1. 自主智能与无人系统研究中心总体情况介绍

自主智能与无人系统研究中心秉承“理论与实践并重，务实与创新共举”的研究理念，充分发挥团队带头人的学术引导作用，形成了多层次、结构化的研究团队。中心现有人员14人，包含教授10人，副教授4人，博士导师10人，全部具有博士学位，目前在读博士/硕士100余人。中心以我国基于卫星导航的列车控制领域领军人蔡伯根教授为学术带头人，依托交通信息工程及控制国家级重点学科、2011计划“轨道交通安全协同创新中心”、智慧高铁系统前沿科学中心、北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心、轨道交通安全防护技术服务北京市国际科技合作基地开展科学研究和人才培养，凝练了卫星导航技术应用、列车自主运行维护、车路协同智能控制、智能无人系统感知、轨道交通安全保障与优化控制5个主要研究方向。

近年来中心主持科研项目包括国家自然科学基金项目(重大、重大仪器、重点、国际（地区）合作与交流、优秀青年基金、联合基金、面上、青年等)、国家重点研发计划项目、国家级科技委创新项目、北京市自然基金项目等国家级、省部级科研项目50余项；在IEEE T-ITS、IEEE T-VT、IEEE T-IV、IEEE ITS-M、TRB、TRC、GPS Solutions、VEH COMMUN、IET ITS、 Physica A、COMPUT-AIDED CIV INF、MEASUREMENT、Transportmetrica A、Transportmetrica B、铁道学报、中国公路学报、交通运输工程学报等国内外权威学术期刊及顶级国内外会议上发表学术论文200余篇；申请/授权发明专利100余项；在列车运行控制、列车测速定位、车路协同群体智能控制等方向出版专著十余部；中心核心研究方向入选交通运输部重点领域轨道交通运行控制创新团队。近几年中心研究成果获中国自动化学会科技进步特等奖、中国卫星导航定位协会科技进步一等奖、北京市科技进步一等奖、中国铁道学会科学技术一等奖、中国智能交通协会科学技术一等奖等；中心成员获詹天佑铁道科学技术奖成就奖、詹天佑铁道科学技术奖青年奖、中国交通运输协会科学技术奖科技创新青年奖等荣誉，入选中国智能交通协会优秀科技创新领军人才、交通运输部交通运输青年科技英才、中国科协青年人才托举工程等计划。

1. 中心研究方向

1. 卫星导航方向

自主智能与无人系统研究中心自1999年起开展铁路卫星定位应用研究，是我国首个面向轨道交通安全应用的卫星导航关键技术开展研究的科研团队，近二十年来一直致力于卫星导航和基于卫星导航的轨道交通相关应用展开研究。铁道部于2005年批复在北京交通大学成立“铁路GPS实验室”，于2005年开始承担青藏铁路格拉段全线ITCS列控系统专用轨道电子地图GPS数据处理及验证工作。基于青藏线卫星定位相关技术研究成果，中心于2008年、2009年分别获批铁道部科技开发计划和科技部863计划项目，开展基于卫星定位的低成本列控系统关键技术研究工作。随着北斗卫星导航系统的逐步发展建设，中心于2011年承担铁道部科技开发计划重点项目，开展北斗定位、授时、通信在铁路领域的技术探索。为了进一步对既有铁路信号系统提供增强的安全保障，中心于2012年起在铁道部和工信部支持下开始开展高速列车追踪接近预警和列车完整性技术研究，自2017年起连续获批三项国家自然科学基金铁路联合基金项目（重点），于2018年经国家铁路局推荐申报并获批重点研发计划项目“基于动态间隔的运能可配置列车运行控制系统技术”，2020年获批国家自然科学基金重大科研仪器研制项目“铁路专用卫星定位测试仪研制”，全面支撑具有中国特色的列控系统技术及装备的自主创新。

1. 列车自主运行优化方向

自主智能与无人系统研究中心面向高速铁路与城市轨道交通安全、高效、节能、舒适等多目标均衡运营需求，构建“动态间隔、弹性调整、及时安全”的理论体系，提出了列车自主运行优化与列车编队协同控制理论和方法，突破了面向自动驾驶的高速列车群虚拟重联运行控制优化关键技术难点，在仿真环境下实现多列列车安全、高效、节能、稳定编队运行，显著提升运行效率。团队设计了基于高层体系结构的列控系统仿真体系结构，构建了CTCS-3 级列车运行控制系统仿真、测试与验证平台，应用于京沪、武广高铁列控系统联调联试和互联互通测试，有力支撑了高速铁路的建设与发展。

1. 车路协同方向

自主智能与无人系统研究中心不断地跟进我国智能车路协同系统的发展，围绕智能驾驶环境感知、网联化数字基础设施建设、大规模交通流行为预测与控制等技术问题，搭建了国内首套车路协同自动驾驶仿真测试、验证与评估平台，集全局规划、轨迹规划、安全避障、协同控制等技术应用与测试于一体，开展智能车载关键技术、车路/车车协同信息交互技术、智能路侧系统关键技术、车路协同系统集成和仿真测试技术研究。并研制了车路信息交互系统、智能车载系统、交通大数据分析系统、智能驾驶系统等，形成了基础模型构建、系统实体交互、安全效率评估、群体智能应用的研究与应用体系，在青岛、南京、武汉、上海、常熟等开展示范和应用。

1. 智能无人系统感知方向

自主智能与无人系统研究中心针对复杂环境（如动态、弱纹理、大尺度环境）下的智能机器人的场景感知问题，从系统建模和非线性优化估计等角度研究提升机器人对场景感知的精度、可靠性的理论方法。研究领域包括复杂环境下多模态SLAM方法及建图一致性问题；智能无人系统的规划与导航问题；基于深度学习的目标检测、跟踪、语义分割；基于注意力机制的多模态轨迹预测规划方法；基于多智能体协同的感知、规划与控制；特定应用场景下的车路协同自动驾驶技术等。

1. 轨道交通安全保障与优化控制

自主智能与无人系统研究中心聚焦轨道交通系统运行安全保障与优化控制中的实际需求，开展了列车运行状态高精度感知、轨道交通系统关键设备故障诊断、多列车协同优化控制等方面的研究，在所主持的国家自然科学基金重点国合、面上、青年项目，国家重点研发计划课题，中国科协“青年人才托举工程”项目等支持下，已取得一系列原创性研究成果:（1）提出了高速列车非线性运行状态高精度估计方法;（2）建立了小样本条件下轨道交通联邦学习故障诊断学习框架;（3）优化了虚拟编组场景下的多列车协同控制理论。部分研究成果已在我国铁路、城轨等轨道交通系统中得到应用。

1. 人才培养

自主智能与无人系统研究中心累积培养博士生50余人，硕士生300余人，其中，近五年获得校级、院级优秀硕士论文10余项，中心鼓励学生积极参加、研究生电子竞赛、世界智能驾驶挑战赛等各类科技创新大赛并取得了优异成绩。

优秀学位论文：

参赛获奖：

1. 国际交流

自主智能与无人系统研究中心面向基于卫星导航的列车运行控制领域，长期开展国际合作交流，先后主持了科技部中德合作项目“基于卫星导航的列车运行控制系统技术合作研究”，与德国布伦瑞克工业大学开展了合作，并拓展合作至意大利罗马三大等高校以及泰雷兹公司、阿尔斯通公司等，开展了交流互访、合作研究，形成了包括电子轨道地图、基于卫星导航的定位技术等多项成果，提升了研究中心在国际上的影响力。