本发明公开了一种满足重力准则和位姿等效的地铁头车碰撞缩模设计方法，对地铁头车的车体进行结构划分得到车体子结构，对车体子结构的材料属性、几何尺寸及配重进行调整；同步优化材料修正系数与结构尺寸；将获得的静力学等效车体融入地铁头车模型中，减少设计变量的数量和优化范围；通过参数优化算法确定影响碰撞位姿的关键因素；构建地铁头车的碰撞位姿等效缩模模型。本发明提出的头车等效缩模，其关键位姿响应曲线经过还原后与全尺寸等效头车对应响应差异极小，与头车原型对应响应的幅值和相位差异S&G值均小于10％，平均值最大为MS&G＝4.36％，头车等效缩模与头车原型在碰撞位姿响应方面有较好的等效性和相似性。