【德国DLR、Europe’s Rail等2025年8月报道】德国航空航天中心(DLR)研发了一套面向列车虚拟编组的新型无线电系统,并首次在真实铁路场景下完成测试验证,该技术作为铁路运输进一步自动化的关键支撑,核心目标是在现有铁路基础设施不进行大规模改造的前提下,通过列车运行自动化提升客货运输能力。
该系统以超宽带(Ultra-Wideband,UWB)技术为核心,具备短距离内高速精准的通信、定位与测距功能,其技术优势不仅体现在极宽的频率频谱传输特性上,更在于可通过“延迟时间(latency)”,即数据包从发射器传输至接收器的时间差,精准计算两列列车之间的距离,为虚拟编组所需的近距离加减速控制提供关键数据支撑。目前,UWB技术已在智能手机、室内或工业场景用小型追踪设备及汽车解锁钥匙等领域实现成熟应用,为其在铁路场景的技术适配提供了实践基础。列车虚拟编组技术的实现需依赖各列车单元持续通信并实时交换精准的位置与速度数据,DLR通信与导航研究所作为项目核心参与方,重点攻关了列车近距离分布式直接通信技术。虚拟编组所需的通信距离范围为20至200米,该距离在铁路行业属“极近距离”,对通信与测距精度提出了极高技术要求。
本次铁路真实场景测试于2025年4月底在荷兰阿默斯福特市(Amersfoort)开展,测试依托荷兰国家铁路公司(Nederlandse Spoorwegen,NS)的专用技术测试轨道,测试载体为两列搭载DLR无线电系统的区域列车,测试路段长度为350米。DLR测试系统被集成于两个紧凑型箱体中,安装于列车前部的机械挂钩处,同时在地面设置第三个箱体作为基站,用于采集额外测试数据;为验证UWB测距精度,系统还配套部署了激光测量系统,通过直接测量列车间距作为参考基准,且所有系统组件均采用电池供电以保障测试场景的灵活性。测试过程中,列车运行速度控制在10至25公里/小时,模拟了两类核心应用场景:一是动态跟驰场景,两列列车首尾行驶且间距维持在15至80米;二是动静交互场景,一列列车正常行驶而另一列保持静止。由于测试间距极短,列车操控难度显著提升,测试期间所有列车均由司机操控,DLR团队同步通过独立显示屏向司机实时反馈系统采集的位置、速度及间距数据,司机反馈显示该类额外信息显著降低了操控难度,为后续人机协同及自动化控制奠定了实践基础。
初步测试结果验证了该技术的可行性与优越性:两列列车之间的距离测量精度达到厘米级;在真实铁路场景下,列车间通信及基于通信的距离计算功能稳定有效,适用距离范围覆盖几米至350米(与测试路段长度匹配),证实了该技术方案在实际应用中的可行性。目前,DLR研发团队正持续分析测试过程中收集的海量数据,以进一步验证系统在长期运行中的精度稳定性与可靠性。从应用前景来看,该系统当前可直接支撑铁路运输的自动化升级,未来还将为高度自动化列车运行提供实时数据支撑,并为无人驾驶列车的落地奠定技术基础。
(来源:中国铁道科学研究院集团有限公司科学技术信息研究所)