刘宏杰

基本信息

教育背景

北京交通大学 交通信息工程及控制 博士

北京交通大学 交通信息工程及控制 硕士

北京交通大学 自动化 学士

工作经历

2023- 北京交通大学 研究员

2019-2023 北京交通大学 副研究员

2017-2018 New Jersey Institute of Technology 访问学者

2011-2019 北京交通大学 助理研究员

2008-2014 交控科技股份有限公司 研发中心（兼职）

2008-2011 北京交通大学 研究实习员

研究方向

• 控制工程
• 人工智能
• 交通智能控制与优化
• 轨道交通系统安全与可靠性
• 交通系统感知与大数据
• 交通系统仿真与测试
• 新一代电子信息技术
• 网络与信息安全

招生专业

• 控制工程硕士
• 人工智能硕士
• 交通信息工程及控制硕士
• 新一代电子信息技术（含量子技术等）硕士
• 网络与信息安全硕士

科研项目

• 恶劣条件下高速铁路动态安全管理技术研究
• 国家重点研发计划-项目: 川藏铁路列车运行控制系统关键技术及成套装备, 2023-2026
• 北京交通大学: 铁路四电维管设备外观识别检测机器人研究, 2024-2025
• 川藏铁路站后系统技术方案及综合试验前期方案研究-3
• 北京交通大学: 基于多传感融合的机场道面异物快速检测方法研究, 2023-2024
• 国家重点实验室: 列车自主追踪与协同管控, 2023-2026
• 北京交通大学: 重载列车虚拟编组技术研究与应用, 2023-2026
• 北京交通大学: 量子信息技术发展与产业应用前瞻研究, 2023-2023
• 国家自然科学基金“面上”: 虚拟编组列车高安全小间隔防护和控制理论与方法研究, 2024-2027
• 其他部市(2020.10起仅限省部级科技计划\基金\专项): 城轨列车主动感知技术研究与示范应用, 2023-2025
• 北京交通大学: 国网福建电科院电源中心2023年带电线路压接质量无损检测装置研制, 2023-2024
• 面向复杂安全约束的城轨虚拟编组列车协同优化控制方法研究
• 铁路总公司（原铁道部）: 高速铁路运输能力品质提升关键技术方案研究, 2022-2024
• 北京交通大学: 脱硫设施预知性维修智慧系统吸收塔自主飞行巡测无人机开发技术服务, 2022-2023
• 国家重点研发计划-任务: 川藏铁路列车运行安全间隔控制关键技术研究及新型列控系统方案仿真验证, 2021-2026
• 北京交通大学: 川藏铁路列控系统方案研究, 2022-2024
• 国家发展改革委: 面向动态时空的列车虚拟联挂追踪控制关键技术与应用示范, 2021-2028
• 国家发展改革委: 智慧城轨新一代智能列车运行系统及平台示范工程, 2021-2028
• 基于动态时空防护的高速列车自主追踪控制方法
• 铁路总公司（原铁道部）: 基于智能感知的列车自主定位关键技术研究, 2021-2024
• 北京市自然基金“面上”: 仿飞行乌贼可重复水空发射跨介质航行器机理及实验研究, 2022-2024
• 北京交通大学: 先进轨道交通列车运行控制试验方案研究, 2021-2025
• 北京交通大学: 先进轨道交通综合试验研究基地方案研究, 2021-2025
• 铁路总公司（原铁道部）: 高安全云平台及云列控系统关键技术研究, 2021-2024
• 国家铁路局: 面向动态全时空运行的高速列车安全防护理论方法研究, 2021-2022
• 红果园国家级“科技委”: 旋翼微型无人机用仿生足爪设计, 2021-2024
• 北京交通大学: 雅砻江官地水电站小空间万向机器人研发项目, 2021-2024
• 面向游泳场景的人体位姿感知与运动分析
• 红果园省部级"企事业"（新）: 多方法融合的数据质量优化技术, 2021-2024
• 国家重点研发计划-任务: 客流车流耦合的行车组织动态调整技术, 2020-2023
• 北京交通大学: 全智能烹饪机器人系统设计及研发, 2020-2023
• 北京市自然基金“轨道交通联合”: 基于前车动态行为预测的列车安全防护控制理论与方法, 2020-2023
• 北京市自然基金“轨道交通联合”: 面向动态时空的城轨列车安全防护控制理论与方法, 2020-2023
• 北京交通大学: 北京轨道交通形式化验证系统采购项目, 2020-2023
• 国家自然科学基金“面上”: 全自动运行系统中基于自主控制的列车节能运行与优化, 2021-2024
• 北京市教委: 北京实验室-基于相对移动闭塞的列车编队控制方法, 2020-2021
• 高速列车自主运行控制方法研究
• 北京市教委: 科研基地-城市轨道交通北京实验室-基于学习的城轨ATO关键技术研究, 2019-2020
• 北京市教委: 科研基地-城市轨道交通北京实验室-基于车-车通信的新型列控系统的深化研究, 2019-2020
• 红果园省部级"企事业"（不再立新项目）: 测控技术创新平台, 2019-2022
• 铁路总公司（原铁道部）: 基于海南东环CTCS-2叠加CBTC实现高速铁路能力提升的方案研究, 2019-2020
• 其他部市(2020.10起仅限省部级科技计划\基金\专项): 基于CTCS2&CBTC列控系统改造升级方案研究, 2018-2020
• 面向联锁系统的测试案例自动构建方法研究
• 北京交通大学: ATS压力测试及现场技术服务, 2019-2023
• 北京市自然基金“轨道交通联合”: 以车载为核心的列控系统主动安全防护方法研究, 2019-2021
• 北京市科委: 面向轨道交通网络化运营的全自动运行系统关键技术和装备研究与应用示范, 2018-2020
• 铁路总公司（原铁道部）: 面向联锁仿真试验的测试案例自动化构建技术研究, 2018-2020
• 北京市教委: 科研项目-北京实验室-城市轨道交通北京实验室-自动可控列控安全计算机的研发及FAO互联互通平台关键技术研究, 2018-2019
• 北京市科委: 纵向预研基金-北京市科委-KWH15002531, 2018-2019
• 北京市科委: 纵向预研基金-北京市科委-KWH16001531, 2018-2020
• 北京市教委: 科研项目-北京实验室-城市轨道交通北京实验室-下一代列控系统仿真平台搭建, 2018-2018
• 国家重点研发计划: 车载中心化的动态间隔控制及测试验证技术研究, 2018-2022
• 铁路总公司（原铁道部）: 转预研基金--铁路通信信号设备运维与保障技术研究-铁路信号系统综合运维关键技术与应用研究, 2017-2021
• 下一代列控系统研究
• 北京市科委: 兼容城轨CBTC以及城际CTCS的列控系统研制, 2017-2023
• 北京市教委: 科研项目-北京实验室-具有可持续性发展、开放性研究的全系统全自动无人驾驶平台搭建与改造, 2017-2017
• 其他部市(2020.10起仅限省部级科技计划\基金\专项): 大型枢纽机场旅客捷运系统关键技术研究与应用-3（运行控制）, 2015-2020
• 铁路总公司（原铁道部）: 铁路列控系统关键技术深化研究——CTCS中国列控系统“走出去”关键技术研究, 2016-2021
• 安全驱动的高速铁路下一代列控系统可信性保障方法研究
• 北京交通大学: 新疆铁道职业技术学院实训设备技术开发, 2016-2018
• 北京市科委: 基于车车通信的城际铁路信号系统研究, 2016-2017
• 北京市教委: 基于车-车通信的CBTC系统关键技术研究, 2016-2016
• 北京市教委: CBTC互联互通测试方法研究和平台搭建, 2016-2016
• 北京市教委: 科学研究与研究生培养共建项目-科研项目-北京实验室-下一代列控系统关键技术研究及样机研制, 2016-2016
• CBTC车载系统功能安全保证方法研究
• 铁路总公司（原铁道部）: 下一代铁路通信信号关键技术研究——下一代列控系统技术方案研究, 2015-2017
• 北京市科委: 区域轨道交通互联互通信号系统关键技术和装备研制研制, 2015-2017
• 国家自然科学基金“重点”: 高速铁路信号系统安全评估基础理论与方法研究, 2015-2018
• 2011计划: 轨道交通安全协同创新中心-唐涛（负责人）团队建设项目, 2015-2016
• 北京市教委: 科研项目-北京实验室-城轨CBTC系统的互联互通及节能优化验证平台研究（改革试点）（协同创新中心）, 2015-2015
• 科技部“973”: 安全攸关软件系统的构造与质量保障方法研究, 2013-2024
• 北京市教委: 科学研究与研究生培养共建项目-科研项目-北京实验室-全自动驾驶系统示范工程关键技术研究, 2014-2015
• 北京市教委: 城市轨道交通北京实验室, 2012-2013
• 科技部“科技支撑”: 北京轨道交通核心技术研发, 2009-2011
• 北京市科委: 北京市轨道交通信号系统核心技术研发及工程示范, 2008-2010
• 北京交大创新科技中心（暂停立项）: 北京市轨道交通亦庄线工程信号系统采购项目, 2009-2011

教学工作

2023-2024-2 列控功能安全软件设计与开发（研究生课程）

2022-2023-2 列控功能安全软件设计与开发（研究生课程）

2022-2023-1 列车运行控制技术

2021-2022-2 列控功能安全软件设计与开发（研究生课程）

2020-2021-2 列控功能安全软件设计与开发（研究生课程）

2020-2021-1 高级语言程序设计

2019-2020-2 高级程序设计训练

2019-2020-1 城轨信号综合实验

2018-2019-2 高级程序设计训练

2018-2019-2 城轨信号基础

2018-2019-2 城轨车站信号自动控制

2018-2019-1 轨道交通苛求系统的计算机与安全（研究生课程）

2016-2017-2 轨道交通创新与实践

2016-2017-2 高级程序设计训练

2016-2017-1 轨道交通苛求系统的计算机与安全（研究生课程）

2016-2017-1 编组站自动化

2015-2016-2 轨道交通创新与实践

论文/期刊

• 罗啸林,唐涛,陆晓宇,吕继东,刘宏杰.Robust constraint satisfaction and stability of virtually coupled train set with uncertain dynamics: A dual-mode robust MPC approach.TRANSPORTATION RESEARCH PART C-EMERGING TECHNOLOGIES,2023,None(156)
• 刘宏杰,罗啸林,唐涛,张扬,柴铭.A hierarchical control approach for virtual coupling in metro trains.Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering,2023,18(38)
• 卢万里,吕继东,高金金,柴铭,刘宏杰,唐涛,李丹勇,宋栋良.基于随机价格时间博弈的列车队列稳定性模型验证与控制策略优化.交通运输工程学报,2023,2(23)
• 柴铭,王海峰,唐涛,柴金川,刘宏杰.A Relative Operation-based Separation Model for Safe Distances of Virtually Coupled Trains.IEEE Transactions on Intelligent Vehicles.,2023,-(-)
• 罗啸林,唐涛,林炳跃,刘宏杰.A Robust Model Predictive Control Approach for Reducing Following Distance between Virtually Coupled Unit Trains.Tiedao Xuebao/Journal of the China Railway Society,2023,8(45)
• 唐涛,罗啸林,刘宏杰,张艳兵.城轨列车虚拟编组安全防护与运行控制技术研究进展.科技导报,2023,10(40)
• 郭宇轩,裴轩,罗啸林,刘宏杰,唐涛,侯涛刚.A Particle Swarm Optimization-Based Online Optimization Approach for Virtual Coupling Trains With Communication Delay.IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine,2023,无(无)
• 罗啸林,唐涛,林炳跃,刘宏杰.一种缩短虚拟编组列车追踪间距的鲁棒模型预测控制方法.铁道学报,2023,暂无(暂无)
• 张蕾,李子牧,鄢永耀,豆飞,刘宏杰.面向虚拟编组的多列车协同制动控制算法.吉林大学学报（工学版）,2023,暂无(暂无)
• 刘宏杰,Zhou,Guo,Zhang,Ning,唐涛.Timetable Optimization for Regenerative Energy Utilization in Subway Systems.IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems,2019,9(20)
• 罗啸林,唐涛,阴佳腾,刘宏杰.A robust MPC approach with controller tuning for close following operation of virtually coupled train set.Transportation Research Part C: Emerging Technologies,2023,104116(151)
• 刘宏杰,郎颖辉,张蕾,唐涛.基于协同控制的虚拟编组列车参考曲线生成方法.科技导报,2023,10(41)
• 刘宏杰,唐涛,张艳兵,柴铭,罗啸林.城轨虚拟编组关键性能指标及技术探讨.都市快轨交通,2023,1(36)
• 何仪娟,吕继东,刘宏杰,唐涛.Toward the Trajectory Predictor for Automatic Train Operation System Using CNN–LSTM Network.Actuators,2022,9(11)
• 宿帅,黄宇澄,刘文韬,唐涛,曹源,刘宏杰.Optimization of the speed curve for heavy-haul trains considering cyclic air braking: an MILP approach.Engineering Optimization,2022,无(无)
• 柴铭,苏浩翔,刘宏杰.Long Short-Term Memory-Based Model Predictive Control for Virtual Coupling in Railways.Wireless Communications and Mobile Computing,2022,2022(Volume 2022)
• 柴铭,谢东,刘宏杰,吕继东.高速列车自主视觉定位的测试方法研究.铁道技术标准(中英文),2022,1(4)
• 王祺,柴铭,刘宏杰,唐涛.Optimized Control of Virtual Coupling at Junctions: A Cooperative Game-Based Approach.ACTUATORS,2021,9(10)
• 张洋,周达天,刘宏杰,刘波.基于多传感器融合的列车测速定位方法.都市快轨交通,2011,4(24)
• 王祺,柴铭,刘宏杰,唐涛.Optimized Control of Virtual Coupling at Junctions: A Cooperative Game-Based Approach.Actuators,2021,10(8)
• 罗啸林,唐涛,刘宏杰,张蕾,李开成.An Adaptive Model Predictive Control System for Virtual Coupling in Metros.Actuators,2021,8(10)
• 柴铭,王海峰,唐涛,刘宏杰.Runtime verification of train control systems with parameterized modal live sequence charts.JOURNAL OF SYSTEMS AND SOFTWARE,2021,None(177)
• 刘宏杰,陈黎洁.CBTC列车安全定位中通信中断时间的研究.铁道学报,2012,6(34)
• 郭昊男,吕继东,柴铭,刘宏杰,唐涛.基于在线一致性测试理论的CBTC车载ATO功能测试研究.铁道学报,2020,3(42)
• 刘宏杰,唐涛,吕继东,柴铭.A Dual-Objective Substation Energy Consumption Optimization Problem in Subway Systems.Energies,2019,10(12)
• 刘宏杰,唐涛,夏夕盛,陈黎洁,付瑾瑜.面向再生制动能利用的地铁列车时刻表优化模型.北京交通大学学报,2019,1(43)
• 宋海锋,刘宏杰,Schnieder.A Train-Centric Communication-Based New Movement Authority Proposal for ETCS-2.IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems,2019,None(None)
• 刘宏杰,唐涛,Xiwang,Xisheng.A timetable optimization model and an improved artificial bee colony algorithm for maximizing regenerative energy utilization in a subway system.ADVANCES IN MECHANICAL ENGINEERING,2018,9(10)
• 陈黎洁,黄银霞,高莺,刘宏杰,孙超.无线列控系统安全通信协议性能评价规则的制定方法.中国铁道科学,2018,5(39)
• 陈黎洁,黄银霞,刘宏杰,Schnieder,高莺.基于通信的列车运行控制系统安全通信协议的性能分析.铁道学报,2017,5(39)
• 刘宏杰,唐涛,金夏垚,杜恒.基于STPA方法的平交道口安全需求分析.北京交通大学学报,2018,2(42)
• 高莺,张琦,陈黎洁,刘宏杰.列控-安全信息传输系统可靠性及安全性的形式化分析.北京交通大学学报,2018,2(42)
• 王海峰,李开成,刘宏杰,张路.列车运行控制系统技术发展趋势分析.铁道通信信号,2016,8(52)
• 刘宏杰,王海峰,李开成,吕继东.一种新型列控系统方案探讨.铁道通信信号,2016,10(52)
• 刘宏杰,刘波,夏夕盛.CBTC列车安全定位中通信延时的研究.市政技术,2010,11(28)
• 陈黎洁,唐涛,刘宏杰.Performance analysis and verification of safety communication protocol in train control system.COMPUTER STANDARDS & INTERFACES,2011,33(5)
• 刘宏杰,陈黎洁,宁滨.Petri Net-based Analysis of the Safety Communication Protocol.TELKOMNIKA,2013,10(11)
• 刘宏杰,郜春海,刘波,陈黎洁.城市轨道交通列车运行控制系统分级标准研究.都市快轨交通,2011,4(24)
• 黄宇轩,侯涛刚,张士杰,裴轩,于睿卿,刘宏杰.A Novel ArUco Marker for Event Cameras.2023 International Conference on Frontiers of Robotics and Software Engineering (FRSE),2023
• 李嘉欣,裴轩,刘宏杰,宿帅,唐涛,侯涛刚.A Novel Train Operation Simulation System Based on Intelligent Mobile Robot and ROS Communication Network.2022 34th Chinese Control and Decision Conference (CCDC),2023
• 郎颖辉,刘宏杰,罗啸林,林炳跃.DQN-based Speed Curve Optimization for Virtual Coupling.IEEE International Conference on Itelligent Transportation Systems,2022
• 罗啸林,刘宏杰,王佳瑜,柴铭,张昊北.Arrival Time Difference in Virtually Coupled Train Set: Cause and Solution.IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC),2022
• 郎颖辉,刘宏杰,罗啸林,张昊北.Optimization of Virtual Coupling Speed Curve based on Improved DQN Algorithm.IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC),2022
• 刘皓元,柴铭,刘宏杰,王海峰,柴金川.A Novel Long Short Term Memory Network Based Train Dynamic Identification for Virtual Coupling.2022 IEEE 25th International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC),2022
• 苏浩翔,柴铭,刘宏杰,柴金川,岳朝鹏.A Model-Based Testing System for Safety of Railway Interlocking.2022 IEEE International Intelligent Transportation Systems Conference (ITSC),2022
• 罗啸林,林炳跃,王佳瑜,郎颖辉,张昊北,刘宏杰.An Error Reduction Approach for Discrete Robust Train Tracking Control.Chinese Control and Decision Conference (CCDC),2022
• 谢东,柴铭,刘宏杰,白晨,王祺,吕继东.Text Recognition for Automated Test Execution in Interlocking: A Deep Learning Approach.Communications in Computer and Information Science,2020
• 高金金,吕继东,柴铭,刘宏杰,唐涛,卢万里.Train Resources Conflict Detection of NGTC Based on Probabilistic Timed Automata.2021 IEEE International Intelligent Transportation Systems Conference (ITSC),2021
• 何仪娟,吕继东,张大千,柴铭,刘宏杰,董海霞,唐涛.Trajectory Prediction of Urban Rail Transit Based on Long Short-Term Memory Network.2021 IEEE International Intelligent Transportation Systems Conference (ITSC),2021
• 卢万里,吕继东,董海霞,刘宏杰,柴铭,Guo.Stability Optimization and Verification Based on SPTG of Constant Distance Control Strategy in Train-Train Communication Train Control System.2021 33rd Chinese Control and Decision Conference (CCDC),2021
• 黄佳,吕继东,冯禹,罗正伟,刘宏杰,柴铭.A Novel Method on Probability Evaluation of ZC Handover Scenario Based on SMC.Communications in Computer and Information Science,2020
• 康莉雅,刘宏杰,柴铭,吕继东.A LSTM-Based Passenger Volume Forecasting Method for Urban Railway Systems.International Conference on Robotics and Rehabilitation Intelligence,2020
• 谢东,柴铭,刘宏杰,白晨,王祺,吕继东.Text Recognition for Automated Test Execution in Interlocking: A Deep Learning Approach.The 1st International Conference on Robotics and Rehabilitation Intelligence,2020
• 罗啸林,唐涛,刘宏杰,柴铭,郭希旺.A Model Predictive Control System for Virtual Coupling.Chinese Control and Decision Conference,2021
• 罗啸林,刘宏杰,张蕾,荀径.A Model Predictive Control Based Inter-Station Driving Strategy for Virtual Coupling Trains in Railway System.Intelligent Transportation Systems Conference,2021
• 柴铭,王海峰,刘宏杰,吕继东,胡倩.Runtime Verification of Communications-based Train Control with Parametric Hybrid Automata.2019 IEEE Intelligent Transportation Systems Conference (ITSC),2019
• 刘宏杰,吕继东,柴铭.A dual-objective integrated optimization problem for energy conservation in subway systems.2019 IEEE Intelligent Transportation Systems Conference (ITSC),2019
• 陈柯行,吕继东,罗正伟,柴铭,刘宏杰,唐涛.Complete Testing for Speed Monitoring Function of Next-Generation Train Control System Based on IPOG Strategy.2019 IEEE Intelligent Transportation Systems Conference (ITSC),2019
• 刘宏杰,唐涛,柴铭.An integrated energy conservation model in subway systems.International Seminar on Computer Science and Engineering Technology, SCSET 2018,2019
• 刘宏杰,宁滨,唐涛,Guo.Maximize Regenerative Energy Utilization through Timetable Optimization in a Subway System.None,2018
• Lijie,刘宏杰,Weiqi.Using Colored Petri net for Level-Crossing safety analysis.None,2018
• 刘宏杰,Zhou,Guo,Liu,唐涛.An ABC-Based Subway Timetable Optimization Model for Regenerative Energy Utilization.2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics,2018
• Gao,Zhang,Chen,Wang,Chen,刘宏杰.Research on application of FP_tree based association rule mining on test sequence in train control system.Chinese Control Conference,2017
• 吕继东,唐涛,王海峰,刘宏杰,张路.A Model-based Test Case Generation Method for Function Testing of Train Control Systems.ICIRT2016,2016
• 刘宏杰,Lijie,Schnieder.Formal modeling and performance analysis of safety communication protocol in train control system.Chinese Control Conference,2016
• 柴铭,吕继东,刘宏杰,张路.Towards Safety Monitoring of ETCS Level 2 with Parametrized Extended Live Sequence Charts.2016 IEEE International Conference on Intelligent Rail Transportation (ICIRT),2016
• 刘宏杰.Modeling and Simulation for Safety Redundant Architecture in Train control System.4th National Conference on Electrical, Electronics and Computer Engineering (NCEECE),2015
• 陈黎洁,赵显琼,刘宏杰,Schnieder.Formal Verification of Safety Communication Protocol for ETCS.19th International Symposium,2011

专著/译著

专利

软件著作权

基于模型预测控制的虚拟编组列车自动追踪控制软件

列车运行能力分析软件

面向虚拟编组列车协同运行的可视化集中控制系统

基于模型预测控制的虚拟编组列车多模自动驾驶控制软件

获奖与荣誉

2023年 湖北省科技进步奖 二等奖。

2022年 第十二届北京市大学生交通科技大赛 优秀指导教师奖。

2021年 中国城市轨道交通协会“城市轨道交通科技进步奖”   一等奖。

2020年 北京市科学技术进步奖 一等奖。

2019年 中国城市轨道交通协会“城市轨道交通科技进步奖”  特等奖。

社会兼职