IEC 62290-12025 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加速推进，城市轨道交通作为解决大城市交通拥堵问题的核心手段，其运营安全性与自动化水平日益受到各国政府及行业组织的高度重视。城市导航运输管理和指挥/控制系统（UrbanGuidedTransportManagementandCommand/ControlSystems,UGTMS）是城市轨道交通运营的"大脑"与"中枢神经"，其标准化工作对于保障系统互联互通、提升运营效率、降低全生命周期成本具有基础性与战略性的意义。本报告以国际电工委员会（IEC）发布的IEC62290-1:2025标准为研究对象，系统阐述了该标准的立项背景、技术框架、核心术语体系及关键概念定义。报告追溯了IEC62290系列标准从最初框架设计到当前版本演进的技术脉络，深入剖析了2025年版本在系统功能分级、自动化等级划分（GoA1-GoA4）、人机接口要求及安全完整性等级等方面的重要修订内容。报告还详细介绍了主要起草单位——法国阿尔斯通公司在城市轨道交通自动化领域的技术积累与标准贡献，并对该标准发布后对全球城市轨道交通装备制造、系统集成、运营管理及国际经贸合作产生的深远影响进行了展望。本报告旨在为国内轨道交通行业标准化工作者、科研技术人员及企业管理决策者提供权威、翔实的技术参考。关键词：城市轨道交通；自动列车控制系统；标准化；IEC62290；系统原理；功能安全；互联互通；无人驾驶Keywords:UrbanRailTransit;AutomaticTrainControlSystem;Standardization;IEC62290;SystemPrinciples;FunctionalSafety;Interoperability;DriverlessOperation1引言城市轨道交通系统作为现代城市公共交通体系的骨干网络，承载着日均数千万人次的旅客运输任务。随着人工智能、大数据、物联网及新一代通信技术的迅猛发展，城市轨道交通系统正经历着从传统的人工驾驶模式向高度自动化、智能化运营模式的深刻变革。在这一变革进程中，管理和指挥/控制系统作为确保列车安全高效运行的核心基础设施，其技术架构的合理性、接口协议的兼容性以及安全保障机制的严密性，直接关系到整个城市轨道交通网络的安全可靠运行。国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）作为全球最具权威性的国际电工标准化机构，长期致力于轨道交通电气电子设备及系统的标准化工作。其下设的TC9（轨道交通电气设备与系统技术委员会）负责制定涵盖铁路及城市轨道交通全领域的国际标准。在城市化轨道交通自动化与控制领域，IEC62290系列标准构成了该技术领域的核心标准框架，为全球城市轨道交通自动化系统的设计、实施、验证与运营提供了统一的技术规范与术语基础。本报告所研究的IEC62290-1:2025标准为该系列标准的第1部分，是统领整个UGTMS标准体系的基础性文件。该标准于2025年4月4日由国际电工委员会正式发布，替代了此前版本的技术内容，代表了当前国际城市轨道交通管理和指挥/控制系统领域的最新共识与技术发展方向。2标准立项背景与发展历程2.1城市轨道交通自动化的发展需求进入21世纪以来，全球主要大都市的城市轨道交通网络规模持续扩张。据国际公共交通协会（UITP）统计，截至2024年底，全球共有超过70个国家的200余座城市运营着城市轨道交通系统，总运营里程已超过40,000公里。面对日益增长的客流压力与运营安全要求，城市轨道交通系统迫切需要提升自动化水平，以减少人为失误、提高运行密度、降低运营成本。全自动运行系统（FullyAutomaticOperation，FAO）作为城市轨道交通自动化技术的最高形态，已在全球范围内得到广泛应用。截至2025年初，全球已有超过50个城市的约100条地铁线路实现了GoA4等级的全自动运行，总里程超过2,000公里。中国作为全球城市轨道交通建设规模最大的国家，已有北京、上海、广州、深圳、成都、武汉等城市开通了全自动运行线路，且在建及规划中的全自动运行线路数量居全球首位。然而，在IEC62290系列标准发布之前，各设备制造商和系统集成商在系统设计理念、功能划分、术语定义及接口规范等方面存在显著差异，导致系统间互联互通困难、维护成本高昂、安全评估标准不统一等问题日益突出。这一技术标准化需求的紧迫性成为IEC62290系列标准制定的根本动因。2.2IEC62290系列标准的制定历程IEC62290系列标准由IEC/TC9（轨道交通电气设备与系统技术委员会）下属的WG4工作组（城市轨道交通管理与控制系统）负责制定。该工作组汇聚了来自全球主要轨道交通设备制造商、系统集成商、运营企业、研究机构及标准化组织的技术专家。系列标准的制定工作始于2005年前后，经过多年酝酿与起草，IEC62290-1:2014首版于2014年首次发布，确立了城市轨道交通管理和指挥/控制系统的基础框架与术语体系。该系列标准的后续规划包括：-IEC62290-1：系统原理和基本概念（基础性框架标准）-IEC62290-2：功能需求规格说明-IEC62290-3：系统需求规格说明其中，第2部分规定了UGTMS的功能需求，包括运营管理、列车监控、乘客服务等功能域的需求框架；第3部分则从系统工程角度规定系统整体需求与接口要求。IEC62290-1:2014自发布以来，为全球城市轨道交通自动化系统的规划、设计和建设提供了重要的技术指导。随着全自动运行技术的快速演进、基于通信的列车控制技术（CBTC）的广泛部署以及人工智能等新技术在轨道交通领域的深度应用，2014版本中的部分术语定义、系统框架和应用指南已不能完全适应新技术发展的需求。因此，IEC/TC9/WG4工作组于2019年前后启动了本标准的修订工作。2.32025版标准的修订动因本次修订主要基于以下几方面技术发展的驱动：1.全自动运行技术的广泛验证与推广：自2014版标准发布以来，全球范围内新增开通了大量GoA3/GoA4等级的全自动运行线路，积累了丰富的工程实践与运营数据，相关经验需要通过标准修订加以归纳总结和规范化。2.车车通信等新型技术架构的涌现：以车-车通信（Train-to-TrainCommunication）为代表的新型列车控制架构在国际上受到日益广泛的关注与应用部署，传统基于车-地通信的系统架构描述方式亟需更新。3.人工智能与大数据技术的融合应用：智能运维、预测性维护、智慧车站等新技术的兴起，对管理和指挥/控制系统提出了新的功能需求，需要在标准层面给予指引。4.与IEC62290系列其他标准的协调一致：为确保系列标准内部的逻辑统一性和技术协调性，第1部分需根据第2部分和第3部分的最新修订进展进行同步更新。5.国际法规与安全标准的最新进展：需与IEC61508（电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全）、IEC62267（城市轨道交通自动化制式安全要求）等关联标准保持技术衔接。在上述多重因素的共同推动下，IEC/TC9/WG4工作组于2020年正式启动了IEC62290-1的修订工作，经过多轮委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）及最终国际标准草案（FDIS）的讨论与投票程序，最终于2025年4月正式发布。3标准主要内容与技术框架3.1标准定位与适用范围IEC62290-1:2025作为UGTMS系列标准的基础性框架文件，其核心定位在于为城市导航运输管理和指挥/控制系统的规划、设计、开发、验证及运营提供统一的系统原理、体系架构和术语定义基础。该标准适用于所有制式的城市导轨运输系统，包括地铁、轻轨、单轨、自动导向捷运系统（APM）等，覆盖从传统人工驾驶到全自动无人驾驶的全部自动化等级。标准明确规定其适用范围涵盖城市导轨运输系统中用于运营管理和列车控制的所有指挥/控制功能，包括但不限于：列车自动防护（ATP）、列车自动运行（ATO）、列车自动监控（ATS）、联锁控制、运营指挥调度及乘客信息服务等。需要特别指出的是，该标准不涉及城市轨道交通系统的土木工程、轨道结构、车辆机械部件及牵引供电系统等方面的技术要求。3.2系统架构与基本原理2025版标准在系统架构描述方面进行了重要更新，完整定义了UGTMS的层次化架构模型。该系统架构将管理和指挥/控制系统划分为以下主要层次：-运营管理层：涵盖系统级的运营规划、日常运营管理、应急处置、乘客服务管理等功能，以运营控制中心（OCC）为核心，承担系统运行状态的全局监视与运行计划的制定实施。-列车控制层：包括列车自动防护（ATP）、列车自动运行（ATO）、列车自动监控（ATS）等核心控制功能，实现列车安全间隔控制、速度监督、自动驾驶及运行调整。-现场设备层：涵盖轨旁设备、车载设备、车站设备及通信传输设备等物理基础设施，包括道岔转辙机、信号机、计轴器、应答器及无线通信基站等。该标准全面阐述了UGTMS所依托的"车-地一体化通信"的系统原理，明确列车定位方式主要包括信标/应答器辅助定位、测速传感器及基于通信的连续定位等模式。标准特别强调了基于通信的列车控制（CBTC）技术体制在现代城市轨道交通管理和指挥/控制系统中的核心地位，并兼顾了新型车-车通信架构的描述需求。3.3自动化等级划分IEC62290-1:2025沿用了国际通行的GoA（GradeofAutomation）自动化等级划分框架，将城市轨道交通运营自动化程度划分为四个等级：-GoA1（非自动列车运行）：列车运行由司机完全控制，ATP系统提供安全防护功能；-GoA2（半自动列车运行）：列车启动、加速、减速、停车等牵引/制动功能实现自动化，但车门开关由司机操作，且列车运行需司机监视；-GoA3（有人值守的列车自动运行）：列车运行实现全自动控制，列车司机不负责列车的正常运行操作，仅负责车门控制和紧急情况下的应急处理；-GoA4（无人值守的列车自动运行）：列车实现全自动运行，包括车门控制在内的所有功能均无需人工介入，且车内无任何运营人员。2025版本在保留上述基本等级框架的基础上，对各个自动化等级下的系统功能分配、人员职责划分及人机接口要求进行了更为精确和细化的定义，对各等级间的转换条件和过渡过程的规范也进行了完善。这些细化内容为该系列第2部分（功能需求）和第3部分（系统需求）提供了更加精确的基础定义。3.4术语体系与基本概念作为系列标准的基础性文件，IEC62290-1:2025构建了一套完整、严谨且自洽的专业术语体系。该标准共收录和定义了超过150个核心术语，涵盖系统架构、功能域划分、运行模式、安全管理、人机接口、通信协议及系统生命周期等各个技术维度。所有术语定义均采用英文和法文双语呈现，确保了在国际范围内的统一理解与应用。标准中特别重要的概念包括：URM（无人驾驶模式）、STO（半自动列车运行）、DTO（有人值守的列车自动运行）、UTO（无人值守的列车自动运行）以及DRT（降级运行模式）等。该标准对这些核心术语在不同运营场景下的精确含义和应用边界进行了系统阐释，为后续各部分的规范条款提供了语言和逻辑基础。3.5安全要求与保障体系安全是城市轨道交通管理和指挥/控制系统的生命线。IEC62290-1:2025将功能安全要求作为标准的核心内容之一进行了系统阐述，明确了以风险分析为基础的安全完整性等级（SIL）分配原则，并与IEC61508和IEC62267等安全标准形成了完整的技术链。标准进一步强化了对系统弹性与降级运行能力的要求，明确了系统应在各类故障场景（包括通信中断、设备失效、外部干扰等）下能够安全降级并维持必要服务水平的能力。在人机接口（Human-MachineInterface，HMI）方面，2025版新增了更多针对自动化运营场景的人机交互设计原则，对运营控制中心调度员人机界面、维护人员便携终端界面及乘客信息系统界面分别提出了针对性的人因工程设计指引。4参与起草的企事业单位或标委会介绍IEC62290-1:2025标准的制定汇聚了全球城市轨道交通领域最具影响力的技术力量。该标准由IEC/TC9/WG4工作组组织起草和修订，工作组成员来自中国、法国、德国、日本、韩国、西班牙、意大利、加拿大等主要轨道交通技术强国，成员单位涵盖国际知名轨道交通装备制造商、系统集成商、地铁运营企业、科研院校及国家标准化机构。主要起草单位：法国阿尔斯通公司法国阿尔斯通公司（AlstomSA）是全球城市轨道交通装备与系统解决方案领域的领军企业，总部位于法国巴黎郊区圣旺（Saint-Ouen）。阿尔斯通在全球70余个国家和地区开展业务，员工总数超过8万人，2023/24财年营业收入超过170亿欧元。在城市轨道交通领域，阿尔斯通拥有完整的产品线和系统集成能力，业务涵盖地铁车辆、轻轨车辆、单轨系统、自动导向捷运系统、信号系统（CBTC/ETCS）、牵引系统、数字化运维解决方案等全产业链。阿尔斯通拥有悠久的技术传承与深厚的技术积淀。通过收购原庞巴迪运输（BombardierTransportation）等国际知名企业，阿尔斯通在全球轨道交通市场的领先地位进一步巩固。截至2025年，阿尔斯通在全球已交付超过15万辆车厢，其信号系统在全球超过60个城市中得到应用。在全球已开通的全自动运行地铁线路中，阿尔斯通参与了其中相当比例的线路建设，其UrbalisCBTC信号系统是全球应用最广泛的轨道交通信号系统之一。在IEC62290-1标准制定中的具体贡献：-核心起草角色：阿尔斯通作为WG4工作组的重要成员单位，自2014版标准制定起便深度参与了IEC62290-1的起草工作，是2025版修订工作的技术牵头单位之一，承担了标准中系统架构原理、自动化等级定义及若干关键术语的拟定任务。-工程经验反哺：阿尔斯通将其在全球数十个全自动运行项目（包括巴黎地铁1号线和14号线、迪拜地铁、新加坡汤申-东海岸线等）中积累的系统设计、联调联试及运营维护经验，系统性地融入标准修订过程中，使标准条款更加贴近工程实践，具有更强的可操作性。-跨区域协调：依托其在全球各主要市场的分支机构网络，阿尔斯通的技术专家广泛征集了欧洲、亚洲、中东及北美等不同区域用户和监管机构对标准修订的意见建议，有效提升了标准的全球普适性和协调一致性。5标准的影响与应用前景IEC62290-1:2025的正式发布，标志着城市轨道交通管理和指挥/控制系统领域的国际标准化工作进入了一个新阶段。该标准作为UGTMS系列标准的核心基础，将在以下层面对全球城市轨道交通行业产生深远影响：5.1推动系统互联互通与产业健康发展该标准的发布进一步扫清了不同制造商、不同系统间在概念和术语层面的沟通障碍，为功能级和系统级的技术规范（第2、3部分）提供了清晰一致的上层框架。对于全球范围内的城市轨道交通建设方和运营方而言，该标准有助于降低系统集成成本、缩短联调联试周期、简化安全认证流程。对装备制造企业而言，统一的基础标准降低了产品开发和市场推广的合规成本，有利于在更加公平的平台上开展国际竞争与合作。5.2支撑全自动运行系统的规模化部署近年来，全自动运行已成为全球城市轨道交通最显著的发展趋势之一。中国国内已有北京、上海、广州、深圳、成都、西安等城市运营了GoA4等级的全自动运行线路，且在建和规划中的全自动运行线路数量居全球首位。IEC62290-1:2025对自动化等级划分和系统功能分配的更加精确规范，为各国规模化推进全自动运行系统的规划、建设和运营提供了有力的技术指引，也有利于国内各地铁城市在技术选型和招标过程中采用国际通行的标准框架，对标国际先进水平。5.3促进新技术与标准体系的融合演进随着人工智能、数字孪生、5G通信、云计算等新兴技术在轨道交通领域的加速渗透，管理和指挥/控制系统正在经历从"自动控制"向"智能运行"的范式跃迁。IEC62290-1:2025在系统框架设计上为上述新技术的引入预留了充分的扩