轨道交通控制与安全国家重点实验室紧密结合国家轨道交通的长远发展与现实需求，秉承“结合背景开展应用基础理论研究，结合实际重大需求形成关键技术”的研究理念，致力于轨道交通控制与安全科学技术方面具有创新性的应用基础理论和基础性工作研究，为我国轨道交通控制与安全保障技术整体达到世界先进水平进行前瞻性理论技术储备，以形成适合我国国情的具有自主知识产权的轨道交通控制与安全核心技术及装备体系，建成轨道交通领域从事应用基础理论和基础性工作研究的国际一流的学科基地，为我国轨道交通控制与安全领域的原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新以及高水平人才的培养提供平台。在原创性科学研究、取得国际领先的重大研究成果和培养杰出创新人才等方面起到不可替代的作用。

实验室在整合教育部重点实验室“交通运输智能技术与系统实验室”、铁道部重点实验室“运输自动化与通信实验室”、“交通运输系统模拟实验室”、北京市重点实验室“城市轨道交通自动化与控制”、国家认可实验室“电磁兼容实验室”以及铁道部“GSM-R研究与应用模拟系统实验室”的基础上，依托“交通运输规划与管理”、“交通信息工程及控制”、“通信与信息系统”三个国家级重点学科及全国评估排名第一的“系统科学”学科而成立。 实验室通过整合确定了4个重点研究方向：

（1）轨道交通流特性分析及控制理论：系统地研究轨道交通系统中列车流动态特性及复杂性特征，建立轨道交通流运行状态及演化的动力学模型，探讨列车流动态调整的优化模型及快速高效的求解算法。研究列车运行过程及控制理论与方法，建立列车运行优化控制数学模型，探讨列车运行控制的优化算法。

（2）轨道交通安全保障与运输组织理论及关键技术：研究轨道交通安全状态获取、融合及预警方法，探索轨道交通安全行为建模及分析、应急管理及应急资源动态配置的理论与方法，构建轨道交通的安全保障技术体系。研究网络条件下高速铁路客运需求生成机理、客流预测及运输组织模式及实现方法，构建高速列车开行方案优化和运行计划一体化协同编制的技术及验证平台。

（3）轨道交通运行控制系统分析与集成：研究适于高速、高密度条件下列车运行控制的高效安全控制算法及关键技术、复杂安全系统设计与集成、验证与确认方法，探索轨道交通人因行为建模及分析方法，构建轨道交通运行控制系统测试评估平台，形成满足我国轨道交通运营需求的运行控制理论及技术体系。

（4）轨道交通专用移动通信理论与关键技术：开展高速移动环境下时变、非线性无线信道理论的研究，构建轨道交通专用移动通信网络综合评估测试平台，提出解决高速条件下的电波传播、无线干扰、安全苛求应用条件下的传输系统可靠性及适应性等问题的理论与方法。结合轨道交通需要开展宽带移动通信应用基础理论研究，为我国轨道交通通信可持续发展提供技术支撑。