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科研团队紧密联系国家交通战略和铁路现场需求，专注综合交通运输组织优化和铁路运输能力与枢纽规划研究，围绕交通运输过程管控与优化、需求分析、资源与设备布局、网络优化、铁路运输组织方案、能力计算与利用、能力储备与发展等方面开展深入研究。与众多高校及知名企业开展科研合作，形成了理论→应用→工程→产业的全周期、系统化的研究方法和实践成果，提出高速铁路能力体系、适应高质量发展的铁路运输调度组织顶层设计、京沪通道高速铁路与普速铁路线网运能合理匹配等诸多创新理论，攻克铁路通道运能需求时空匹配与调度主动调整、面向路网发展的高速铁路检修资源布局适应性提升、AI赋能高速铁路调度决策等多项前沿技术，为铁路运输行业的发展提供了理论支持和应用指导，推动交通领域绿色化、智能化发展，并持续培养交通运输领域的杰出人才。
本课题组常年招收博士生和硕士生，热忱欢迎交通运输规划与管理、交通运输、交通运输组织与智能管控、综合交通大数据与数字交通等相关专业的有志青年加入！
二、团队成员介绍
张星臣，交通运输学院教授、博士生导师，交通运输工程一级学科责任教授，国家级人才计划和政府特殊津贴入选者，兼任教育部交通运输类专业教学指导委员会主任，教育部高等学校评估委员会委员，中国工程教育认证协会交通运输专业委员会主任，中国交通教育研究会副会长兼院长分会理事长，教育部研究生学位中心博士论文评审专家，以及自然科学基金和国家科技奖评审专家。获国家教学成果一等奖1项、二等奖2项，北京市教学成果特等奖1项，一等奖等多项。从事交通运输工程领域相关研究30余年，主持/参加50余项科研项目，包括：科技部“863”项目，国家自然基金项目，铁路总公司项目和北京市项目等，在国内外学术刊物及国际、国内学术会议上发表论文百余篇，出版《城市轨道交通运营与管理》教材1部，担任《铁道学报》、《同济大学学报》、《系统仿真学报》和《中国铁路》等期刊审稿专家。
陈军华，交通运输学院教授、博士生导师，交通运输学院副院长，国家级虚拟仿真实验中心主任，交通运输协会高等教育专业委员会副秘书长，中国高等教育学会数字化课程资源研究分会常务理事，教育部虚拟仿真教学创新联盟交通运输专业委员会秘书长，全国离散系统仿真学会委员。主要研究领域为交通运输规划与管理，长期活跃于铁路运输组织科研一线，是铁路运输组织尤其是能力利用相关领域的青年骨干，北京交通大学前沿科学中心高铁方向核心成员。作为负责人先后主持国家重点研发计划、国家自然科学基金、国铁集团重点项目等课题30余项，有着丰富的运输枢纽相关数据、模型和算法积累，近年来发表中英论文60余篇（包括国际顶级刊物Transportation Research part B和国内顶刊《铁道学报》），专著2部，授权发明专利5项，软件著作权17项。获中国地方铁路协会科学技术二等奖、中国交通运输协会科技进步二等奖（2024年）等十余项奖励。
徐彬，交通运输学院讲师，曾任英国IET学会会员，全国计算机模拟学会会员，先后在北京铁路局、北京交通大学工作多年，在神华包神铁路有限责任公司挂职锻炼。主要研究领域为轨道交通运输组织方案编制、运输能力分析与提升、运输组织优化。近几年参加国家重点研发计划、科技部“科技支撑”项目、科技部“973”项目、科技部“863”项目，国家自然科学基金项目、中国铁路总公司科技研究开发计划、中央高校基本科研业务项目等若干省部级科研项目，近年来发表国内外学术论文20余篇，参与撰写出版中文专著6部，作为骨干人员参与1门国家级课程思政示范课程和国家级课程思政团队建设、2门国家级精品课程建设和1门中国大学视频公开课建设。
王志美，交通运输学院副教授，硕士生导师，获国家教学成果一等奖1项，北京市教学成果特等奖1项。深耕轨道交通运输组织优化相关研究10余年，有良好的研究基础和技术储备，参与研究10余项科研项目，包括：科技部“863”项目，国家自然基金项目，铁路总公司项目和北京市项目等。近年来，在国内外学术刊物及国际、国内学术会议上发表论文20余篇，承担研究生“最优化理论与方法”、本科生“管理运筹学”和“城市轨道交通运营与管理”等课程教学工作。
郑汉，交通运输学院城市轨道交通系讲师，从事《管理运筹学》与《城市轨道交通运营管理》课程教学工作。主要研究方向为轨道交通能力计算与评估、轨道交通运行图编制、基于人工智能的轨道交通主动型调度指挥、轨道交通短时OD客流预测等，发表SCI/EI期刊文章10余篇。独立及合作研发交通全球数据集、基于客流分析的高速铁路运行图编制、高速铁路模拟驾驶等数据集或软件工具集。近年来，主持中国博士后科学基金会项目2项，参与自然科学基金、国家重点研发计划、国铁集团研发计划等多项。
崔赞扬，交通运输学院交通运输实验中心实验师，从事本科实验教学工作，承担《铁路编组站技术作业虚拟仿真实验》教学工作。主要研究方向为轨道交通线网布局优化、需求响应型列车开行方案编制、面向路网发展的动车组检修资源布局优化等，发表SCI/EI期刊文章多篇；联合发布轨道交通物理网络建模工具包2项，累计下载安装次数超过3万次；近年来参与自然科学基金、国家重点研发计划、国铁集团研发计划等多项。
三、科研成果
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论著名称 |
期刊/会议/出版社 |
发表时间 |
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Design and Development of an Integrated Virtual-Reality Training Simulation Sand Table for Rail Systems |
Information |
2024 |
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Multitype Origin-Destination (OD) Passenger Flow Prediction for Urban Rail Transit: A Deep Learning Clustering First Predicting Second Integrated Framework |
Journal of Advanced Transportation |
2024 |
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考虑车辆资源的重载铁路重空列协同运输组织 |
铁道科学与工程学报 |
2024 |
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面向换乘体验优化的高速铁路列车运行图调整研究 |
铁道运输与经济 |
2024 |
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Integrated Models and Algorithms for Enhancing Service Level and Capacity Utilization in Railway Operations |
International Conference on Traffic Engineering and Transportation System |
2023 |
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Data-driven train delay prediction incorporating dispatching commands: An XGBoost-metaheuristic framework |
IET Intelligent Transport Systems |
2023 |
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High-speed train timetable optimization based on space–time network model and quantum simulator |
Quantum Information Processing |
2023 |
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Integrated Planning for Depot Location and Line Planning Problems in the Intercity Railway Network with Passenger Demand Uncertainty |
Sustainability |
2023 |
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基于邻域核密度估计的高速铁路列车正晚点分布模型研究 |
铁道学报 |
2022 |
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Joint Optimization of Multi-Cycle Timetable Considering Supply-to-Demand Relationship and Energy Consumption for Rail Express |
Mathematics |
2022 |
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A cumulative service state representation for the pickup and delivery problem with transfers |
Transportation Research Part B: Methodological |
2019 |
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可变编组动车组运维一体化帕累托前沿分 析 |
交通运输系统工程与信息 |
2019 |
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考虑支线运输服务的多式联运网络优化 |
沈阳工业大学学报(社会科学版) |
2019 |
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基于多层次行人行为模型的地铁大客流仿 真 |
大连交通大学学报 |
2019 |
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铁路运输经典问题建模与实现（专著） |
中国铁道出版社, |
2019 |
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项目名称 |
项目来源 |
项目时间 |
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航运运行图计划编制服务 |
国家能源集团航运有限公司 |
2024-2025 |
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运输车流态势推演模型开发 |
北京飞鸿云际科技有限公司 |
2023-2024 |
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适应高质量发展的铁路运输调度组织创新和实施技术路线研究 |
铁路总公司（原铁道 部） |
2022-2023 |
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铁路主要运输通道运能需求时空匹配与调度主动调整优化技术研究 |
铁路总公司（原铁道 部） |
2022-2023 |
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京沪通道高速铁路与普速铁路线网运能合理匹配与协调优化研究 |
铁路总公司（原铁道 部） |
2021-2022 |
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高速铁路网络通过能力综合利用理论与方法研究 |
国家自然基金联合基 金 |
2018-2021 |
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类型 |
成果名称 |
奖励名称 |
奖励 等级 |
获奖时间 |
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教学相关 |
打造新工科产教融合双师型课堂—“铁路行车组织” |
第四届全国高校教师教学创新大赛产教融合赛道全国赛二等奖 |
国家级 |
2024 |
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北京市高校青年教学名师 |
北京市高校青年教学名师 |
省部级 |
2024 |
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国家级一流本科课程-《管理运筹学（A）》 |
国家级一流本科课程 |
国家级 |
2023 |
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新工科背景下交通运输专业人才“分类培养”体系建设改革与实践 |
教学成果奖 |
国家级 |
2023 |
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科研相关 |
复杂环境下城市轨道交通运营安全预警与应急处置关键技术及应用 |
2023年度中国交通运输协会科学技术二等奖 |
省部级 |
2024 |
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城市轨道交通复杂场景构建与模拟系统开发 |
2023年度中国地方铁路协会科学技术奖二等奖 |
省部级 |
2024 |
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类型 |
成果名称 |
等级号 |
获奖时间 |
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专利 |
一种用于铁路通道能力瓶颈识别与消解的方法和系统 |
ZL201910882261.3 |
2022 |
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Method and system for identifying and eliminating railway transport capacity bottleneck |
2020101782 |
2022 |
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一种行为感知系统及方法 |
ZL201710186263.X |
2017 |
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软件著作权 |
煤运重载铁路车流推演优化软件 |
2024SR1317794 |
2024 |
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调度驱动的列车晚点分析系统 |
2024SR0137572 |
2024 |
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基于铁路运输调度的能力利用综合分析系统 |
2024SR0137562 |
2024 |
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基于量子计算的高速铁路列车运行图编制系统 |
2023SR0825080 |
2023 |
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铁路通道流数据分析系统 |
2021SRBJ1051 |
2021 |
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高速铁路通过能力计算系统 |
2021SRBJ0691 |
2021 |
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高速铁路能力基础要素管理系统 |
2021SRBJ0690 |
2021 |
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铁路运输能力综合运用动态仿真系统 |
2021SRBJ0689 |
2021 |
（1）铁路货检车间作业VR实训平台
铁路货检实训平台基于丰台西站原型，采用仿真技术对货检流程进行数字建模。平台包括认知视频、虚拟学习和考核系统，支持PC和VR模式，让学生在虚拟环境中学习货检作业。此系统旨在帮助本科生理解铁路货检作业，弥补无法亲临现场的不足，完善其知识体系。
（2）高速铁路能力计算与仿真系统
高速铁路能力计算与仿真系统融合大数据分析与OpenTrack二次开发，提供路网可视化、能力指标计算、瓶颈识别与优化等模块化功能，满足多层级仿真需求。该系统能够协助运输决策部门进行能力测算和运输计划预演，以提升决策质量和运输计划的优化。
（3）航运运行图系统一期
航运运行图系统将铁路运行图推广至航运领域，设计了航运运行图的要素体系、技术标尺、统计指标和编制流程，具备多时空尺度运行图编制功能，助力航运数字化建设。
（4）基于VR的丰西编组站认知实习系统
基于VR技术的丰西编组站认知实习系统将虚拟现实技术引入实验教学，系统使用头戴式显示器和操纵杆，学生可以漫游虚拟编组站，学习设备信息，体验摘钩员、调车司机、调车区长的工作，进行模块化学习。
（5）铁路编组站作业认知与操作实验平台
铁路编组站作业认知与操作实验平台基于丰台西站原型，平台针对学生现场认知不足和实际操作限制，提供认知实验和作业过程仿真操作两大功能，通过仿真模拟和语音讲解，帮助学生熟悉作业系统操作，弥补知识空缺，完善知识体系。
（6）基于数字孪生的高速铁路运输能力智能分析系统
项目基于“数字孪生”与GIS技术，搭建适用于中国高速铁路能力要素智能分析系统，有效利用数据感知技术对线路、区间和车站的数据采集优势，设计实时循环迭代的调度命令备选集，搭建优化能力分析的模型框架，提高仿真精度、扩展展示维度。
（7）列车自动控制综合实训平台硬件沙盘
列车自动控制实训平台是一个模拟列车运行的仿真系统，由控制中心、车辆段、线路、列车、车站和轨旁设备组成，模拟CBTC模式下的ATS系统进路排列、列车追踪、站台控制和信号控制，具备信号故障模拟处置功能，采用软件仿真和实物演示，帮助学生熟悉信号控制和运营操作，具有高性价比和安全性，为学生和员工提供多专业、多岗位的实训。
（8）人机轮询式高速铁路智能调度辅助决策系统
人机轮询式高速铁路智能调度辅助决策系统，具备自然语言对话、题库教学、调度流程模拟演练以及知识库管理四大核心功能，通过场景化调度演练和动态知识库更新，有效解决了调度场景多样化、个性化需求难以满足以及教学资源不足等问题，为铁路职教培训、行业知识传播和调度辅助决策提供了一体化解决方案。
（9）复杂场景动态演化模拟系统
复杂场景动态演化模拟系统，宏观层面设计列车流有控-随机模型，建立列车追踪、列车延误传播、列车优化控制等模型；微观层面采用虚拟现实（VR）技术生成某特定场景，采集参与者在特定环境下的行为反应，从而对行人流模拟仿真提供基础参数支撑。系统能够模拟大客流下的火灾疏散与列车调整，实现多功能多角色实时互动，助力城市轨道交通管理部门在日常和特殊情况下调度决策。
（10）面向服务水平提升的高速铁路列车运行调整系统
面向服务水平提升的高速铁路列车运行调整系统集成了数据导入、延误信息处理、运行调整优化、能力分析以及方案比选等关键功能模块，能够在面对复杂运营环境与多样化调度需求时，快速优化列车运行图，实时提供相关服务水平指标及能力分析结果，适用于常规调度规划、应急处置以及中长期资源配置策略制定，支持运营方有效应对列车运行中的动态变化，提高整体运输效率与服务质量。
联系人：崔赞扬
联系方式：zycui.bjtu.edu.cn