德國DLR列車(chē)虛擬編組技術(shù)研發(fā)進(jìn)展
【德國DLR、Europe’s Rail等2025年8月報道】德國航空航天中心(DLR)研發(fā)了一套面向列車(chē)虛擬編組的新型無(wú)線(xiàn)電系統,并首次在真實(shí)鐵路場(chǎng)景下完成測試驗證,該技術(shù)作為鐵路運輸進(jìn)一步自動(dòng)化的關(guān)鍵支撐,核心目標是在現有鐵路基礎設施不進(jìn)行大規模改造的前提下,通過(guò)列車(chē)運行自動(dòng)化提升客貨運輸能力。
該系統以超寬帶(Ultra-Wideband,UWB)技術(shù)為核心,具備短距離內高速精準的通信、定位與測距功能,其技術(shù)優(yōu)勢不僅體現在極寬的頻率頻譜傳輸特性上,更在于可通過(guò)“延遲時(shí)間(latency)”,即數據包從發(fā)射器傳輸至接收器的時(shí)間差,精準計算兩列列車(chē)之間的距離,為虛擬編組所需的近距離加減速控制提供關(guān)鍵數據支撐。目前,UWB技術(shù)已在智能手機、室內或工業(yè)場(chǎng)景用小型追蹤設備及汽車(chē)解鎖鑰匙等領(lǐng)域實(shí)現成熟應用,為其在鐵路場(chǎng)景的技術(shù)適配提供了實(shí)踐基礎。列車(chē)虛擬編組技術(shù)的實(shí)現需依賴(lài)各列車(chē)單元持續通信并實(shí)時(shí)交換精準的位置與速度數據,DLR通信與導航研究所作為項目核心參與方,重點(diǎn)攻關(guān)了列車(chē)近距離分布式直接通信技術(shù)。虛擬編組所需的通信距離范圍為20至200米,該距離在鐵路行業(yè)屬“極近距離”,對通信與測距精度提出了極高技術(shù)要求。
本次鐵路真實(shí)場(chǎng)景測試于2025年4月底在荷蘭阿默斯福特市(Amersfoort)開(kāi)展,測試依托荷蘭國家鐵路公司(Nederlandse Spoorwegen,NS)的專(zhuān)用技術(shù)測試軌道,測試載體為兩列搭載DLR無(wú)線(xiàn)電系統的區域列車(chē),測試路段長(cháng)度為350米。DLR測試系統被集成于兩個(gè)緊湊型箱體中,安裝于列車(chē)前部的機械掛鉤處,同時(shí)在地面設置第三個(gè)箱體作為基站,用于采集額外測試數據;為驗證UWB測距精度,系統還配套部署了激光測量系統,通過(guò)直接測量列車(chē)間距作為參考基準,且所有系統組件均采用電池供電以保障測試場(chǎng)景的靈活性。測試過(guò)程中,列車(chē)運行速度控制在10至25公里/小時(shí),模擬了兩類(lèi)核心應用場(chǎng)景:一是動(dòng)態(tài)跟馳場(chǎng)景,兩列列車(chē)首尾行駛且間距維持在15至80米;二是動(dòng)靜交互場(chǎng)景,一列列車(chē)正常行駛而另一列保持靜止。由于測試間距極短,列車(chē)操控難度顯著(zhù)提升,測試期間所有列車(chē)均由司機操控,DLR團隊同步通過(guò)獨立顯示屏向司機實(shí)時(shí)反饋系統采集的位置、速度及間距數據,司機反饋顯示該類(lèi)額外信息顯著(zhù)降低了操控難度,為后續人機協(xié)同及自動(dòng)化控制奠定了實(shí)踐基礎。
初步測試結果驗證了該技術(shù)的可行性與優(yōu)越性:兩列列車(chē)之間的距離測量精度達到厘米級;在真實(shí)鐵路場(chǎng)景下,列車(chē)間通信及基于通信的距離計算功能穩定有效,適用距離范圍覆蓋幾米至350米(與測試路段長(cháng)度匹配),證實(shí)了該技術(shù)方案在實(shí)際應用中的可行性。目前,DLR研發(fā)團隊正持續分析測試過(guò)程中收集的海量數據,以進(jìn)一步驗證系統在長(cháng)期運行中的精度穩定性與可靠性。從應用前景來(lái)看,該系統當前可直接支撐鐵路運輸的自動(dòng)化升級,未來(lái)還將為高度自動(dòng)化列車(chē)運行提供實(shí)時(shí)數據支撐,并為無(wú)人駕駛列車(chē)的落地奠定技術(shù)基礎。
(來(lái)源:中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司科學(xué)技術(shù)信息研究所)

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