一、总体介绍

轨道交通信号研究所（含：国家级轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心），是北京高校优秀本科育人团队。历史悠久，积淀深厚，源于原信号基础教研室，于1977年高考制度恢复后由电信系铁道信号专业组建而成。研究所具有“交通信息工程及控制”、“控制科学与工程”学科博士招生资格，“交通信息工程及控制”、“控制科学与工程”和“控制工程（专业学位）”、“人工智能”四个硕士专业招生资格。

研究所现有教师16人，其中教授5人，副高级职称8人；包括国家“万人计划”教学名师1人、国家“青长”1人，北京市优秀教师1人，北京市教学名师1人，

研究所现有团队成员：戴胜华、杨世武、周永华、姚秀明、郝晓莉、黄赞武、李绍斌、张三同、崔勇、苗宇、孙绪彬、李正交、于振宇、周兴、梁旭、钱满义。

研究所近年来取得了丰硕成果，2022年获批教育部轨道交通信号与控制专业虚拟教研室，并在2023年底获评全国仅50个的“典型虚拟教研室”，2020年获首批“北京高校优秀本科育人团队”，2021年获评“北京交通大学先进基层党组织”，研究所教师获国家科技进步奖、国家教学成果奖、北京市教学成果奖及省部级科技成果奖多项。

二、研究方向

研究所目前主要研究领域包括：轨道交通系统与智能状态感知、高速和重载铁路信号抗干扰技术、智能交通系统与自动化控制等。

研究领域1：列控系统状态监测与智能运维

主要从事轨道交通列车运行控制系统相关的理论与应用研究。目前本领域所从事的主要研究包括：人工智能与工业大数据系统，铁路信号集中监测，列控系统状态检测与故障预测，列控系统数字孪生与应用开发，列控设备运行状态感知与评估，智能移动体运行状态感知与控制，故障预测与健康管理，无损检测，轨道交通测试与仿真技术，高速/重载铁路轨道健康状态评价，自动驾驶视觉感知技术等。基于上述研究申请并获批多项国家自然科学基金项目和横向项目，相关成果用于国家级轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心的建设及铁路现场。

研究领域2：高速和重载铁路信号抗干扰技术

主要从事高速和重载铁路、城市轨道交通信号系统抗干扰技术理论与应用研究。目前本领域所从事的主要研究包括：重载和高速条件下地面轨道电路和车载信号系统抗干扰解决方案，铁路信号抗干扰标准及规范研究，智能化背景下轨道电路和信号抗干扰测试分析技术，铁路信号防雷技术，铁路信号安全相关技术，基于虚拟仪器的自动测试技术，信号设备监测技术等。围绕上述研究内容，形成了多项轨道交通信号设备抗干扰行业测试标准，开发了商品化的抗干扰测试系统，获得多项发明专利，实现了上百万的专利转化。相关研究成果获中国铁道学会科技一等奖、三等奖，以及国家科技进步二等奖（参加）。

研究领域3：面向包含列车等多种运动体的智能感知及控制技术

主要从事列车、无人机、高超飞行器、机器人等多种运动体的智能感知及控制技术的研究。目前本领域所从事的主要研究包括：交通系统感知与大数据，列车节能优化控制，轨道交通和航空航天领域（智能执行机构、高超飞行器、无人机等）的精细抗干扰控制，智能移动机器人、先进机器人控制和人机交互等。上述研究在多运动体的智能技术方面进行了积极前瞻性探索，以此为基础申请并获批多项国家自然科学基金项目和横向项目。

三、学科平台

研究所拥有先进水平及行业特色的教学和科研平台。现有国家级轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心、国家级电子信息与计算机实验教学示范中心——轨道交通信号与控制专业实验室、信号抗干扰实验室等科室，为开展科学研究、人才培养和培训交流提供了坚实基础。

国家级轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心

国家级电子信息与计算机实验教学示范中心——轨道交通信号与控制专业实验室

信号抗干扰实验室

四、虚拟仿真类设备

行车调度指挥自动化虚拟仿真系统

该系统由中心子系统、车站子系统、后台子系统、系统应用构成。中心子系统包括列调工作站、助调工作站、数据库服务器、应用服务器、临时限速服务器和无线闭塞中心共计六个设备，车站子系统包括六个车站，每个车站包括列控中心、车务终端、自律机和联锁机，实现车站与中心设备间信息交互与控制，完成作业任务。

城市轨道交通CBTC虚拟仿真系统

该系统能够完成认知实操、分析验证、算法分析、故障应对等实验内容。软件界面、操作方法及故障应急处理流程与现场基本一致。可以对关键设备进行灵活设置，实现无缝替换与通信控制。

人工智能电脑鼠与虚拟仿真系统

迭代开发历代实物人工智能电脑鼠，参加全国及省部级学科竞赛，开发虚拟仿真系统用于电脑鼠调试及线上竞赛，已连续组织全国轨道交通信号与控制专业人工智能电脑鼠走迷宫线上竞赛三年，年均参与人数达600人以上，参赛高校超20余所。

城轨信号虚拟现实系统

该系统通过虚拟现实的方式，将应答器、转辙机、计轴器等城市轨道交通信号关键设备的结构认知、工作原理与真实环境有机融合，通过虚拟现实人机交互的形式展示设备，学生可以按照现场运维、安装、布置等要求对设备进行操作与学习。

五、实物仿真类设备

京沪高铁列车运行控制综合实验系统

该系统能够完整复现CTCS-3级列控系统列车作业、调车作业全过程，同时根据实验及现场实操要求。相关信号设备操作软件界面及操作方法与现场基本一致，功能与现场基本一致，且相关数据可供学生显示、采集与存储，用于实验教学。

城市轨道交通列车运行控制综合实验系统

该系统能够实现列车自动监视、列车自动防护、列车自动运行等功能演示，模拟调度控制中心和车站控制中心，实现列车运行的实时显示、区段占用情况、车次创建及跟踪、列车按计划自动或人工排列进路、行车计划与调度命令等功能，模拟演示信号故障等。

信号集中监测实验系统

该系统符合TJWX-2006 标准，可以产生铁路上复杂的直流、交流等基础设备监测信号，或真实再现，或模拟仿真，亦或是虚拟显示，让学生在观察演示的同时，了解信号集中监测的操作流程，理解其工作原理，并能够采集和监测分析相关数据。

应答器实验系统

该系统能够再现应答器系统中地-车之间能量与信息传输的基本过程，模拟应答器“A”、“C”接口工作原理及接口的波形特性；同时可以对应答器功能与性能进行测试，能够对应答器 I/O 特性与上行链路信号特性测试结果进行分析。

机车信号实验系统

该系统能够对机车信号系统不同信号模块进行模拟与测试分析，引入灵敏度概念，分析不同轨道电路信号强度对机车信号车载系统的影响，模拟实际应用中常见的干扰种类，分析不同干扰对机车信号车载系统的影响以及不同滤波器的干扰滤波效果。

六、学术成果

研究所已完成和正在承担着大量重要理论探索及应用基础研究项目，其中主要包括国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、国家863高技术研究项目和国家铁路集团（原铁道部和铁路总公司）、北京市自然基金等省部级项目。

研究所有多项科研成果获得包括国家科技进步奖、中国铁道学会一等奖在内的省部委科技奖励，主持制定多项行业标准，拥有多项国家授权专利，并成功完成了单项专利百万元以上科技成果的转化，每年有大量高水平学术论文在国内外学术期刊和国际会议上发表。

七、人才培养

研究所以立德为根本，以树人为核心，面向交通强国战略、北京科技创新和高精尖产业布局，围绕轨道交通信号系统自动化、智能化，培育轨道交通安全、高效运营及持续发展亟需的创新型人才。

八、课程建设

研究所主持建设并获评国家级一流课程3门（含国家虚拟仿真实验教学项目1项），主持建设了国家级轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心、国家级电子信息与计算机实验教学示范中心——轨道交通信号与控制专业实验室。在中国大学MOOC 平台上线主讲课程5门，主编国家级规划教材1本、北京市精品教材1本、北京高校“优质本科教材课件”1门、部级规划教材2本和本科专业教材多本。

近年来主持教育部教改项目4项、北京市教改项目2项，获得国家级教学成果二等奖2项、北京市教学成果二等奖1项（主持），多次受邀进行主题报告和经验交流。

九、实习创业

基于历史渊源，研究所与轨道交通信号与控制领域的国内领军企业、各铁路局、铁路设计研究院等多家企、事业单位保持长期及良好的合作关系，建设了多家校外实习基地。积极组织轨道交通信号与控制、自动化专业学生的认识实习、生产实习以及毕业实习。

研究所主持建设了北京高等学校示范性校内创新实践基地，积极指导大学生创新创业项目，获国家级22项，市级20项。培养的轨道交通信号与控制专业班级先后荣获北京市先进班集体、首都高校“先锋杯”优秀基层团支部、北京高校优秀基层组织等。

十、国际交流

研究所与英国伯明翰大学、伦敦国王学院、韩国岭南大学、澳大利亚西悉尼大学等多所国际知名高校保持合作和学术交流。研究所成员担任多个国际学术期刊评审。

• University of Birmingham，United Kingdom

• Yeungnam University, Korea

• Western Sydney University, Australia

• The Technical University of Madrid, Spain