联锁子系统作为站内行车安全的关键保障,是列车运行控制系统的重要组成。传统集中联锁子系统中存在地面集中控制失效风险大、列车自主化程度低等不足。顺应精简系统结构、降低运营成本和提升列车自主化的列控技术发展趋势,提出了适用于城际铁路的车地协同下的联锁子系统。论文针对联锁子系统采用列车自主进路分散控制替代地面集中联锁集中控制方式,进行联锁子系统设计与验证。论文完成的主要工作如下:（1）以城际铁路为背景,对车地协同下的列车运行控制系统中设备层交互信息进行分析,明确联锁子系统的外部信息来源;接着,通过对联锁子系统与地面集中联锁在系统构成、进路组成和进路办理三个角度的差异性分析,确定联锁子系统的主体结构及功能;在此基础上,把进路控制过程划分为进路选择、进路触发时机确定、进路预延伸、联锁检查以及进路解锁五个阶段,并按阶段进行了进路控制流程设计;之后,通过对子系统内部模块间交互信息分析,细化主要数据处理模块功能,进而实现联锁子系统结构功能的设计。（2）介绍建模的总体思路,并采用场景分析法对系统功能实现场景以及运行场景进行分析整合,构建单车接车场景、多车进路共享与冲突场景;之后,以进路控制流程为基础,采用HCPN（Hierarchy Colored Petri Nets,层次着色Petri网）完成场景模型的构建;在场景模型的基础上,根据自顶而下的模型精细化策略,在数据处理模块功能实现的基础上,建立基于数据及行为低抽象度表达的模块层模型,并在其中引入互斥锁以及消息驱动机制以实现对系统功能逻辑的完整表达。（3）对联锁子系统单车接车场景HCPN模型和进路共享与冲突场景HCPN模型进行状态空间分析,实现对模型正确性的验证;在此基础上,采用时序逻辑ASK-CTL公式与状态空间查询语句相结合的验证方法,实现了对系统功能安全性的检验,进而完成了联锁子系统建模与验证。验证结果表明,车地协同下的联锁子系统满足预期功能安全特性,可为底层实现提供依据。