在日本，世界上最快的火車可以達(dá)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(zāi)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(duì)探索的自適應(yīng)巡航控制方法）來進(jìn)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(yùn)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(xiàng)研究中，弗吉尼亞大學(xué)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(biāo)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(jìn)行通信，而不假設(shè)列車在整個運(yùn)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(duì)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’。”

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(dǎo)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?yàn)樵谌绱烁叩乃俣认拢熊嚿舷噙B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(jī)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(jié)果是對概念的一種證實(shí)。”盡管他承認(rèn)“很多工程限制因素沒有被考慮進(jìn)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。”

他的團(tuán)隊(duì)正在研究解決他們將要新推出的控制設(shè)計(jì)中的一些實(shí)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。