1．智慧型控制理論與套用
控制理論從經典控制理論發展到現代控制理論。為了擴大控制理論的套用範圍，須採用新的理論和方法，這就是智慧型控制要解決的問題。隨著被控對象的複雜化、控制任務的多樣化、控制環境的苛刻化，控制工程領域正面臨著嚴峻的挑戰，從而為智慧型控制帶來了發展機遇。
本研究方向主要研究：分層遞階智慧型控制系統理論、基於知識的專家控制、學習控制和自學習控制、神經網路控制（從微觀角度）、模糊邏輯控制（從巨觀角度）以及20世紀的重大發現-混沌控制理論。
2．運輸自動化與控制
將通信、計算機和控制的理論和技術，套用在運輸系統中，實現運輸自動化控制，保證運輸安全、提高運輸效率，更快更多地提供各類運輸信息。
本方向主要研究軌道交通（鐵路、捷運、城市輕軌）的運輸自動化理論與技術，包括列車運行自動化調度指揮系統、列車運行自動控制系統（ATC）、列車運行自動駕駛系統（ATO）、基於通信技術的列車運行控制系統（CBTC）、高速鐵路列車（磁浮、輪軌）運行控制系統等。
3．智慧型交通技術
將先進的信息技術、通信技術、控制技術、人工智慧技術、安全技術等技術有效的集成，並套用於交通運輸系統，從而建立起大範圍內、全方位發揮作用的信息化、智慧型化、安全、準確、高速的先進交通系統，達到提高運輸效率，增加安全，減少污染等目的。本方向主要研究：智慧型車輛定位導航技術、安全駕駛輔助系統、交通控制管理的最佳化、旅客信息嚮導系統等。
4．交通運輸安全保障與防護技術
本方向研究冗餘技術、容錯糾錯技術、安全性、可靠性技術，以提高交通運輸系統的安全性和可靠性，如列車超速防護系統（ATP）。
5．檢測與監測技術
檢測與監測是自動化與控制領域兩個重要的研究方向，是控制的基礎。前者在於獲得被控系統的基礎數據，後者在於對被控系統過程數據的獲取，二者的數據作為控制數據的依據發出新的控制信息。
6．控制系統計算機仿真
本方向研究智慧型交通系統、列車運行自動化調度指揮和管理系統、新型列車運行自動控制系統等大系統的計算機仿真。
