在CTCS(Chinese Train Control System,中国列车运行控制系统)的结构组成中,CBI(Computer Based Interlocking,计算机联锁)与TCC(Train Control Center,列控中心)作为关键设备分别负责站内和区间行车的安全与高效。在两设备分离设置的结构下,CTCS逐渐暴露出故障表示现象复杂、信息传输局限性大、维护工作量增加等影响行车安全和效率的问题。针对上述问题,研究联锁列控一体化系统对于进一步提高CTCS技术以满足铁路运输的需求具有重要的实际意义。本文通过研究两设备的相关文献资料,提出了联锁列控一体化系统的设计方案。并采用AADL(Architecture Analysis and Design Language,体系结构分析与设计语言)构建了一体化系统以及相关系统的模型,从系统整体角度分析了一体化系统。将一体化系统进路办理功能的AADL模型转换为GSPN(Generalized Stochastic Petri Net,广义随机Petri网)模型,分析功能模型的可靠性,验证一体化系统满足设计需求。主要研究工作如下:首先,研究CTCS-3级列控系统的结构和工作原理,深入剖析CBI与TCC的组成结构、功能以及通信接口设置,研讨系统分设带来的问题。通过分析两系统的相似性,探讨系统一体化设计的可行性,分析一体化系统的设计需求,提出一体化系统的具体设计方案。设计方案包括系统结构各层的主要组成设备与功能,系统内部数据的传输和从接口方式、通信协议以及接口方向三方面描述系统与外部设备通信接口的设计。然后,按照AADL建模流程,选择一体化系统模型的元素,根据系统中软、硬件的交互连接各元素搭建模型。根据以上步骤,分别构建CTCS-3级列控系统的主要地面设备的模型,通过关联各设备模型搭建一体化前后系统整体的AADL模型。利用建模工具从架构、流延迟与可调度性三方面分析系统整体的模型,简单整理和对比分析仿真结果,表明一体化系统满足设计需求,且一体化设计有助于提高整体系统的性能,为一体化系统的研究提供支持和借鉴。最后,分析一体化系统中进路办理功能的过程,构建进路办理功能的AADL模型。根据模型转换规则,将AADL模型转化为GSPN模型。以信号系统的设计标准为参数,利用形式化工具计算模型的可用度。结果表明一体化系统功能模型的可用度满足设计要求,为后续一体化系统的可靠性研究提供参考。