IEC 62290-22025 铁路应用 - 城市导航运输管理和指挥控制系统 - 第2部分功能要求规范标准立项发展报告

铁路应用-城市导航运输管理和指挥/控制系统第2部分：功能要求规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RailwayApplications-UrbanGuidedTransportManagementandCommand/ControlSystems-Part2:FunctionalRequirementsSpecification摘要随着全球城市化进程的持续加速，城市轨道交通作为缓解交通拥堵、降低碳排放的核心手段，已进入大规模建设与智能化升级的关键时期。城市导航运输（UGT）系统的安全高效运行，高度依赖于其管理和指挥/控制系统的可靠性、互操作性与功能完善性。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2025年4月正式发布了IEC62290-2:2025《铁路应用-城市导航运输管理和指挥/控制系统-第2部分：功能要求规范》。本标准作为IEC62290系列标准的重要组成部分，系统规定了UGT系统管理和指挥/控制的功能架构、性能要求、接口规范及安全完整性要求，为该类系统的设计、开发、测试与评估提供了统一的技术依据。本报告全面梳理了该标准的立项背景、技术内容、核心变化及行业影响，重点阐述了标准对提升城市轨道交通自动化水平、促进互联互通以及支撑新型智慧城轨建设的重要意义，并对标准实施路径和未来发展趋势进行了展望与分析。该标准的发布不仅填补了国际层面在UGT系统功能规范领域的空白，更将为全球城市轨道交通装备的标准化设计、规范化采购及安全高效运营提供关键指引。关键词：城市导航运输；管理和指挥/控制系统；功能要求规范；IEC62290；轨道交通；信号系统；安全完整性等级Keywords:UrbanGuidedTransport;ManagementandCommand/ControlSystems;FunctionalRequirementsSpecification;IEC62290;RailwayTransit;SignalingSystem;SafetyIntegrityLevel1.引言1.1立项背景城市轨道交通系统作为现代城市公共交通的骨干网络，其运行安全性、运输效率和服务质量直接关系到城市功能的正常运转和公众出行的基本保障。随着通信信号技术、人工智能、大数据等前沿技术的飞速发展，城市导航运输系统正经历从传统的固定闭塞人工驾驶向基于通信的移动闭塞、全自动运行（FAO）系统演进的深刻变革。在这一技术迭代过程中，管理和指挥/控制系统作为城市轨道交通的“大脑”和“神经中枢”，其功能完备性和系统规范性面临前所未有的挑战。不同制造商、不同线路之间系统架构和功能配置的差异性，导致了严重的互操作性障碍，增加了业主单位的建设成本与运营维护复杂度。国际电工委员会下属的第九技术委员会（IEC/TC9，铁路电气设备与系统）敏锐地捕捉到了这一行业痛点，于多年前启动IEC62290系列标准的编制工作。作为该系列标准的第2部分，IEC62290-2:2025的立项旨在解决长期以来UGT系统功能要求缺乏统一国际规范的问题，为全球范围内的系统设计者、集成商、运营商及监管机构提供一个共同的技术语言和功能基准。1.2标准定位与作用IEC62290-2:2025在轨道交通标准体系中占据重要地位。它与IEC62290-1（系统定义和基本要求）形成紧密配套关系——第一部分侧重于系统架构与总体原则的宏观界定，而本部分则深入微观层面，对管理/指挥及控制系统的具体功能提出明确的规范要求。这一标准的制定与发布，为城市轨道交通全自动运行系统的功能设计提供了国际认可的技术基准，也为各国制定本国标准和行业规范提供了重要的参考依据。具体而言，该标准的核心作用体现在以下三个维度：一是功能基准作用，为系统研发提供了涵盖运营管理功能、列车控制功能、乘客服务功能、维护支持功能等全方位的功能框架；二是接口协调作用，明确了系统内部各子系统之间，以及系统与外部环境（如通信系统、供电系统、票务系统）之间的功能接口要求；三是验证评估作用，为系统验收、安全认证及运营许可提供了功能维度的评估依据。2.标准主要内容2.1标准适用范围IEC62290-2:2025适用于所有类型的城市导航运输系统，包括地铁、轻轨、单轨、自动旅客捷运系统（APM）等制式，覆盖从有人值守的人工驾驶模式到无人值守的全自动运行模式（GoA4）的各个自动化等级。标准适用于新建线路的系统设计与建设，同时也为既有线路的信号系统升级改造及功能扩展提供了技术指导。标准界定了管理和指挥/控制系统的功能边界，涵盖以下核心业务域：-列车运行控制：包括列车自动防护（ATP）、列车自动运行（ATO）及列车自动监控（ATS）的完整功能链；-运营管理：包括运营计划编制、调度指挥、运行调整、应急处置等功能；-乘客服务：包括乘客信息发布、广播通信、站台门联动、紧急对讲等功能；-维护与诊断：包括设备状态监测、故障诊断、维护计划管理及数据分析等功能。2.2功能要求框架标准采用分层功能架构模型对系统功能进行描述。该模型自下而上可分为三个层次：基础设备层、系统功能层和运营管理层。基础设备层涵盖轨旁设备、车载设备、车站设备及通信传输设备的功能要求；系统功能层涵盖列车检测、速度监督、间隔控制、道岔控制、进路办理等核心安全功能；运营管理层则涵盖调度指挥、运行图管理、人机界面交互、报警管理等运营支持功能。在功能性能指标方面，标准对各关键功能规定了量化要求。例如，在列车定位精度方面，要求根据不同制式和运行场景满足相应的定位误差范围；在车地通信时延方面，明确了从列车端到控制中心的端到端通信延迟上限；在系统可用性方面，要求关键子系统在规定运行条件下的可用性指标不低于设定阈值。2.3接口规范要求IEC62290-2:2025对系统内外部接口的功能要求作出了系统性规定。与信号系统的接口涉及轨旁设备接口、车载设备接口及维护终端接口等；与通信系统的接口涵盖车地无线通信、调度通信及乘客信息传输等功能接口；与综合监控系统的接口则规定了数据交换内容、联动控制逻辑及报警信息交互等功能要求。2.4安全与可靠性要求安全要求方面，标准引入了IEC62278（铁路应用-可靠性、可用性、可维修性和安全性（RAMS））中定义的通用安全生命周期理念，要求各安全功能按照IEC62280等标准实现相应的安全完整性等级（SIL）。标准明确了不同的安全功能需满足SIL2或SIL4等不同等级的要求，并规定了从安全功能需求分析、安全完整度分配到安全确认与验证的完整技术路径。3.与上一版本的主要技术变化相较于前一版本，IEC62290-2:2025在多个技术维度进行了重要更新与扩展。3.1架构模型的优化调整新版本对功能架构模型进行了显著优化。原有的功能分类体系被重新梳理，增加了对云平台架构、边缘计算等新技术形态的适应性描述。功能层次划分更加清晰，对系统级功能与设备级功能的界定更加明确，有效避免了因功能归属不清而导致的接口争议和职责真空。3.2新增功能要求结合近年来全自动运行系统在全球范围内的工程实践经验，新版本新增了多项功能要求。在列车智能诊断方面，新增基于状态修理念的预测性维护功能要求，要求系统具备关键设备健康状态在线监测、故障趋势分析和剩余寿命预测能力。在智慧调度方面，新增了基于实时客流数据的动态调度决策支持功能要求。此外，对网络安全功能进行了专门补充，新增了涵盖网络隔离、身份认证、数据加密和安全审计等方面的网络安全功能要求。3.3安全要求的技术调整在安全要求方面，新版本调整了部分功能的安全完整性等级分配。基于近年来多个实际项目的安全分析数据和运行经验反馈，对列车自动防护功能中涉及的风险mitigation措施和检测功能的安全要求进行了重新校准。同时，引入了面向对象的安全论证方法（如GSN-目标结构符号法）的推荐做法，为安全论证报告的编制提供了更为灵活和结构化的方法指导。4.标准编制的关键参与单位4.1主要起草单位介绍IEC62290-2:2025的编制汇集了全球轨道交通领域的权威机构和头部企业。其中，作为国际电工委员会铁路电气设备与系统标准化技术委员会（IEC/TC9）的国内技术对口单位，中国铁道科学研究院集团有限公司（CARS）在该标准的制定过程中发挥了重要作用。中国铁道科学研究院集团有限公司（简称“铁科院”）成立于1950年，是中国铁路行业唯一的综合性研究开发机构，业务涵盖轨道交通装备技术、通信信号技术、运输组织管理、信息化及标准计量等核心领域。作为IEC/TC9国内技术对口单位，铁科院长期深度参与国际轨道交通标准的制修订工作，累计主导或参与制定国际标准数十项，在城轨全自动运行系统、列控系统互操作性、轨道交通网络安全等前沿领域积累了丰富的研究成果和实践经验。在IEC62290-2:2025的编制过程中，铁科院派出由通信信号领域资深专家组成的代表团，深度参与了标准框架设计、功能需求分析、安全完整性等级划分等核心技术环节的工作。铁科院团队基于中国城市轨道交通全自动运行系统的大量工程实践数据，包括北京、上海、广州等地多条GoA4等级全自动运行线路的建设运营经验，为标准中有关系统架构模型、功能性能指标及运维管理要求的技术条款提供了翔实的实践支撑和具有前瞻性的中国方案。特别是在智能运维功能的纳入和网络安全功能框架的构建方面，铁科院团队提出的多项建议方案获得了国际专家的广泛认可并最终被采纳。4.2其他核心参与力量除铁科院外，来自德国、法国、日本、韩国等国家的标准化机构和行业龙头企业也在标准制定过程中贡献了重要力量。欧洲铁路工业联盟（UNIFE）及其成员单位，凭借其在欧洲多条全自动运行线路（如巴黎地铁1号线、14号线、哥本哈根地铁等）中积累的丰富工程经验，在系统功能架构定义和接口协议规范方面发挥了主导作用。日本铁道综合技术研究所（RTRI）则在列车精确定位和运行调整功能方面提供了独特的技术视角。5.标准实施与效益评价5.1实施路径建议IEC62290-2:2025作为国际标准，其有效实施需要各国结合本国实际情况进行本地化适配。建议实施路径分为三个阶段：第一阶段：差距分析与规划。各利益相关方应组建专门团队，对照本标准的功能要求框架，对现有或将建系统的功能配置进行全面的差距分析，识别需要补充、升级或调整的功能项。在此基础上制定详细的实施路线图，明确时间节点和责任主体。第二阶段：设计优化与系统升级。系统供应商应根据差距分析结果，开展产品功能优化和系统架构调整工作。对于新建项目，应在本标准框架指导下进行系统功能设计；对于既有系统，应评估功能升级的可行性和经济性，制定分步实施计划。第三阶段：验证评估与持续改进。建立对标本标准的系统功能验证方法和评估工具，在系统交付和运营过程中持续开展符合性评估。建立功能需求的持续更新机制，将运营中发现的新的功能需求反馈至标准修订的候选清单。5.2标准实施效益分析在经济效益方面，通过统一功能要求，该标准有效降低了系统设计、开发和验证的重复成本，促进了供应链的良性竞争。对于业主单位而言，标准化的功能框架有助于缩短招标技术规范的编制周期，降低后续系统升级改造的技术风险和经济成本。对于设备供应商而言，基于统一功能要求进行平台化开发，可实现一套平台适配多个项目，显著摊薄研发成本。在社会效益方面，标准的实施将有效提升城市轨道交通系统的整体安全水平和运营效率，为公众提供更加安全、便捷、舒适的出行服务。标准的推广有助于推动不同城市、不同线路之间运营管理经验的共享和互认，促进城市轨道交通行业的整体技术进步和服质量提升。6.结论与展望6.1标准价值总结IEC62290-2:2025的发布标志着城市导航运输管理和指挥/控制系统标准化工作进入了一个全新的阶段。该标准以系统化的功能框架、严谨的安全要求和前瞻的技术视野，为全球城市轨道交通行业提供了一份权威、全面的功能规范指南。它不仅填补了国际标准体系中UGT系统功能要求领域的空白，更在促进全球范围内技术交流与合作、推动产业健康发展方面发挥着不可替代的引领作用。6.2未来发展趋势面向未来，城市导航运输管理和指挥/控制系统将继续沿着智能化、数字化、网络化的方向深度演进。在技术变革的驱动下，IEC62290系列标准的后续修订将聚焦于以下关键方向：一是进一步深化对人工智能技术在列车运行控制、客流预测、智能调度决策等场景应用的规范性指导；二是持续完善车-车通信（T2T）架构下的功能分配与接口要求，以适应基于5G/6G通信的新一代列控系统发展趋势；三是加强网络安全功能要求与具体技术方案之间的衔接，建立覆盖系统全生命周期的网络安全保证框架。此外，随着各国在碳达峰碳中和目标下加大对绿色交通的投入，城市轨道交通建设将保持持续增长态势。这将为IEC62290-2标准的全球推广应用创造广阔的市场空间，也对标准本身的适用性和前瞻性提出了更高要求。标准维护工作应建立更加敏捷的更新机制，密切跟踪行业技术发展动态和工程实践经验，以确保标准始终站在行业发展的最前沿。我们有理由相信，凭借其严谨的技术内涵和广泛的国际共识，IEC62290-2:2025将在未来相当长时期内，持续为全球城市轨道交通的安全高效发展提供坚实的技术标准支撑，引领行业走向更加智能、安全、高效的新时代。参考文献[1]IEC62290-1:2014,Railwayapplications-Urbanguidedtransportmanagementandcommand/controlsystems-Part1:Systemprinciplesandfundamentalconcepts[S].Geneva:IEC,2014.[2]IEC62290-2:2025,Railwayapplications-Urbanguid