IEC 62290-32025 铁路设施.城市引导运输管理和指挥控制系统.第3部分系统要求规范标准立项发展报告

铁路设施城市引导运输管理和指挥/控制系统第3部分：系统要求规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RailwayApplications-UrbanGuidedTransportManagementandCommand/ControlSystems-Part3:SystemRequirementsSpecification摘要关键词：城市引导运输；管理与控制系统；系统要求规范；IEC标准；轨道交通；互联互通；安全完整性Keywords:UrbanGuidedTransport;ManagementandCommand/ControlSystems;SystemRequirementsSpecification;IECStandards;RailwayTransit;Interoperability;SafetyIntegrity1引言1.1研究背景城市引导运输系统（UrbanGuidedTransport）涵盖城市轨道交通中的多种制式，包括地铁、轻轨、有轨电车、单轨及自动导向交通系统（AGT）等。这类系统的显著特征在于其运行路径受固定轨道或导引设施约束，且通常在人口密集的城市区域运行，对运行安全性、准点率及系统可用性有着极高的要求。管理和指挥/控制系统（ManagementandCommand/ControlSystems，简称MCCS）作为城市引导运输的"大脑"和"神经系统"，负责实现列车运行控制、调度管理、安全防护、运营监控及乘客信息服务等核心功能，其技术水平和标准化程度直接影响着城市轨道交通系统的整体运营质量。随着城市轨道交通装备技术向自动化、智能化、网络化方向迅速发展，基于通信的列车控制（CBTC）技术、全自动运行（FAO）系统、云计算及大数据分析等新技术在城市轨道交通领域的应用日益广泛。然而，由于各国城市轨道交通的发展路径和技术体系存在差异，不同制造商和运营商之间在系统架构、接口协议、功能配置及安全要求等方面缺乏统一的规范性依据，由此带来了系统集成难度大、互联互通能力不足、全生命周期成本偏高等现实问题。1.2标准立项的必要性在此背景下，国际电工委员会下属的铁路电气设备与系统技术委员会（IEC/TC9）于多年前启动IEC62290系列标准的编制工作，旨在为城市引导运输管理和指挥/控制系统提供一套完整的国际标准体系。该系列标准共分为多个部分：第1部分规定了系统定义和基本要求，第2部分侧重于功能安全要求，而本次发布的第3部分则聚焦于系统要求规范（SystemRequirementsSpecification），是整个系列标准中连接顶层定义与具体实施的关键环节。IEC62290-3:2025的立项和发布，既是城市轨道交通行业对标准化需求的直接回应，也是国际社会在推动轨道交通装备互联互通方面迈出的重要一步。该标准通过对城市引导运输MCCS的系统架构、功能要求、性能指标、安全要求、人机接口、接口协议以及验证与确认方法等内容做出全面而系统的规定，为这一技术领域的规范化发展奠定了坚实的技术基础。2标准编制依据与工作过程2.1编制依据与参考框架IEC62290-3:2025在编制过程中严格遵循IEC导则所规定的国际标准制定程序和规范要求，同时充分参考和引用了多个重要的国际标准和法规文件，以确保标准内容的技术先进性和协调一致性。在总体架构方面，该标准以IEC62290-1（系统定义和基本要求）所确立的框架为基础，按照IEC62290-2（功能安全要求）所设定的安全原则，进一步细化和深化系统层面的技术要求。在功能安全领域，该标准与IEC62278（铁路应用可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）的规范和论证）、IEC62279（铁路应用通信、信号和处理系统信号用安全相关电子系统）、IEC61508（电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全）等系列标准保持协调一致，确保在安全完整性等级（SIL）分配、安全功能实现及安全论证方法等方面与国际通行的安全标准体系有效衔接。在通信协议方面，该标准参考了IEC62280（铁路应用通信、信号和处理系统）、IEEE1474系列标准以及欧洲EN50159等标准中对安全通信传输的相关规定，对MCCS与列车、车站设备及中心系统之间的数据交换格式和通信协议提出了明确的要求。在规范性引用文件方面，该标准还涉及国际铁路联盟（UIC）发布的相关技术规范以及ISO9000族质量管理体系标准中的相关术语和定义，确保标准内容的国际适用性和技术兼容性。2.2标准编制工作过程该标准的编制工作由IEC/TC9下属的工作组负责推进。在标准编制过程中，来自中国、德国、法国、日本、韩国、西班牙、意大利等主要轨道交通技术国家的专家深入参与，先后通过多轮工作组会议、草案征求意见、国际标准草案（CD）投票、最终国际标准草案（FDIS）投票等程序，广泛征集了来自各国国家委员会、行业企业、科研机构和运营单位的意见与建议。在这一过程中，各方专家围绕城市引导运输MCCS的功能边界、性能指标体系、安全需求与功能需求的关系、接口标准化的深度和粒度、系统验证与确认方法等关键技术议题展开了深入讨论，逐步形成了统一的技术共识。经过数年的编制和反复修订完善，该标准最终于2025年3月31日由IEC正式发布，版本状态为现行有效。3标准主要技术内容3.1范围与适用领域IEC62290-3:2025明确了城市引导运输管理和指挥/控制系统的系统要求规范，适用于城市引导运输系统中用于运营管理和列车运行控制的地面设备、车载设备及人机接口系统。该标准适用于涵盖地铁、轻轨、有轨电车、单轨及自动导向交通系统在内的各类城市引导运输制式，为系统的设计、开发、集成、测试、验证和运行维护提供了全面的技术依据。该标准特别明确适用于新系统的建设与既有系统的升级改造两种场景。对于新建项目，该标准可作为系统需求定义和设计开发的基础性规范文件；对于既有系统的升级改造项目，该标准为系统功能扩展、性能提升和互联互通能力增强提供了技术参照。3.2系统架构与功能要求标准对城市引导运输MCCS的系统架构做出了规范性描述，将系统从逻辑上划分为运营管理层、运行控制层和现场设备层三大层级，对各层级的功能定位、功能模块划分和相互之间的接口关系做出了明确规定。在功能要求方面，标准对MCCS的核心功能规定了详细的性能指标和功能需求，涵盖以下主要功能群：-列车运行控制功能：包括列车自动防护（ATP）、列车自动运行（ATO）和列车自动监控（ATS）等核心子系统，对列车运行间隔控制、速度监督、停车精度控制、车门与屏蔽门联动控制等功能的技术要求进行了详细规定。-调度管理功能：对运营计划编制、列车运行图管理、车辆配班调度、应急处置调度等功能提出了明确的功能需求。-安全防护功能：对超速防护、闯红灯防护、区间占用检查、紧急停车、防撞预警等安全功能的触发条件、响应时间和安全完整性要求做出了规定。-运营监视与信息服务功能：对设备状态监视、客流信息采集、乘客信息发布、故障报警与诊断等功能提出了基本要求。值得注意的是，标准对不同自动化等级（GoA1至GoA4）下的系统功能配置和性能要求做出了差异化规定，充分体现了对不同技术发展阶段的适应性。3.3性能指标体系标准建立了城市引导运输MCCS的性能指标体系，涵盖系统能力、运行效率和服务质量等多个维度的关键性能指标（KPI）。在系统能力方面，对系统容量、最小运行间隔、线路通过能力等技术参数给出了建议性指标。在运行效率方面，对列车准点率、运行图兑现率、平均旅行速度等运营指标提出了参考要求。在服务质量方面，对系统可用性、平均故障间隔时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）等可靠性指标做出了明确指导。标准还根据不同的系统自动化等级和运营场景，对关键性能指标的取值区间进行了分级规定，为系统设计和项目验收提供了可量化、可操作的技术基准。3.4安全要求安全要求是IEC62290-3标准的核心内容之一。该标准在IEC62290-2确立的安全框架基础上，进一步细化了各安全功能的安全完整性等级分配建议，对安全相关通信的完整性要求、安全功能的响应时间要求、故障反应行为及降级运行模式下的安全保障要求等均做出了明确的规定。标准明确了采用安全完整性等级（SIL）作为安全要求分配的基本方法，并与IEC61508和IEC62279中定义的安全完整性等级划分体系保持严格一致。在人因安全方面，标准对操作员工作负荷、人机接口的差错防护、alarm管理等方面也提出了相应的安全要求。3.5人机接口与系统接口在人机接口方面，标准对调度员工作站、驾驶员操作台（如适用）、维护终端及乘客信息显示系统等人机交互界面的设计原则、信息显示要求、操作交互逻辑、告警管理机制等做出了规范性陈述，强调以人为中心的设计理念，注重减少人为差错的可能性。在系统接口方面，标准对MCCS与信号系统、通信系统、供电系统、站台门系统、综合监控系统等外部系统之间的接口进行了分类规定，对接口数据内容、通信协议、同步机制、时序要求等给出了建议性规范，为多系统间的互联互通提供了接口标准化基础。3.6验证与确认该标准对系统验证与确认（V&V）提出了系统性要求，规定了从需求验证、设计验证到系统确认的完整V&V流程和各阶段的工作内容。标准强调了需求可追溯性的重要性，要求建立从系统需求到设计实现、测试用例的完整追溯关系，确保每一项系统需求均得到有效的验证和确认。在测试验证方面，标准对实验室仿真测试、现场调试测试、试运行验证及可靠性验证测试的方法和要求提出了明确的规定，同时对测试环境、测试工具、测试文档及验收准则等给出了指导性要求。4标准创新点解读4.1系统化的需求层次框架IEC62290-3:2025建立了一套从运营需求到系统功能需求再到技术性能需求的层次化需求框架，将运营场景、功能需求和性能指标有机贯通，避免了传统标准中功能需求与运营需求脱节的问题。这一层次化框架有助于用户根据自身的运营需求准确定义系统要求，实现需求到设计的高效转换。4.2与自动化等级深度耦合的技术要求该标准将城市引导运输系统的自动化等级（GradeofAutomation,GoA）作为技术要求差异化配置的核心维度，对不同自动化等级下的功能配置、性能指标、安全要求和运营管理需求进行了系统性规定。这种将技术要求与自动化等级深度耦合的标准设计模式，有针对性地适应了从传统有人驾驶到全自动运行不同技术发展阶段的实际需要。4.3强调安全与可用性的协同设计该标准在技术要求的设定中充分体现了安全与可用性协同设计的理念，在保证安全完整性要求的前提下，兼顾系统的运营可用性。标准对降级运行模式的设置、故障弱化策略的制定、备用模式的功能范围等均提出了明确要求，为系统在部分故障条件下维持安全且可用的运营状态提供了规范指导。5主要参编单位介绍5.1中国铁道科学研究院集团有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司（以下简称"铁科院"）是中国铁路行业唯一的多学科、多专业的综合性研究机构，成立于1950年，直属于中国国家铁路集团有限公司。铁科院长期以来致力于铁道科学技术研究、标准制定、技术咨询和试验检测等工作，是中国铁路行业标准体系建设和国际标准化工作的重要支撑力量。在城市轨道交通技术领域，铁科院设有城市轨道交通技术研究机构，长期从事城市轨道交通信号系统、通信系统、运营调度系统及安全评估等方面的研究工作。近年来，铁科院主持或参与完成了多项城市轨道交通领域国家标准和行业标准的制修订工作，在城市轨道交通列控系统、全自动运行系统、互联互通测试验证等领域积累了丰富的技术经验和研究成果。在IEC62290-3:2025的编制过程中，铁科院的专家团队深度参与了系统架构设计、功能要求定义、性能指标体系构建以及安全要求设定等多个核心章节的起草和研讨工作。铁科院依托其在铁路信号控制和城市轨道交通领域的深厚技术积累，将中国在城市轨道交通全自动运行系统建设和互联互通工程实践中的经验与研究成果积极贡献于国际标准编制工作，有力地推动了中国城市轨道交通技术方案与国际标准的融合与对接。同时，铁科院在城市轨道交通装备认证和检验检测方面的丰富实践经验，也为标准中验证与确认要求的科学性和可实施性提供了重要的技术支撑。6标准实施的意义与展望6.1对行业发展的引领作用IEC62290-3:2025的发布实施，对全球城市轨道交通行业的发展具有重要的引领和推动作用。在技术层面，该标准为城市引导运输MCCS的系统设计、开发和验证提供了统一的技术基准，有利于提升系统的技术成熟度和可靠性水平。在市场层面，该标准的发布将促进城市轨道交通装备市场的规范化发展，降低系统集成和互联互通的技术壁垒，为装备制造商和系统集成商提供更加公平、透明的市场竞争环境。对于中国城市轨道交通行业而言，该标准的发布具有更加特殊的意义。近年来，中国城市轨道交通建设规模持续保持全球领先，全自动运行系统的建设和应用也走在了世界前列。IEC62290-3的发布将为中国城市轨道交通装备企业参与国际市场竞争提供更加有利的标准环境，有助于推动中国城市轨道交通技术标准与国际标准的对接和互认，提升中国城市轨道交通装备的国际竞争力。6.2未来发展趋势从发展趋势来看，城市引导运输管理和指挥/控制系统的标准化工作将沿以下方向持续深化：（1）智能化方向：随着人工智能、大数据分析、数字孪生等技术在轨道交通领域的深入应用，MCCS的智能化水平将不断提升，相应的标准化需求也将不断涌现，未来标准体系需要补充涵盖智能运维、预测性维护、自主运行等新兴技术领域的技术要求。（2）互联互通方向：城市轨道交通网络的互联互通需求日益迫切，MCCS的标准化将进一步向更深层次的互联互通方向推进，涵盖跨制造商设备互操作、跨线路运营协同、不同自动化等级系统间的平滑切换等应用场景。（3）新标准与新需求协同演进方向：随着全自动运行（FAO）系统在全球范围内的加速部署以及市域轨道交通、中低运量轨道交通系统的不断涌现，对该领域国际标准的需求将持续增长，IEC62290系列标准有望根据行业需求适时补充新的部分或修订已有部分，以保持标准体系的先进性和适用性。7结论IEC62290-3:2025《铁路设施城市引导运输管理和指挥/控制系统第3部分：系统要求规范》作为城市引导运输管理与控制系统领域的重要国际标准，经过广泛深入的行业研讨和国际协调，于2025年3月31日正式发布。该标准在IEC62290系列标准框架下，对系统架构、功能要求、性能指标、安全要求、人机接口、系统接口及验证与确认方法等方面建立了全面而系统的规范体系，填补了该系统级要求规范方面的国际标准空白。参考文献[1]IEC62290-1:2014,Railwayapplications-Urbanguidedtransportmanagementandcommand/controlsystems-Part1:Systemprinciplesandfundamentalconcepts[S].Geneva:IEC,2014.[2]IEC62290-2:2014,Railwayapplications-Urbanguidedtransportmanagementandcommand/controlsystems-Part2:Functionalsafetyrequirementsspecification[S].Geneva:IEC,2014.[3]IEC62290-3:2025,Railwayapplications-Urbanguidedtransportmanagementandcommand/controlsystems-Part3:Systemrequirementsspecification[S].Geneva:IEC,2025.[4]IEC62278:2002,Railwayapplications-Sp