IEC 62290-12025 RLV 铁路应用 - 城市导航运输管理和指挥控制系统 - 第1部分系统原理和基本概念标准立项发展报告

铁路应用-城市导航运输管理和指挥/控制系统-第1部分：系统原理和基本概念标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RailwayApplications-UrbanGuidedTransportManagementandCommand/ControlSystems-Part1:SystemPrinciplesandFundamentalConcepts摘要随着全球城市化进程的持续推进，城市轨道交通系统面临客流量激增、运营复杂度提升和安全保障要求日趋严格的现实挑战。作为城市公共交通的骨干力量，城市导航运输系统的高效管理、精准指挥和安全控制已成为各国标准化组织和轨道交通行业关注的焦点。IEC62290-1:2025RLV《铁路应用-城市导航运输管理和指挥/控制系统-第1部分：系统原理和基本概念》是国际电工委员会（IEC）发布的一项重要国际标准，该标准系统界定了城市导航运输管理与指挥/控制系统（UGTMS）的系统架构、功能框架、接口关系和安全原则，为城市轨道交通领域的技术规范化发展提供了基础性指导。本报告围绕该标准的立项背景、编制历程、核心内容、关键技术要素及其行业发展影响展开系统论述，详细分析了标准中关于系统分级（GoA1至GoA4）、系统功能架构、人机接口、安全完整性等级等核心概念，并介绍了参与标准制修订的主要单位及其技术贡献。报告指出，该标准的发布实施对促进城市轨道交通装备的互联互通、提升运营效率和安全水平具有重要意义，为各国城市轨道交通系统的规划、设计、建设和运营提供了统一的技术基准。关键词：城市轨道交通；导航运输管理；指挥控制系统；IEC62290；系统原理；自动化等级；安全完整性Keywords:UrbanRailTransit;GuidedTransportManagement;Command/ControlSystems;IEC62290;SystemPrinciples;GradesofAutomation;SafetyIntegrity一、引言1.1研究背景城市轨道交通作为现代城市公共交通体系的核心组成部分，其安全、高效、智能化的运行管理直接关系到城市功能的正常运转和广大市民的出行质量。国际电工委员会（IEC）作为全球最具权威性的国际电工标准化组织之一，长期致力于轨道交通电气电子设备的标准化工作。随着通信技术、控制技术、人工智能等新兴技术在城市轨道交通领域的深度应用，传统的轨道交通管理系统正加速向数字化、网络化、智能化方向转型升级。IEC62290系列标准是国际电工委员会针对城市导航运输管理和指挥/控制系统制定的专项国际标准，旨在为城市轨道交通（包括地铁、轻轨、有轨电车等制式）的管理与控制系统提供统一的标准框架和技术准则。IEC62290-1作为该系列标准的开篇之作，着重阐述系统的整体架构、基本原理和基础概念，为后续各部分标准（如功能规格、接口规范、安全要求等）的制定奠定理论基石。1.2标准立项的必要性城市导航运输管理系统涉及信号控制、列车运行监控、调度指挥、乘客信息服务、设备状态监测等多个子系统，系统组成复杂、技术接口众多。在IEC62290-1发布之前，各国城市轨道交通管理系统在技术架构、功能划分和术语定义等方面存在较大差异，制约了设备的互联互通和国际间的技术交流与贸易往来。制定统一的系统原理和基本概念标准，是全球轨道交通行业的共同需求。二、标准基本信息2.1标准编号与名称本标准的标准编号为IEC62290-1:2025RLV，全称为《铁路应用-城市导航运输管理和指挥/控制系统-第1部分：系统原理和基本概念》（Railwayapplications-Urbanguidedtransportmanagementandcommand/controlsystems-Part1:Systemprinciplesandfundamentalconcepts）。2.2标准状态与发布机构该标准的状态为"现行"，由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）正式发布。标准发布年份为2025年，发布日期为2025年4月4日。标准的语言版本为英语，分类号为"铁路车辆综合"。2.3RLV版本说明值得特别说明的是，本标准的编号中含有"RLV"标识。RLV为"RedlineVersion"的缩写，即"红线版本"。该版本在标准正文中以纵向红线的形式清晰标示出与前一版本（IEC62290-1:2014）相比的技术变更内容，便于标准使用者快速识别和理解修订要点。RLV版本同时包含标准正式文本和修订标记文本，为技术文件的追踪管理和贯标实施提供了极大便利。2.4标准价格与获取方式该标准以电子版加密PDF格式提供，文件大小约可在1分钟内完成下载。电子文件中带有知识产权保护水印，需安装FileOpen插件方可打开阅读，支持联网状态下使用（限制累计3台电脑共打印5次），标准售价为3579.0元人民币（或相应的国际定价）。三、标准制修订背景与历程3.1国际标准化背景IEC第9技术委员会（IEC/TC9）是负责铁路电气设备与系统标准化的专业技术委员会，其工作范围涵盖铁路及城市轨道交通系统的电气牵引、列控通信、信号系统、运营管理和接口标准化等多个领域。IEC/TC9下设多个工作组（WorkingGroup），其中负责城市导航运输管理系统的相关工作组持续推进IEC62290系列标准的编制与修订工作。该标准的制定工作启动于21世纪初。随着世界各国城市轨道交通建设的蓬勃发展，特别是欧洲、亚洲等地区大量城市新建和扩建轨道交通网络，对管理系统标准化的需求日益迫切。IEC/TC9组织来自各成员国的专家，在深入研究各国既有技术实践的基础上，启动了IEC62290-1的编制工作，首版于2014年正式发布。随着技术发展和应用反馈，IEC/TC9组织完成了对该标准的系统修订，2025年版为第二版。3.2标准体系定位IEC62290系列标准采用分部分制定的方式形成完整的标准族，各部分之间的关系如下：-IEC62290-1：系统原理和基本概念（本报告所述标准）——定义系统顶层架构、基本原理、核心术语和分级体系；-IEC62290-2：功能规格规范——详细规定系统的各项功能要求和性能指标；-IEC62290-3：系统接口规范——规定系统内部及与外部系统的接口要求。这种"总-分-细"的标准结构设计，既保证了顶层设计的一致性和完整性，又为各部分功能要求的细化和技术实现提供了灵活性。3.3修订背景与主要变化本次修订主要基于以下背景：第一，城市轨道交通技术在过去十年间取得长足进步。全自动运行（FAO）技术日趋成熟，基于通信的列车控制（CBTC）系统在全球范围内广泛部署，人工智能和大数据技术开始应用于运营管理和设备维护。这些技术变革对系统的功能界定和性能要求提出了更高标准。第二，国际标准体系之间的协调需求增强。IEC62290-1需要与IEC62290-2、IEC62290-3保持高度一致，同时还需与其他相关标准（如IEC61508功能安全标准、IEC62267城市轨道交通自动化安全要求等）协调衔接。第三，用户反馈和行业实践经验的有效转化。自首版发布以来，许多国家和地区的轨道交通项目在实施IEC62290-1过程中积累了丰富的实践经验，为标准修订提供了宝贵的技术输入。四、标准核心内容解析4.1适用范围IEC62290-1:2025RLV适用于城市导航运输的管理和指挥/控制系统（UGTMS），包括但不限于地铁、轻轨、有轨电车等多种城市轨道交通制式。该标准着重阐述以下方面内容：-系统的总体架构和组成要素；-系统基本功能和扩展功能的技术框架；-系统各组成部分之间的功能逻辑关系和接口原则；-系统自动化等级（GoA,GradesofAutomation）的定义与划分；-涉及行车安全、运营效率和乘客服务的基本概念。4.2系统架构与基本原理标准将城市导航运输管理和指挥/控制系统视为一个分层、分布式的复杂系统，总体架构可概括为三个核心层次：运营管理层次、列车控制层次和现场设备层次。运营管理层主要负责行车计划编制、运营调度指挥、突发事件处置、乘客信息服务等高层级功能，是整个管理系统的"大脑"和"中枢"。列车控制层承担列车自动运行控制、速度监督、定位和测速、自动驾驶模式切换等功能，是实现列车安全高效运行的核心控制环节，直接关系到行车安全和运行效率。现场设备层包括轨旁设备（信号机、道岔、计轴器、环线电缆等）、车载设备（车载控制器、速度传感器、定位设备等）以及通信传输设备，是系统感知和控制物理世界的"手"和"眼"。标准明确提出了系统设计的若干基本原则，包括安全优先原则、故障导向安全原则、分层分布式控制原则、系统可扩展性和可维护性原则等。其中，故障导向安全原则（Fail-safePrinciple）是贯穿整个标准的核心设计理念，要求系统在任何故障条件下都必须导向安全侧状态，最大限度地保障乘客和运营安全。4.3核心概念与术语体系该标准系统定义了城市导航运输管理领域的核心概念和统一术语，为行业沟通和技术交流建立了共同语言基础，主要包括以下方面：-管理和指挥/控制系统（UGTMS）：实现城市导航运输运营管理、运行指挥和自动控制的综合系统；-列车自动运行（ATO）：在有人监督或无人干预条件下自动控制列车运行的子系统；-列车自动防护（ATP）：持续监督列车运行安全参数（速度、位置、距离等）并在超限时自动实施制动的安全子系统；-列车自动监督（ATS）：对各列车运行状态进行集中监控、自动调整运行图并辅助调度决策的子系统；-自动化等级（GoA）：根据列车运行核心功能由系统自动化完成的程度对系统进行的等级划分。这些概念体系的建立为整个城市轨道交通行业的规划、设计、建设和运营提供了统一的技术语言。4.4系统自动化等级划分系统自动化等级（GoA）的划分是IEC62290-1中最为核心的技术内容之一，标准将城市导航运输系统的自动化程度划分为四个等级：GoA1级（非自动化列车运行）：列车的启动、运行、停车等操作由司机在司机的直接控制下完成，系统仅提供辅助防护功能。GoA2级（半自动化列车运行）：列车的启动和自动运行由ATO系统自动完成，但车门操作和突发事件处理仍由司机负责，司机对列车运行状态保持连续监控，可在必要时实施干预。GoA3级（有人值守的列车自动运行）：列车的全部运行操作（包括启动、加速、巡航、进站停车、车门开关等）均由系统自动完成，但列车上仍配备乘务人员，主要负责乘客服务、应急处理和特定情形下的手动操作。GoA4级（无人值守的列车自动运行）：列车的全部运行功能完全由系统自动完成，列车上不配备任何运行相关的乘务人员，系统在所有场景下均具备自动检测、自动防护和自动恢复的能力（如故障列车自动清客、自动回库等场景）。自动化等级的标准化划分，对于城市轨道交通系统的规划决策和技术选型具有重要的指导意义。不同城市和不同线路可根据自身需求、客流特征、既有设施条件和投资能力，科学选择适合的自动化等级方案，从而实现安全、效率、投资和运营成本之间的最优平衡。4.5系统功能框架标准将UGTMS的功能划分为安全关键功能、运营支撑功能和辅助服务功能三大类别。安全关键功能包括列车自动防护（ATP）、超速防护、列车完整性监测、防碰撞防护、紧急制动控制等涉及行车安全的核心功能，对功能的可靠性、可用性、可维护性和安全性提出了严格要求。运营支撑功能涵盖列车自动运行（ATO）、自动折返、运行图自动调整、列车自动追踪间隔管理、站台屏蔽门联动控制等功能，旨在提高线路的运输能力和运营效率。辅助服务功能则包括乘客信息发布系统、车载广播、设备状态在线监测、诊断数据采集与传输、能耗管理等，为运营方和乘客提供更加丰富的增值服务。五、标准编制的核心原则与技术要求5.1安全原则安全是城市导航运输管理系统设计和运行的基石。IEC62290-1:2025RLV强调了安全完整性的总体要求，指出系统安全相关功能的设计、开发、验证和确认应遵循IEC61508（电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全）和IEC62267（城市轨道交通自动化系统安全要求）等标准的规定，根据风险评估结果确定适当的安全完整性等级（SIL），并采用经过验证的安全设计技术和措施来满足规定的安全目标。5.2互通性与可扩展性为促进不同制造商设备和不同线路之间的互联互通，标准强调了系统接口标准化和协议规范化的必要性，包括系统内部接口（如ATP与ATO之间的接口、ATS与联锁系统之间的接口）、系统与外部系统接口（如与综合监控系统接口、与票务系统的接口）等多个层次的技术一致性要求。同时，标准要求系统架构应具备良好的可扩展性，以适应未来技术升级和运营需求扩展的需要。5.3可靠性、可用性、可维护性与安全性标准系统引入了RAMS管理理念，即在系统的全生命周期内对其可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可维护性（Maintainability）和安全性（Safety）进行系统化管理和控制。RAMS管理要求在系统规划阶段就制定明确的RAMS目标和实施方案，在设计过程中落实各项RAMS保障措施，并在运营阶段持续进行监测和持续改进。六、主要参编单位及贡献6.1国际电工委员会第9技术委员会IEC62290-1:2025RLV由国际电工委员会第9技术委员会（IEC/TC9-铁路电气设备与系统）组织编制。该技术委员会成立于1924年，是IEC中专门负责轨道交通电气标准化事务的技术委员会，秘书处由法国标准化协会（AFNOR）承担。IEC/TC9的成员包括来自全球30余个国家的国家委员会，以及国际铁路联盟（UIC）、国际公共交通协会（UITP）、欧洲铁路工业协会（UNIFE）等多个国际组织作为联络成员。其工作范围覆盖铁路及城市轨道交通系统的全部电气和电子设备、系统及接口的标准化工作，已发布标准涵盖机车车辆、牵引供电、信号通信、运营管理等各个方面。6.2主要参编单位与技术贡献在IEC/TC9的组织框架下，来自多个国家的技术专家和企业代表积极参与了IEC62290-1的编制和修订工作。主要参与力量包括：阿尔斯通公司（Alstom）：作为全球领先的轨道交通解决方案提供商，阿尔斯通在城市轨道交通信号系统和全自动运行领域拥有丰富的工程实践。该公司深度参与了标准中关于系统自动化等级划分、列车自动运行功能框架等核心内容的技术论证和文本编制。西门子交通集团（SiemensMobility）：西门子在轨道交通自动化和数字化领域具备雄厚的技术积累，其在CBTC系统、车车通信等技术方向的技术经验为标准中有关系统架构设计原则和接口要求的制定提供了重要输入。泰雷兹集团（Thales）：泰雷兹在轨道交通信号安全系统领域具有长期的技术积淀，其在安全完整性等级的工程实现和系统安全论证方法方面的专业经验，为标准中相关安全要求和设计准则的制定作出了重要贡献。中国铁道科学研究院集团有限公司：作为中国轨道交通行业的重要科研机构，中国铁道科学研究院集团有限公司积极参与了IEC/TC9的国际标准化工作，在标准修订意见反馈和技术研讨中提供了来自中国城市轨道交通建设运营的实践经验和数据支持。此外，CAF（西班牙铁路建设和协助公司）、日立铁路（HitachiRail）、庞巴迪运输（BombardierTransportation，现已并入阿尔斯通）等多家国际轨道交通企业，以及法国、德国、日本、韩国、中国等国家的国家委员会专家也深度参与了标准的制修订过程。七、标准实施与应用展望7.1国际应用现状IEC62290-1:2025RLV作为城市导航运输管理系统领域的顶层标准，其发布实施将对全球城市轨道交通行业产生广泛而深远的影响。在各国城市轨道交通项目的规划、设计、招标和技术评审过程中，IEC62290-1正逐步成为重要的技术参考依据。在欧洲，欧盟轨道交通互联互通技术规范（TSI）及其相关法规已在一定程度上参考采纳了IEC62290系列标准的技术框架。在亚洲，中国、日本、韩国、印度等国家的城市轨道交通标准化工作也积极对接国际标准，推动国内标准与国际标准的协调发展。7.2标准实施的重要意义该标准的贯彻实施对行业发展的意义体现在多个层面：首先，在技术统一层面，该标准统一了城市导航运输管理系统的体系架构和术语定义，消除了因技术语言不一致导致的交流壁垒和重复投入，有力促进了全球范围内行业技术和工程实践的规范化发展。其次，在市场促进层面，该