轨道交通以其安全可靠性高、运输量大、能耗低、污染少的特点成为城市公共交通和国家区域综合交通中的主要交通工具。列车控制系统是保证列车安全高效运行的核心。列车测速定位技术是列车控制系统的关键技术,列车速度和位置信息安全准确与否决定了列车运行的安全与效率。本文在研究了多种列车测速定位方法的原理及优缺点后,提出了一种基于轮轴测速传感器、多普勒雷达、应答器的列车组合测速定位方案并全面分析了其安全性。本文首先对列车组合测速定位方法以及列车测速定位系统安全评估方法的国内外研究现状进行了综述。分析了轮轴测速传感器、多普勒雷达、应答器的测速原理并建立了相应的传感器测速定位误差模型。其次,针对多传感器的组合测速定位问题,着重研究了基于卡尔曼滤波的信息融合方法。考虑到轮轴测速传感器在制动阶段的蠕滑噪声为非高斯噪声分布,采用粒子滤波算法进行列车速度估计。在此基础上,针对粒子滤波估计精度易受建议分布影响的特点,提出一种基于鸟群算法的改进粒子滤波算法。仿真结果及实验结果均表明该算法优于其它非线性滤波算法以及粒子滤波算法。此外,本文提出了一套安全分析流程对列车的组合测速系统进行了系统全面的安全评估。采用系统失效模式及影响分析方法对系统的危险源进行识别。在此基础上,采用故障树分析方法对组合测速系统建立了全面、详尽的危险失效故障树,并对顶事件失效率进行了定量计算。进一步采用马尔科夫链,对列车建立动态全面的状态空间转移模型,得到该马尔科夫链的稳态解。根据稳态状态分布概率计算得到系统的危险失效率。安全评估结果表明所设计的测速定位方案达到了安全完整性等级SIL4。最后,基于MATLAB设计了列车组合测速定位系统以及系统危险失效率计算的仿真程序。给出了列车组合测速定位系统各功能模块的直观仿真演示。本文所完成的工作为进一步实现列车多传感器组合测速定位系统奠定基础,为多传感器组合测速定位技术的应用提供借鉴。