中国列车运行控制系统CTCS是我国铁路提速线路和客运专线保证列车行车安全、提高列车运行效率的重要技术装备。由我国自主创新的CTCS-3级列车控制系统是借鉴欧洲标准,并结合我国铁路自身特点形成的。它将基于GSM-R和基于ZPW2000轨道电路两种地车传输方式集成到一起,没有先例借鉴。因此,研究列车运行在不同场景,特别是非正常场景下列控数据的完备性,对发现列控系统可能存在的安全隐患以及进一步提高CTCS-3级列控系统的安全性有重要意义。列控数据是列车运行控制的基础,其完备性直接关系到列车运行安全。列控数据完备性是指列车安全控制数据的完整性、正确性、实时性、时效性、有序性和兼容性。本文以CTCS-3级列控系统和CTCS-2级列控系统之间的等级转换以及典型的设备故障导致降级场景为例,利用随机Petri网建立列控数据完备性模型,重点研究了列控数据完备性的完整性、实时性和兼容性方面的问题。本论文的主要工作有：完成了等级转换场景以及设备故障导致降级场景的列控数据完备性建模工作。论文采用随机Petri网的层次模型和分层分析方法建立了GSM-R应用层故障模型、周期性消息模型、非周期性消息模型等底层模型以及等级转换模型、设备故障导致降级场景模型等顶层模型。在此基础上完成了对列控数据完备性的分析工作。论文分析了在不同消息重发时间间隔、不同列车与RBC交互的情况下,周期性消息以及非周期性消息的平均延时时间,从而说明了影响列控数据实时性的因素。分析了在不同列车速度、不同消息重发时间间隔情况下,等级切换成功率以及造成降级情况可能性,从而说明了影响列控数据兼容性及完整性的因素。