性能和预警功能进行了测试。经过测试,本防撞预警系统可为列车驾驶员实时提供本列车同前后列车的车距信息以及本列车的速度位置信息,能够实现地铁列车的防撞预警。试验结果表明该地铁列车防撞预警系统具有很高的实用价值。