轨道交通通信与信号处理

本方向以轨道交通信号与通信理论和技术高速铁路和城市轨道交通的车地无线通信为背景,研究面向高速列车的超高带宽通信、轨道交通无人驾驶关键技术、智能列车控制等关键理论和技术。

研究内容包括:基于轨道交通应用的宽带无线通信基础理论及关键技术的研究,包括基于编码的安全计算机平台、轨道交通列车控制系统的检测与验证、LTE-M、智慧轨道交通、轨道交通大数据分析与信息处理、可靠宽带车地通信等为重点研究内容,以支撑国家十三五发展规划以及高速铁路和城市轨道交通的发展要求。

承担了多项科技部支撑计划、铁道部科技发展计划、国家自然科学基金等一批高水平的项目。

制订了多项国家标准,研究的基于编码的安全计算机平台成功应用国内顶级企业,包括卡斯柯信号有限公司、中车时代电气股份有限公司等,实现了轨道交通装备业核心技术的自主化,研究成果填补了国内空白,解决轨道交通领域的技术瓶颈,并于2016年获得上海市科技进步一等奖。

1)基于通信的列车控制信息系统

        列车控制系统是高速铁路和城市轨道交通的关键和核心,是铁路走出去战略的重要组成部分。团队依托全国唯一的铁路车站联锁检测站、上海市磁浮与轨道交通协同创新中心、国家磁浮工程技术研究中心等,研究并形成了列车控制及安全的完整理论和方法,建立了基于编码的安全计算机平台、信号系统验证理论和平台等一批国内有影响力的研究成果,并与卡斯柯信号有限公司、中车时代电气股份有限公司、铁道部科学研究院、通号集团等企业形成了长期的合作研究,研究成果在高速铁路和城市轨道交通交通得到了广泛的应用,为我铁路的六次提速及高速铁路的安全运行提供了技术上的安全保障,形成鲜明的轨道交通领域的同济大学研究特色,引领了轨道交通安全领域的理论和技术的发展,研究成果先后获得上海市和教育部科技进步一等奖。

2)安全可靠车地通信及信息处理

       通信是列车指挥和运行的基础,也是近年来高铁和城市轨道交通信息化的瓶颈。研究团队是LTE-M国际标准、智慧轨道交通的重要成员,研究团队已经形成了安全、可靠车地通信的关键核心理论和方法,包括双道道验证、抗干扰技术、WiFi的安全性增强等。研究团队围绕高速铁路及城市轨道交通的通信可靠性和安全性问题,开展了干扰检测和控制、信道编码、Massive MIMO、双通道验证、跳频扩频、保密通信等理论和技术的研究,建立安全、可靠、宽带、低延时的车地通信体系,并与领域内的著名企业建立了长期的合作关系,在国内外高水平学术期刊上(包括IEEE Trans.)发表了百余篇学术论文,主持编写了2项国家标准,获得了10余项国家发明专利,有力地支撑了高速铁路及城市轨道交通车地通信的发展和应用,研究成果处于国内领先水平。

3)宽带通信基础理论研究

       宽带通信是铁路和城市轨道交通的当前急需解决的问题,本研究团队是下一代铁路移动通信研究工作组的重要成员。在宽带无线通信、电力线载波通信、编解码理论、毫米波通信、THz通信等领域进行了深入而广泛的研究,形成了超宽带通信的完整理论体系,包括:5G基站的研发及空口研究、扫频理论和技术、相控阵雷达、密集无线接入等,并与华为、中兴、贝尔阿尔卡特、上海铁路通信集团有限公司、申通技术中心等企业形成了可持 续发展的合作关系,形成了20余项发明专利,部分理论和技术已经在领域内得到应用和推广。