【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)了一套面向列車虛擬編組的新型無線電系統(tǒng),并首次在真實鐵路場景下完成測試驗證,該技術作為鐵路運輸進一步自動化的關鍵支撐,核心目標是在現(xiàn)有鐵路基礎設施不進行大規(guī)模改造的前提下,通過列車運行自動化提升客貨運輸能力。
該系統(tǒng)以超寬帶(Ultra-Wideband,UWB)技術為核心,具備短距離內(nèi)高速精準的通信、定位與測距功能,其技術優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在極寬的頻率頻譜傳輸特性上,更在于可通過“延遲時間(latency)”,即數(shù)據(jù)包從發(fā)射器傳輸至接收器的時間差,精準計算兩列列車之間的距離,為虛擬編組所需的近距離加減速控制提供關鍵數(shù)據(jù)支撐。目前,UWB技術已在智能手機、室內(nèi)或工業(yè)場景用小型追蹤設備及汽車解鎖鑰匙等領域?qū)崿F(xiàn)成熟應用,為其在鐵路場景的技術適配提供了實踐基礎。列車虛擬編組技術的實現(xiàn)需依賴各列車單元持續(xù)通信并實時交換精準的位置與速度數(shù)據(jù),DLR通信與導航研究所作為項目核心參與方,重點攻關了列車近距離分布式直接通信技術。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要求。
本次鐵路真實場景測試于2025年4月底在荷蘭阿默斯福特市(Amersfoort)開展,測試依托荷蘭國家鐵路公司(Nederlandse Spoorwegen,NS)的專用技術測試軌道,測試載體為兩列搭載DLR無線電系統(tǒng)的區(qū)域列車,測試路段長度為350米。DLR測試系統(tǒng)被集成于兩個緊湊型箱體中,安裝于列車前部的機械掛鉤處,同時在地面設置第三個箱體作為基站,用于采集額外測試數(shù)據(jù);為驗證UWB測距精度,系統(tǒng)還配套部署了激光測量系統(tǒng),通過直接測量列車間距作為參考基準,且所有系統(tǒng)組件均采用電池供電以保障測試場景的靈活性。測試過程中,列車運行速度控制在10至25公里/小時,模擬了兩類核心應用場景:一是動態(tài)跟馳場景,兩列列車首尾行駛且間距維持在15至80米;二是動靜交互場景,一列列車正常行駛而另一列保持靜止。由于測試間距極短,列車操控難度顯著提升,測試期間所有列車均由司機操控,DLR團隊同步通過獨立顯示屏向司機實時反饋系統(tǒng)采集的位置、速度及間距數(shù)據(jù),司機反饋顯示該類額外信息顯著降低了操控難度,為后續(xù)人機協(xié)同及自動化控制奠定了實踐基礎。
初步測試結果驗證了該技術的可行性與優(yōu)越性:兩列列車之間的距離測量精度達到厘米級;在真實鐵路場景下,列車間通信及基于通信的距離計算功能穩(wěn)定有效,適用距離范圍覆蓋幾米至350米(與測試路段長度匹配),證實了該技術方案在實際應用中的可行性。目前,DLR研發(fā)團隊正持續(xù)分析測試過程中收集的海量數(shù)據(jù),以進一步驗證系統(tǒng)在長期運行中的精度穩(wěn)定性與可靠性。從應用前景來看,該系統(tǒng)當前可直接支撐鐵路運輸?shù)淖詣踊墸磥磉€將為高度自動化列車運行提供實時數(shù)據(jù)支撐,并為無人駕駛列車的落地奠定技術基礎。
(來源:中國鐵道科學研究院集團有限公司科學技術信息研究所)