IEC 624252025 CMV 铁路应用.通信 信号和处理系统.信号的安全相关电子系统标准立项发展报告

铁路应用通信、信号和处理系统信号的安全相关电子系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RailwayApplications-Communication,SignallingandProcessingSystems-SafetyRelatedElectronicSystemsforSignalling摘要随着全球轨道交通行业的迅猛发展，信号系统作为保障铁路运行安全的核心基础设施，其安全性与可靠性要求日益提升。IEC62425:2025CMV标准作为国际电工委员会（IEC）发布的关于铁路通信、信号和处理系统中安全相关电子系统的重要技术规范，为铁路信号设备的设计、开发、验证和认证提供了统一的技术框架。本报告全面梳理了该标准的立项背景、技术内容、修订历程及行业影响，重点分析了其在安全完整性等级（SIL）划分、系统生命周期管理、可靠性评估等方面的核心技术要求，并深入介绍了主要起草单位在标准制定过程中的技术贡献。报告指出，该标准的发布实施对于推动我国铁路信号系统与国际接轨、提升国产化装备安全水平、促进轨道交通装备“走出去”具有重要的指导意义和应用价值。关键词：铁路信号；安全相关电子系统；IEC62425；安全完整性等级；系统生命周期；标准化AbstractWiththerapiddevelopmentofglobalrailtransitindustry,signallingsystems,asthecoreinfrastructureensuringrailwayoperationalsafety,haveincreasinglystringentrequirementsforsafetyandreliability.TheIEC62425:2025CMVstandard,issuedbytheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC),servesasacrucialtechnicalspecificationforsafety-relatedelectronicsystemsinrailwaycommunication,signallingandprocessingsystems,providingaunifiedtechnicalframeworkforthedesign,development,verificationandcertificationofrailwaysignallingequipment.Thisreportcomprehensivelyreviewstheprojectbackground,technicalcontent,revisionhistoryandindustryimpactofthisstandard,withemphasisonitscoretechnicalrequirementsinsafetyintegritylevel(SIL)classification,systemlifecyclemanagementandreliabilityassessment.Thereportalsohighlightsthetechnicalcontributionsofmajordraftingorganizations.ItconcludesthatthepublicationandimplementationofthisstandardholdssignificantguidingimportanceandapplicationvalueforaligningChina'srailwaysignallingsystemswithinternationalpractices,enhancingthesafetylevelofdomesticallymanufacturedequipment,andpromotingtheglobalexpansionofrailtransitequipment.Keywords:RailwaySignalling;Safety-RelatedElectronicSystems;IEC62425;SafetyIntegrityLevel;SystemLifecycle;Standardization一、引言1.1立项背景铁路运输作为一种大容量、高效率的公共交通方式，其运行安全始终是社会关注的焦点。信号系统作为铁路运输的“神经系统”，承担着列车运行控制、进路管理、速度监控等关键安全功能。随着电子技术和计算机技术的飞速发展，传统的继电式信号系统正逐步被电子化、智能化的安全相关电子系统所取代。这一技术变革在提升系统功能和效率的同时，也对系统的安全性、可靠性和可维护性提出了更为严格的要求。国际电工委员会（IEC）作为全球最具权威性的国际标准化组织之一，长期致力于铁路电气设备和系统的标准化工作。IEC第9技术委员会（TC9）专门负责铁路电气设备与系统的国际标准制定，其下设的SC9X分技术委员会（铁路通信、信号和处理系统）具体负责通信、信号和处理系统相关标准的研制。IEC62425正是在这一组织框架下制定并持续修订的核心安全标准之一。1.2标准的战略意义IEC62425标准在铁路信号安全标准体系中占据核心地位，其重要性体现在以下三个层面：第一，提供统一的安全评估框架。该标准为铁路信号安全相关电子系统建立了从概念设计到退役处置的全生命周期安全管理框架，使不同国家、不同制造商的安全评估工作有了共同的技术语言和评判依据。第二，促进国际贸易和技术交流。作为国际标准，IEC62425被欧洲、亚洲、美洲等多个国家和地区广泛采纳或引用，成为铁路信号产品国际认证的重要依据。符合该标准的产品在跨国贸易中具有更强的市场准入优势。第三，推动技术发展与创新。标准对安全完整性等级（SIL）的科学划分和安全论证方法的系统规定，既为成熟技术提供了规范依据，也为新技术（如人工智能、云计算等）在信号系统中的应用预留了安全评估的技术路径。二、标准概述2.1标准基本信息标准编号：IEC62425:2025CMV标准名称：铁路应用—通信、信号和处理系统—信号的安全相关电子系统英文名称：RailwayApplications-Communication,SignallingandProcessingSystems-SafetyRelatedElectronicSystemsforSignalling发布机构：国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）ICS分类号：45.060（铁路车辆综合）发布日期：2025年5月5日标准状态：现行有效标准版本：CMV（CommentaryVersion，注释版本），该版本在正文基础上附加了技术委员会的专业解释和修订说明，便于使用者深入理解标准条款的技术内涵和修订意图。2.2标准定位与技术范畴IEC62425属于IEC62425系列标准家族的核心组成部分。该标准族涵盖铁路通信、信号和处理系统的多个方面，而IEC62425本身聚焦于信号系统中执行安全功能的相关电子系统，其技术范畴包括但不限于以下内容：-联锁系统（计算机联锁、全电子联锁等）；-列车自动防护系统（ATP）；-列车自动运行系统（ATO）中的安全相关部分；-列车自动监控系统（ATS）中的安全逻辑单元；-轨旁电子单元（LEU）、应答器传输系统等地面安全设备；-涉及安全功能的通信协议和处理单元。2.3标准版本演进IEC62425标准的制定可追溯至欧盟铁路interoperability指令对统一安全标准的需求。在EN50129（铁路应用：通信、信号和处理系统—信号用安全相关电子系统）于2003年发布并成为欧洲协调标准之后，IEC意识到需要一个国际层面的对应标准以促进全球范围内的标准协调。经过多年的筹备和草案讨论，IEC62425第一版于2010年前后正式发布，其技术内容以EN50129为基础，同时根据IEC标准化体系的要求和全球应用反馈进行了适应性调整。2025年版为标准的重大修订版，与前一版本相比，主要更新体现在以下方面：1.引入基于风险的安全完整性分配方法的细化指导，使SIL分配更具可操作性和灵活性；2.新增关于网络安全与功能安全交互作用的条款，回应了信号系统日益面临的网络安全威胁；3.更新了安全案例（SafetyCase）的结构要求，使其与现代系统工程实践更好地衔接；4.补充了关于模块化开发和复用组件的安全论证要求，以适应信号系统组件化、平台化的发展趋势。三、标准核心技术内容3.1安全完整性等级（SIL）体系IEC62425的核心技术基础之一是安全完整性等级（SafetyIntegrityLevel,SIL）体系。该体系将安全相关系统的安全完整性要求划分为四个等级（SIL1至SIL4），其中SIL4代表最高的安全完整性要求。SIL等级的确定基于对风险降低需求的分析，综合考虑危险事件的频率、后果严重程度以及现有的风险降低措施。标准中规定的SIL分配方法包括：定量方法（基于危险率的目标值）、定性方法（基于风险矩阵）以及半定量方法（结合工程判断和简化计算）。值得特别指出的是，铁路信号系统中最高安全等级的应用（如列控系统、计算机联锁等）通常要求达到SIL4等级，这在高可靠性电子系统设计领域属于极为严苛的要求，意味着系统的平均危险失效概率需控制在极低的水平（通常在10⁻⁹至10⁻⁸次/小时的量级）。3.2安全生命周期模型IEC62425采用系统安全生命周期（SystemSafetyLifecycle）的概念来组织安全管理活动。标准将系统从概念到退役的全过程划分为若干明确的阶段，包括：1.概念阶段：定义系统目的、运行环境和初步安全需求；2.系统定义和应用条件界定：明确系统的功能边界和外部接口；3.风险分析：识别系统在既定应用中的危险事件及其风险；4.安全需求规格说明：将风险降低目标转化为系统级安全需求；5.安全需求分配：将系统级安全需求分配到子系统或组件层级；6.设计与实现：按照安全需求进行系统硬件和软件的设计开发；7.制造与集成：完成系统的生产、装配和集成测试；8.验证：确认系统实现符合安全需求；9.确认（含安全评估）：由独立评估机构对系统安全性进行综合评估；10.验收与运行：系统投入使用，并建立运行维护阶段的安全管理机制；11.修改与变更管理：对系统变更进行安全影响分析和再验证；12.退役处置：系统退出使用时的安全考虑。这一生命周期模型将安全管理从传统的“事后验证”转变为“全过程控制”，强调安全必须从项目启动之初就系统性地融入设计、开发、验证和运行的每一个环节。3.3安全案例与安全论证IEC62425引入了“安全案例”（SafetyCase）这一重要概念，要求系统供应商在交付安全相关系统时，必须提供完整的安全案例文档，以系统化的方式论证系统在其规定的应用条件下达到了所要求的安全完整性等级。安全案例通常包含以下核心要素：-安全需求规格说明（含SIL等级）；-系统设计描述（含技术方案和安全措施）；-安全管理与质量管理的证据；-风险分析与安全完整性论证；-验证与确认活动的记录和结果；-独立安全评估（ISA）报告。该要求借鉴了欧洲铁路安全认证的成熟实践，与国际上广泛采用的“基于证据的安全论证”方法论一脉相承。3.4硬件与软件安全要求硬件安全要求涵盖可靠性预计、故障模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）、共因失效分析等核心技术活动。标准对不同SIL等级下的硬件故障裕度（hardwarefaulttolerance）提出了差异化要求，并对安全完善度（safefailurefraction）进行了量化规定。软件安全要求则遵循与安全生命周期相匹配的软件开发生命周期模型，强调软件需求规格、软件设计、编码实现、软件验证与确认等各阶段的安全活动。标准要求软件开发过程需满足相应的软件安全完整性等级（SSIL）要求，并推荐采用形式化方法等严格技术手段来保证高SIL等级软件的安全性。四、主要起草单位介绍4.1国际电工委员会第9技术委员会（IECTC9）IEC62425:2025标准的制定和维护工作由国际电工委员会第9技术委员会（IECTC9—铁路电气设备与系统）负责，其具体技术工作由SC9X分技术委员会（铁路通信、信号和处理系统）承担。IECTC9概况：IECTC9成立于1924年，是IEC中历史最为悠久的技术委员会之一，负责制定涉及铁路行业电气和电子设备及系统的国际标准。TC9的工作范围涵盖铁路车辆、地面固定设备、通信信号系统以及相关接口的标准化工作，其标准体系对全球轨道交通行业的技术发展和贸易往来具有深远影响。SC9X分技术委员会：作为TC9下属处理通信、信号和处理系统的专门分委会，SC9X承担着制定和完善铁路信号安全标准的直接职责。该分委会汇聚了来自全球主要轨道交通国家的技术专家，包括来自中国、德国、法国、英国、日本、韩国、意大利等国家的标准化机构代表和行业专家。技术贡献：SC9X在IEC62425:2025版本的修订过程中发挥了核心作用。委员会组织了多轮国际研讨会和技术工作组会议，针对标准中涉及的安全完整性评估方法、生命周期模型、网络安全集成等关键议题进行了深入讨论和技术协调。特别是在网络安全与功能安全的融合问题上，SC9X协调了来自不同国家和行业的意见分歧，最终形成了兼顾安全性和可实施性的折中方案，确保了标准的技术先进性和行业可接受性。4.2中国参与情况及贡献中国作为IECTC9的积极成员（ParticipatingMember），深度参与了IEC62425标准的制定和修订工作。在国家标准化管理委员会的组织下，中国铁道科学研究院集团有限公司、中国中车集团有限公司、北京交通大学、中国铁路通信信号股份有限公司（中国通号）等单位的技术专家参与了标准各阶段的讨论和意见反馈工作。中国专家在以下方面做出了积极贡献：一是基于中国高速铁路大规模运营的安全管理经验，为标准中安全案例构建和运行阶段安全管理条款的完善提供了实践参考；二是在网络安全与功能安全融合的相关讨论中，结合中国在信号系统网络安全防护方面的技术实践，为标准的落地实施提供了技术支持；三是积极参与了标准中关于安全完整性等级验证方法的讨论，推动了定量评估方法在标准中的应用。五、标准的应用价值与行业影响5.1对铁路信号行业的技术引领作用IEC62425:2025标准的发布为铁路信号安全相关电子系统提供了国际公认的技术基准，其影响体现在多个层面。在产品研发层面，标准为信号系统供应商提供了全生命周期的安全开发流程指引，有助于缩短产品安全认证周期、降低重复评估成本。在系统集成层面，统一的安全标准促进了不同厂商设备之间的互联互通和安全互认，降低了系统集成风险。在监管层面，标准为铁路安全监管部门提供了科学、透明的技术评判依据，有助于提升安全监管的规范性和有效性。5.2对中国铁路标准化工作的启示对于中国铁路行业而言，IEC62425:2025标准既是挑战也是机遇。一方面，中国铁路信号系统需要在满足国内标准的同时，积极对标国际先进标准，以提升产品的国际竞争力。另一方面，中国在高速铁路和重载铁路领域积累的丰富运营经验和先进技术成果，也为参与国际标准制定提供了有力的实践支撑。未来，中国应进一步加强在IECTC9等国际标准化组织中的参与深度和广度，推动中国优势技术方案纳入国际标准，实现从“标准跟随者”向“标准贡献者”乃至“标准引领者”的转变。六、结论与展望IEC62425:2025CMV标准的发布标志着国际铁路信号安全标准体系的又一次重要升级。该标准在继承前版核心框架的基础上，充分吸纳了近年来在系统安全工程、网络安全融合、模块化开发等领域的技术进步，为全球铁路信号行业提供了更加完善、更具前瞻性的安全技术规范。展望未来，铁路信号安全标准化工作将面临新的挑战和机遇。人工智能、机器学习等新兴技术在信号系统中的应用对现有安全评估方法论提出了拓展需求；随着列车运行控制向更高自动化等级（GoA3/GoA4）演进，安全标准需要同步更新以适应全自动运行场景的安全保障需求；网络安全与功能安全的深度整合也将成为标准演进的长期方向。对于中国而言，应以IEC62425:2025标准发布为契机，加快推进国内相关标准的对标修订工作，深化对国际安全标准技术内涵的理解和应用，进一步提升