来源 :交控科技2026-09-29
当地时间9月22日，德国柏林InnoTrans 2026展会现场，交控科技常务副总裁王伟发表《虚拟编组技术及在城市轨道交通的应用》主题演讲，系统介绍交控科技联合北京交通大学、北京基础设施投资有限公司历时八年攻关的虚拟编组技术。这项代表中国城轨自主创新成果，在全球行业舞台完整亮相。
当前国内城轨行业正迎来深刻转型：由大规模扩张转向存量提质增效，行业重心转向存量线路挖潜、精细化运输组织，推行灵活编组，实现运力与客流精准匹配，成为城轨高质量可持续发展的重要路径。灵活编组，核心就是依托客流数据动态调整列车编组规模，采用“小编组+高密度”模式，做到“先小后大、可扩可缩”，适配早晚高峰、平峰、淡旺季差异化客流，降低运力闲置，提升存量线网效益。虚拟编组，正是灵活编组技术路线里最前沿的实现方案。
欧洲 Shift2Rail、Europe’s Rail 等机构持续投入相关研究，英国 RSSB 将虚拟编组视作实现“更紧密运行”的关键技术。交控科技本次在柏林的分享，标志着中国自主化虚拟编组技术，站上全球前沿赛道。
一
行业痛点
固定编组难以支撑存量提质
我国城轨线网规模全球第一，截至 2025年底，58个城市开通线路382 条，运营里程超13000公里，年客运量超 333亿人次。但客流时空分布不均衡的矛盾长期存在：早晚高峰客流集中，平峰、低峰时段运力富余；伴随线网加密，Y型线路、共线运营等复杂场景持续增多。
传统列车依靠机械车钩实现固定编组，编组规模一旦确定，很难在线动态调整。这一局限带来三重问题：高峰拥挤、平峰运力浪费、车辆利用率偏低，推高线路全生命周期成本。
在存量提质的行业新阶段，单纯依靠新建线路扩大运能已不是最优解。通过灵活编组等精细化运营手段，盘活既有线路资源，匹配动态客流，才是行业破局方向。如何真正做到编组随客流而动，是城轨运营必须攻克的课题。
二
技术方案
三大创新实现动态虚拟灵活编组
虚拟编组的核心思路，是用无线通信替代物理车钩：多列独立列车单元，运行中通过“虚拟连挂”保持极小安全间隔，形成逻辑上的整列编组；并且可在线实时重构编组形态。例如两列 3 辆编组列车，在行驶过程中即可虚拟耦合成 6 辆编组列车，实现动态灵活编组。
想要落地动态虚拟灵活编组，需要攻克列车防护、同步运行、智能调度三大难题，交控科技形成完整创新方案：
创新一：时空分离协同防护。虚拟编组下前后车单元间距远小于传统紧急制动距离，CBTC、ETCS L3 传统防护机制不再适用。团队首次提出“时空分离”协同防护方法，在时间-位置坐标系构建覆盖制动全过程的安全防护模型，协同调控前后车制动减速度，安全距离压缩近四分之三，在近距离追踪下保障列车防撞安全。
创新二：分层协调最优控制。针对站台长度有限、多车组需同步进站停车的难题，团队采用强化学习生成参考轨迹、模型预测控制（MPC）实现实时协调控制，最终做到到站时间差小于1秒、停车车间距仅4.56米。
创新三：智能调度系统。基于客流需求构建混合整数规划时刻表优化模型，搭建“感知—分析—决策—控制”四阶段滚动优化框架，10 秒内生成全新运行计划，虚拟连挂、解挂随客流需求即时调整。
八年研发历程中，技术历经原型开发、产品开发两轮迭代，完成188天现场测试，累计近3000公里上线验证，取得运营许可，性能相比传统CBTC系统大幅提升。
虚拟编组落地价值清晰：作为动态灵活编组的前沿形态，它能够跟随客流变化在线调整编组规模，践行“小编组+高密度”思路，在保障出行服务的同时减少空驶能耗，提升车辆资产利用率，降低线路全生命周期运营成本，助力存量线路效益提升。
目前该技术已在北京地铁19号线完成工程验证，并斩获国际IRSE年度最佳创新奖。我国城轨巨大的存量线网，为虚拟编组这类灵活编组技术提供了广阔的应用空间。
从柏林国际展台，到国内地铁实际运营线路，虚拟编组正从前沿技术，转化为支撑城市轨道交通存量提质、高质量可持续发展的现实解决方案。