随着城市轨道交通的迅速发展,城市轨道运输安全得到广泛关注。目前世界各国主要通过列车自动控制系统保证列车运行安全。列控系统仅能依靠地面设备获取当前线路的信息。一旦这些地面设备发生故障,就有可能引发列车相撞的恶性事故。为了预防列车碰撞事故的发生,本论文提出了一种可以实现在列车之间直接通信交换行驶信息的接近预警系统。论文介绍了列车接近预警系统的总体设计方案,主要依靠精确的定位技术,和无线电台通信来实现系统的功能。系统由定位子系统、无线通信子系统、信息处理子系统和电源子系统组成。论文中给出了系统列车定位算法,提出了信息交换中常见的信道冲突问题解决方案,制定了无线通信的协议,并详细介绍了系统软硬件的设计。系统硬件设计的核心是信息处理子系统,实现了对定位子系统中加速度信号的采集和应答器读卡信号的接收,无线通信子系统中信息的接收和发送,以及系统所需要的存储功能和显示及预警功能。系统软件设计包括定位功能、无线通信功能、存储功能、显示及预警功能和保障程序连续可靠运行部分。其中定位功能子程序和存储功能子程序是设计中的难点,在论文中分别对定位功能的程序实现和基于单片机的SD卡FAT文件系统的移植做了详细描述。最后,为了验证系统的可靠性,论文中系统分别在汽车和地铁上进行了加速度计定位功能实验,在公路汽车上进行了加应答器校正的定位功能实验；在地面和地下公路上进行了系统的无线通信功能实验；并对系统在公路环境下进行了模拟追踪实验。实验结果显示了系统定位精度小于20m,系统在地面上至少一公里范围内通信可靠,地下测试的700m无直角转弯范围内通信可靠。公路上的模拟追踪实验验证了系统的可行性。能够实现报警功能,达到了预期的要求。