研究设计主要典型制式列车的运行制式理论、方法和系统，包括：

在列车运行控制方面方面，团队服务“交通强国”、“一带一路”等国家战略和“智能京张”高速铁路、地铁北京新机场线、青藏铁路川藏铁路等国家重大重点工程建设，制定了高速铁路列控系统标准体系、城市轨道交通列控系统技术体系，攻克了高速铁路自动驾驶技术、城市轨道交通全自动运行技术等产业关键核心技术，实现了产业化，推动了轨道交通列控技术发展和壮大，使我国轨道交通列控技术装备达到世界先进水平，对保证高速铁路和城市轨道交通安全、高效运行起到了关键支撑作用。具体包括：

城市轨道交通列车运行控制系统。研究城市轨道交通列车运行控制系统，攻克了基于通信的城市轨道交通的列车控制（CBTC）系统、全自动运行系统（FAO）、虚拟编组列控系统等核心技术。参与制定了城市轨道交通列控系统团体标准36项，发布《城市轨道交通全自动运行系统运营指南》等白皮书10余本，为城市轨道交通建设业主方提供决策依据、为设计方提供设计指南、为运营方提供运营维护指导。参与研发的CBTC系统和FAO系统中标线路在全国市场占有率均排名第一，占全国1/3的份额；首次突破虚拟编组技术，创新提出虚拟编组安全防护和控制工程技术方案，在工程线路上实现列车单元高速、小间距追踪运行，产生直接经济效益超20亿，并将带动人工智能、高端装备制造等行业产业链发展。

高速铁路列车运行控制系统。有力的填补了时速350公里的高速铁路列车自动驾驶技术这一世界性难题的空白，实现了对时速350公里高速铁路列车的精准控制。2018年参与了国家自然基金项目《高速列车自动驾驶理论和关键技术研究》，并取得了丰硕成果。研发提供了高速铁路列控系统全套技术装备，包括地面设备和车载设备（安装在高速动车组上），市场占有率超过80%，经济效益超过120亿元。

高原铁路列车运行控制系统。在青藏、川藏铁路研究方面，科研团队始终奋战在科研一线，研究基于北斗卫星、车车通信、移动闭塞的三车移动闭塞追踪实验技术，历时多年，累计行程上万公里，着力拖动列车运行控制核心技术装备的自主化。参与青藏铁路全线建设维护工作，参与设计我国第一条基于卫星定位的列控系统，并成功应用于青藏铁路，构建了一条通往我国西部地区的“天路”；参与川藏铁路列车运行控制系统方案研制、系统设计等，为我国轨道交通做出重大贡献，产生了重大的经济和社会效益。

重载铁路列车运行控制系统。在重载铁路列车运行控制系统研究方面，攻克重载列车移动闭塞技术，参与改造的朔黄铁路是唯一完成基于车地协同的移动闭塞示范应用的重载铁路。建设虚拟编组重载列车仿真平台，为重载列车长大下坡道循环制动驾驶策略提供指导，提升和保障长大编组重载列车运行安全裕度。提出面向单线铁路虚拟编组重载列车会让策略优化方法，针对重载铁路常态运营、突发事件等不同运输条件，突破单线铁路重载列车现有运输效率瓶颈。