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龙图腾网获悉北京交通大学申请的专利基于类脑脉冲神经网络的列车协同控制方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116198570B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310016891.9，技术领域涉及：B61L27/04；该发明授权基于类脑脉冲神经网络的列车协同控制方法及系统是由董海荣;宋海锋;张子轩;王洪伟;马建军设计研发完成，并于2023-01-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于类脑脉冲神经网络的列车协同控制方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于类脑脉冲神经网络的列车协同控制方法及系统，属于列车运行控制技术领域。本发明通过建立基于脉冲神经网络的列车自动运行控制架构，实现了列车在外界环境干扰等限制因素下对于给定目标速度的自动跟踪及多列车协同运行实现了列车安全主动防护，保证列车不超速运行及协同状态下安全距离约束，满足多种场景下运行过程中的安全要求，可在保证安全运行情况下控制列车协同运行，并将运行间隔缩小40％以上，对应行车效率可提升2倍以上；以脉冲神经元为基本单元，基于类脑结构及仿生原理，通过动态调整突触权重提升整体控制效果，提高了控制架构的生物可解释性和仿生性，有利于在类脑计算平台的迁移及计算效率的提升。

本发明授权基于类脑脉冲神经网络的列车协同控制方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于类脑脉冲神经网络的列车协同控制方法，其特征在于，包括： 获取被控列车运行过程中期望目标信息、实时状态信息及本车安全防护信息、前车安全防护信息，并完成数据预处理及编码，得到编码后的脉冲信号； 利用预先训练好的类脑控制模型对编码后的脉冲信号进行处理；所述预先训练好的类脑控制模型包括：仿前额叶计算模块对隐藏层权重进行在线调整，并根据目标信息及速度防护信息计算控制信号传输至防护与控制驱动模块；在协同运行模式下，仿小脑计算模块根据预设协同目标计算控制信号传输至协同控制驱动模块，动态调整列车速度及前后车间距直至被控列车与前车协同运行；防护与控制驱动模块及协同控制驱动模块对脉冲输出进行解编，并计算最终控制输出，进一步控制列车运行；其中，所述仿前额叶计算模块包括感知层、中间层以及驱动层；感知层包含3组神经元，接收外部刺激并产生输入脉冲；中间层包含5个神经元，与感知层全连接，中间层中四个神经元间全连接，连接权重根据R-STDP规则进行调整；感知层将经预处理及泊松编码后的参考速度、实时速度、追踪误差及与安全防护信息以脉冲形式输入，经中间层后对驱动层神经元起到激励与抑制作用，利用R-STDP规则权重调整主要由采集多巴胺信号及权重更新两部分组成；在一个采样周期内，定义，其中为多巴胺信号，其中为给定的放缩系数；利用泊松编码将DA转化为脉冲信号；多巴胺信号作用于中间神经元间突触，进一步调整各权重值，经反复计算更新后进入下一个采样周期；预先训练好的类脑控制模型基于生物机理在线对于权重进行调整，预训练包括：实时获取不同控制信号下的速度、位置信息，利用多巴胺信号刺激权重调整； ； 其中，m为列车质量，为列车运行过程中空气阻力；与为戴维斯系数，可由历史数据及经验推断得出；为外界环境引入的不确定干扰；，为位置和速度信息，为可计算的牵引制动力，为单位质量对应的控制信号； 当列车运行在协同模式时，仿小脑计算模块激活，苔藓纤维接收前后车实时运行状态以及协同目标，计算相应控制信号，计算过程主要依赖训练好的粒细胞、柏金氏细胞、深部小脑核及下橄榄核细胞完成；橄榄核细胞实现了利用输入矫正信号调整粒细胞与柏金氏细胞间连接突触的权重，其中矫正信号通过弹簧阻尼系统训练获得，目标信号为期望追踪距离，输入信号为被控列车与前车实时间距及其微分与积分信息，输出信号为列车单位质量牵引制动力；粒细胞与柏金氏细胞间突触权重受矫正信号激励后，依据STDP规则进行调整，具体为当矫正信号与粒细胞激励到达时间相似时，对应突触权重增加，反之降低；深部小脑核接收来自苔藓纤维的兴奋性输入与柏金氏细胞的抑制性输入，并生成输出信号输入协同控制驱动模块；最终实际控制信号为防护与控制模块及协同控制驱动模块融合信号。

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