列车车次号是调度集中系统实现调度指挥、列车运行追踪、自动采点、自动排列进路、无线进路预告和无线调度命令的重要基础信息，应保证及时、准确无误。基于对CTC车次号技术的研究，分析了车次号的显示、车次窗的设置、车次号的来源及优先级、数据结构及数据流和车次号的工作原理，提出了优化车次号优先级的建议，解决跨局折返且不同设备供应商间车次跟踪问题，有效避免车次号跟踪错误，提高车次跟踪的准确性。

通过引入大数据技术，基于线网数据中心建设的平台已经逐步取代以往单一的网格级别的综合监控系统。针对大数据技术在轨道交通建设中的应用需求、应用思路、应用方法和业务场景进行分析研究，通过大数据分析技术形成智能决策分析，助力城轨线网协同指挥，提供强有力的大数据支撑服务。

机器学习因其可以自适应的处理大量数据、实现智能分类和预测等优点，在道岔故障检测与诊断（Fault Detection and Diagnosis，FDD）技术方面已经有了许多理论研究和应用。对基于数据的道岔故障诊断算法进行分类和整理，重点介绍基于特征提取和基于数据的建模方法，对于机器学习算法的选择和运用具有一定的指导意义。最后通过分析道岔在预测与健康管理（Prognostics and Health Management，PHM）方面的研究现状，对机器学习在道岔故障预测与健康管理领域的应用进行展望。

虚拟编组在无实际物理连接的情况下，通过协同控制使多个列车形成一个虚拟耦合的逻辑整体，共同实现大编组列车运营组织。基于传统CBTC系统提出虚拟编组CBTC系统方案，并对虚拟编组CBTC系统方案的系统结构以及关键技术进行分析。该虚拟编组CBTC系统方案使运营更加灵活，能够极大地缩短列车运行间隔，为未来轨道交通的列控系统研究提供思路和参考。

ATC信号设备是控制机车车辆(地铁)的重要设备，车载系统与车辆的控制电路系统紧密联系，之间存在许多电气接口和信息接口。由于车载ATC信号设备与车辆属于两个系统，系统之间联合调试工作受时间、场地等诸多因素影响，而目前还没有能单独检测车载板卡内部开关量功能的设备,缺少专用工具对中大修后的板卡进行功能验证，在静态检修后的试车线动调时存在安全风险。研究一种替代车辆专业设备的调试装置，该装置与int连接器母头相连，列车静态条件下通过电脑OMAP软件强制驱动板卡内部开关量，从而测试板卡内部接点是否正常工作，在列车动态测试前就能精准定位故障件，提升列车动态调试效率，进一步提高检修质量与标准。

新一代高铁列车列控系统智能化要求，使车地通信数据较之前更为丰富多样，数据传输的安全可靠性要求更高，延时要求更低。原有的基于GSM的列控通信系统已经不能满足新需求，需要研发新的基于5G技术的新一代列控通信系统。对5G-R通信系统进行研究，设计新的基于嵌入式系统的车载电台，提出地面网络系统的结构、组成和接口。详细分析业务数据在整个车地传输过程所经历的协议封装/解封和接口传递过程，阐述新一代列控通信系统在满足未来车地通信要求的适应性，为高铁列控智能化奠定通信基础。

介绍国内铁路信号系统ZPW-2000制式轨道电路的基本原理和信号特征、轨道电路信号传输路径和工作环境以及轨道电路信号解析的安全意义。阐述解析轨道电路信号的一种有效方法，通过时域过零检测的方法求取瞬时频率频偏，根据瞬时频率频偏与给定载频信息判断轨道电路载频信息，同时获取只有轨道电路上下频偏的低频信息，再通过频域Zoom-FFT求取低频信息。该方法既能满足低成本的CPU性能要求，又能在机车或牵引电流引起的信号幅度漂移的环境下稳定解码

灵活编组技术包含物理联挂/解编技术及虚拟联挂/解编技术，重点对物理联挂/解编技术进行研究，提出信号系统解决方案。通过对运营需求分析，提出物理联挂/解编的功能实现目标及联挂/解编过程，结合互联互通CBTC系统特性，探讨联挂速度控制、与车辆接口、位置报告发送机制、联挂列车换端等关键技术的实现方法。通过灵活编组，在相同行车间隔条件下，可在同一线路不同时间、不同区域配置不同运能，高运量区域大编组高密度运行，在低运量区域小编组高密度运行，从而达到节能降耗和服务质量提升的效果。

通过对既有铁路移动通信专网现状的阐述，以及对于铁路移动通信应用需求的研究，重点提出3类铁路典型应用需求。结合铁路运用实际，提出铁路5G专网的概念，着重讲解铁路5G专网的功能架构，在此基础上，提出3种符合当前铁路移动通信专网建设要求的铁路5G专网部署方案，通过比较各自方案的优劣势，为未来铁路移动通信网络建设提供一定的理论依据，也为“5G+铁路”的快速落地和铁路智能化发展提供了基础支撑。

全电子计算机联锁是新一代计算机联锁系统，具有高安全性、高可靠性、维护便利、占用空间小、易扩展等优点。以全电子计算机联锁系统架构为切入点，依据过渡倒切方案设计原则，分析不同信号设备的倒切方式，提出全电子计算机联锁改造方案及信号系统后期升级CBTC改造方案。为城市轨道交通全电子计算机联锁改造工程提供设计参考。

普速铁路和高速铁路建设标准不同，5G-R的覆盖方案也不尽相同。针对普速铁路和高速铁路不同场景，对铁路沿线隧道和非隧道区域的5G-R无线接入网组网方案进行研究，分别分析设置电桥和不设置电桥两种方案的优缺点，并给出建议方案，以供铁路5G-R网络规划借鉴参考。

AFC智能化管控系统（AFC2.0）采用两层架构模式，改变了传统票卡以上从终端设备（SLE）到车站计算机（SC），到线路中心（LC/MLC），到清分中心（ACC）的4层结构体系，即由云化AFC中心系统直接连接和控制终端设备。在业务上简化系统层架，数据统一由中心系统纳管，避免了传输层的数据差异化带来的业务纠纷；同时，设备直连中心，极大提升了系统的数据响应效率，为融合互联网平台，支持多种非现金支付业务场景提供了支撑；在缩减原有系统建设成本的同时，借助云计算、大数据、人工智能等先进技术，提供智慧化的增量服务，系统运营效率得到了极大的提升，为智慧城市的建设提供了良好的交通行业示范应用。

针对不同时速的高速铁路线路，通过对站台尺寸、步行梯设置的分析，确定防护区段绝缘节距站台端距离的计算方法以及最小值，同时结合现行铁路规范和技术标准，对典型车站以及长大股道车站的防护区段、出站信号机以及出站应答器组间的设计方法进行分析比较，从而得出不同情况下的车站股道防护区段设计方案，为类似工程设计提供借鉴与参考。

探讨CTC集中控制工程技术方案、运输功能试验方案，通过分析某调度台的TDCS升级为CTC，实现中心站集中控制功能的案例，提出中心站集中控制条件、CTC改造方案、功能验证方案、实车验证方案，对类似工程实施具有一定参考价值。

AFC系统直接服务广大乘客，其运行状态直接关系到城市轨道交通运营安全及服务水平，智能运维对该系统有着重要意义。首先，明确AFC系统智能运维的内涵，分析当前AFC系统运维存在的问题，指出AFC系统智能化运维的必要性和紧迫性。然后，分析智能化运维业务功能，从系统架构和业务架构设计两方面给出AFC智能运维系统的设计方案。最后，从线网标准及运维思路两方面，对智能运维系统的应用实施提出建议。AFC智能运维系统能够有效提高运营管理水平，降低运维成本，是管理智能化的必然结果。

轨道电路作为监督轨道线路空闲、反映列车运行情况的重要信号设备，25 Hz轨道电路在运用中，易受器材特性变化，外界环境干扰等导致的轨道电路红光带故障，尤其是轨道电路闪红故障应急处置难度大，对正常运输秩序干扰极大。就如何处理25Hz轨道电路故障进行简要分析和探讨，充分运用监测调看分析结合移频表运用，采用电压法与电流法相结合的方式，快速有效的处置轨道电路红光带故障。

针对ZDJ9转辙机动作电流数据的特点，提出一种基于改进的密度峰值聚类（Density Peaks Clustering，DPC）算法的数据挖掘方法来识别异常数据。通过提取能有效表征转辙机运行状态的特征值来降低数据维度，从而降低运算复杂度，减少计算时间；对特征数据进行归一化处理，使得各特征指标处于同一数量级，消除不同特征指标之间量纲的影响；提出一种改进的DPC算法，并将其应用于ZDJ9转辙机动作电流数据，成功识别出异常数据，验证该算法的有效性。

国内核心都市圈的发展规划同时承担拉开城市框架的市域铁路建设提速，市域铁路信号系统的选型需求也日益迫切。结合信号系统行业现状和技术规范，市域铁路信号系统选型主要是CTCS-2+ATO系统、CBTC系统等。地铁CBTC制式和国家铁路CTCS制式的选择与融合需充分讨论。结合车载架构、地面设备、系统软硬件、通信协议等方面两套系统需综合考虑。从市域铁路信号选型的需求出发讨论CTCS-2和CBTC两种方案互相融合及互联互通的可能性。将从CTCS-2和CBTC互相完全融合，互联互通，双套切换的3种不同方案提出相关设计并分析可行性。特别是针对互联互通的需求，对互联互通方案、接口、切换区域和切换流程等进行研究分析，给出详细的方案。互联互通方案比完全融合方案可行性更高。

折返间隔是影响城市轨道交通运输能力的重要因素，通过折返作业项目和作业时间分析出制约折返间隔的关键点，从信号系统、车辆性能参数、设备选型、站停时间等方面提出优化措施，重点从优化信号系统的角度出发，提出通过联锁进路控制原理、列车速度模型、ATO的折返模式和控车算法来提高折返能力的方法。

通过对机务段业务现状及业务流程的分析，基于信息联锁和管控一体化的技术理念，提出机务段作业的一体化运营方案。构建统一的作业管控平台，实现机务段作业的计划精细化、作业自动化、安全防护智能化，提高机务段作业效率，加速机车周转。