为了满足我国日益增长的货物运输要求,开行重载列车运输势在必行。然而,列车总体重量不断增大,编组不断增长,列车运行中产生的牵引力与制动力也不断加大,导致列车制动波传递时间加长,而且列车运行路线的纵横断面比较复杂,因此,重载列车运行过程中受力情况比一般列车要复杂。列车运行或制动过程中因纵向力过大而引起的列车脱钩、断钩、脱轨、掉道等事故经常发生,如何确保货物列车安全运行已成为我国发展重载运输的关键问题。为了将重载列车的纵向力控制在一定范围内,本文首先从重载列车的制动系统入手,由于列车的制动波速过慢,导致了列车前后车辆制动不同步,从而引起列车纵向力过大,所以重点探讨了如何提高制动波速的解决方案。其次,介绍了基于GSM-R无线网络的制动信号传输系统,并详细介绍了系统相关功能模块。制动控制系统将制动信息预处理后由机车主机点通过铁路专用网络GSM-R以无线方式传送至车辆从节点模块,从而实现理论上同步制动。文章在分析制动控制系统的基础上,对列车制动过程中纵向力模型进行了详细的分析。最后在所研究的列车纵向动力学基础上,在Matlab/Simulink环境中建立了一个完整的列车纵向动力学仿真模型,对所设计系统的实测数据进行仿真可以得出,论文所设计的制动信号传输系统能提高重载列车制动系统性能,缩短重载列车前后车辆的制动时间差,减小列车纵向冲动。