在日本，世界上最快的火車可以達到每小時602公里的驚人速度，僅需6秒鐘就能行駛一公里。雖然這是一種非常有效的旅行方式，但以這樣的速度行駛的兩列火車如若相撞，那將是毀滅性的災難事件。工程師們希望通過使列車彼此感知并在協(xié)同式巡航控制框架下工作（類似于為道路上的自動駕駛汽車車隊探索的自適應巡航控制方法）來進一步提高效率并同時保持安全。

傳統(tǒng)上，火車是在固定的閉塞系統(tǒng)上運行的，在這個系統(tǒng)中，一條鐵路線被分成若干被稱為閉塞分區(qū)的區(qū)段。同一閉塞分區(qū)內(nèi)不允許有兩列火車，并且任何兩列火車之間至少隔著一個空閑閉塞分區(qū)。雖然這種方法限制了碰撞的可能性，但也意味著在給定的時間內(nèi)，鐵路的大部分路段將處于閑置狀態(tài)。

在2月12日發(fā)表在IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems上的一項研究中，弗吉尼亞大學的Zongli Lin和他的同事們提出了一個算法框架，用于列車之間以及單個列車的各個車廂之間的協(xié)同式巡航控制。（論文標題為：Distributed Cooperative Cruise Control of Multiple High-Speed Trains Under a State-Dependent Information Transmission Topology）

現(xiàn)有已提議的列車對列車通信系統(tǒng)中的一個主要問題是列車之間無線通信的范圍和可靠性。因此，Lin和他的同事們開發(fā)了一個框架，使每列列車都能與最近的相鄰列車進行通信，而不假設列車在整個運行期間都能夠相互通信。

Lin解釋說：“我們提出的控制方法很像一大群鳥的編隊飛行，其中每只鳥很可能只與其感知范圍內(nèi)的相鄰的鳥‘交流’?！?/p>

他們的框架確保相鄰列車之間的距離（稱為追蹤間隔）是最優(yōu)的。追蹤間隔太小會增加碰撞的幾率，而追蹤間隔太大會導致鐵路利用率不足。

他們?yōu)榱熊嚨母鬈噹_發(fā)了一種類似的巡航控制方法，因為在如此高的速度下，列車上相連接的車廂之間需要保持足夠的距離，以免耦合器（將車廂連接在一起的彈簧式機械裝置）被過度壓縮或拉伸。

模擬表明，他們的方法可以增加鐵路線路的利用率，并避免在單列火車中過度壓縮或拉伸耦合器。

Lin說：“我們的研究結果是對概念的一種證實?！北M管他承認“很多工程限制因素沒有被考慮進去。其中包括受限的控制力、通信延遲和通信系統(tǒng)的可靠性?！?/p>

他的團隊正在研究解決他們將要新推出的控制設計中的一些實際限制。將來，你的通勤方式可能不僅涉及自動駕駛汽車，還涉及具有自己“頭腦”的高速列車。