IEC 635362025 铁路应用 非UGTMS城市轨道系统的信号和控制系统标准立项发展报告

铁路应用非UGTMS城市轨道系统的信号和控制系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Railwayapplications-SignallingandcontrolsystemsfornonUGTMSurbanrailsystems摘要关键词：城市轨道交通；信号系统；控制系统；国际标准；IEC63536；互操作性；功能安全；UGTMSAbstractWiththeaccelerationofglobalurbanization,urbanrailtransitsystemsarefacingurgentdemandsforintegratedandintelligentdevelopment.TheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)officiallyreleasedIEC63536:2025"Railwayapplications-SignallingandcontrolsystemsfornonUGTMSurbanrailsystems"onJuly23,2025,markingasignificantbreakthroughintheinternationalstandardizationofurbanrailsignallingandcontrol.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,draftingprocess,coretechnicalcontents,andindustryimpactofthestandard.FocusingonurbanrailsystemsnotadoptingUGTMS,thestandardestablishesafulllife-cycletechnicalframeworkencompassingsystemarchitecture,functionalsafety,interfacespecifications,communicationprotocols,andoperation&maintenance,fillingthegapininternationalstandardsforsignallingandcontrolsystemsofnon-UGTMSurbanrailsystems.Thereleaseofthisstandardwilleffectivelypromoteinteroperabilityandinterconnectivityofglobalurbanrailsignallingsystems,reducesystemintegrationcosts,enhanceoperationalsafetylevels,andexertprofoundguidingsignificanceandfar-reachinginfluenceonpromotinghigh-qualitydevelopmentoftheurbanrailtransitindustry.Keywords:Urbanrailtransit;Signallingsystem;Controlsystem;Internationalstandard;IEC63536;Interoperability;Functionalsafety;UGTMS1引言1.1研究背景城市轨道交通作为现代城市公共交通的骨干系统，其信号与控制系统是实现安全高效运营的核心技术保障。近年来，随着全球城镇化率的持续攀升和城市群一体化发展的深入推进，城市轨道交通建设进入快速发展期。据国际公共交通协会（UITP）统计数据显示，截至2024年底，全球已有超过75个国家和地区开通运营城市轨道交通系统，运营总里程突破40,000公里。中国作为全球城市轨道交通发展最为迅速的国家，截至2024年底已有58个城市开通城市轨道交通线路，运营总里程超过12,000公里，稳居世界首位。在这一发展背景下，城市轨道交通信号与控制系统的技术标准化成为行业关注的焦点。然而，长期以来，全球城市轨道交通信号系统呈现"各自为政"的格局，不同制造商、不同制式、不同年代的信号系统之间存在显著的兼容性障碍。系统间互操作性不足导致的问题日益凸显：城市轨道交通网络的跨线运营受阻、设备维护成本居高不下、系统升级改造困难重重、安全隐患难以有效排查。UGTMS（UniversalUrbanGuidedTransportManagementandSignallingSystem，通用城市轨道交通管理系统与信号系统）作为IEC/TC9（铁路电气设备与系统技术委员会）主导制定的城市轨道交通综合信号管理标准体系，旨在提供一套统一的信号与控制解决方案。然而，由于UGTMS系统对基础设施条件和技术要求较高，全球大量已运营和在建的城市轨道交通项目并未采用UGTMS制式，这些非UGTMS系统涵盖CBTC（基于通信的列车控制系统）、TBTC（基于轨道电路的列车控制系统）以及点式ATC等多种信号制式。这些系统在技术架构、功能配置、接口协议、安全认证等方面存在巨大差异，亟需一份统一的国际标准予以规范和引导。1.2标准立项意义在此背景下，IEC63536:2025《铁路应用非UGTMS城市轨道系统的信号和控制系统》的制定与发布具有重要的里程碑意义。该标准聚焦非UGTMS城市轨道系统的信号与控制技术，旨在构建一套科学、统一、可操作的技术规范和评价体系，为全球非UGTMS城市轨道系统的规划、设计、建设、运营和维护提供标准化指导。首先，该标准填补了国际标准体系中针对非UGTMS城市轨道信号系统规范性文件的空白。此前，IEC62290系列标准主要规定了城市轨道交通管理与信号系统的通用要求，但对非UGTMS系统的技术细节和专项要求覆盖不足。IEC63536的发布弥补了这一缺憾，使各类非UGTMS系统均有据可依、有章可循。其次，该标准为不同制造商、不同制式的信号系统之间实现互联互通提供了技术基础和接口规范。通过统一系统架构、数据交换格式、通信协议和接口要求，该标准有助于打破技术壁垒，促进市场竞争，降低业主单位的系统集成成本和长期运维负担。第三，该标准将功能安全和系统安全要求贯穿于系统全生命周期，为提升城市轨道交通整体安全水平提供了有力支撑。标准充分吸收了IEC61508、EN50126/50128/50129等功能安全标准的核心理念和方法论，结合城市轨道交通信号系统的特点，构建了科学完善的安全保障框架。1.3编制单位与协作团队IEC63536:2025标准由国际电工委员会铁路电气设备与系统技术委员会（IEC/TC9）归口管理，具体由TC9下设的WG43工作组（城市轨道交通信号与控制系统工作组）负责起草编制。来自中国、德国、法国、日本、韩国、西班牙、意大利等十余个国家的信号系统制造商、轨道交通运营商、工程咨询机构、科研院所和认证机构的专家共同参与了标准编制工作。中国作为IEC/TC9的重要成员，深度参与了该标准的编制工作。中国铁道科学研究院集团有限公司、中国中车股份有限公司、北京交通大学、同济大学等单位的多位专家加入WG43工作组，在系统架构设计、功能安全要求、互联互通接口等方面积极贡献中国方案和中国智慧，为标准的科学性和实用性提供了有力保障。2标准编制历程2.1标准提案阶段（2018年—2020年）2018年10月，在IEC/TC9全体会议上，中国国家委员会联合法国、德国国家委员会正式提出制定非UGTMS城市轨道信号控制系统国际标准的提案。提案指出，全球大量城市轨道交通项目采用非UGTMS信号制式，但由于缺乏统一的国际标准引导，系统建设中出现重复投资、兼容性不足、安全隐患突出等问题，亟需通过标准化手段加以解决。经过充分讨论和论证，IEC/TC9于2019年5月正式同意立项，成立特别工作组开展预研工作。预研工作针对全球非UGTMS城市轨道信号系统的制式分布、技术特征、标准需求等进行了全面调研，形成了详实的可行性研究报告。2020年，经IEC/SMB（标准化管理局）批准，项目正式立项为标准制定项目，编号为IEC63536，成立WG43工作组正式启动编制工作。2.2标准起草阶段（2020年—2023年）WG43工作组在标准起草过程中坚持开放、透明、协商一致的原则，先后召开十余次国际研讨会和三十余次工作组会议，围绕标准框架设计、核心技术条款等进行深入研讨。2021年形成标准工作草案（WD），2022年形成委员会草案（CD），并分发至各国家委员会征求意见。在征求意见期间，工作组共收到来自14个国家委员会的300余条反馈意见。工作组对全部意见进行了逐条处理和分析，充分吸收合理建议，对标准条款进行了多轮修改完善。期间，工作组于2022年完成CDV（委员会投票草案）稿，经各国家委员会投票表决，获得高票通过。2.3标准批准与发布阶段（2023年—2025年）2023年底，WG43工作组根据CDV投票结果和各国意见，完成最终国际标准草案（FDIS）的编制工作。2024年，FDIS稿在IEC各国家委员会中进行了最终投票表决，获得一致通过。2025年上半年，IEC中央办公室完成标准的编辑性审查和出版准备工作，最终于2025年7月23日正式发布实施。3标准适用范围与技术框架3.1适用范围IEC63536:2025适用于未采用UGTMS制式的城市轨道交通信号和控制系统，涵盖以下系统类型：-基于通信的列车控制系统（CBTC，CommunicationBasedTrainControl）；-基于轨道电路的列车控制系统（TBTC，Track-circuitBasedTrainControl）；-点式列车控制系统（ITC，IntermittentTrainControl）；-上述制式的组合系统及过渡期混合制式系统。标准适用于新建线路的信号系统建设、既有线路的信号系统改造升级，以及多制式信号系统共线运营的场景。标准覆盖的范围包括：城市轨道交通钢轮钢轨制式（地铁、轻轨）、单轨制式、自动导向轨道系统（APM）和有轨电车系统等。3.2标准定位该标准在城市轨道交通信号标准体系中承上启下。其"承上"体现在：标准与IEC62290系列形成互补关系——IEC62290面向城市轨道整体管理与信号系统的国家级框架，而IEC63536则面向具体实施层面，为非UGTMS系统提供详细的信号与控制技术规范。其"启下"体现在：标准为后续各专项标准的制定提供了顶层架构和基础框架，为各系统制造商、运营单位和认证机构提供了共同的技术语言和评价基准。标准在编制中充分遵循了IEC61508（功能安全）、EN50126（RAMS）、EN50128（软件安全）、EN50129（系统安全）等基础安全标准的原则性要求，并结合城市轨道交通信号系统的特殊性进行了适应性调整和具体化规定。3.3核心技术内容3.3.1系统架构与功能分级标准提出了非UGTMS城市轨道信号控制系统的参考架构模型。该模型采用分层结构，自下而上分为轨旁设备层、车站控制层、线路控制层和网络调度层四个层级，各层级之间通过标准化接口实现信息交互。针对不同线路条件、运营需求和投资规模，标准定义了从GoA1（非自动列车运行）到GoA4（无人值守自动列车运行）四个自动化等级的功能要求和配置方案，为业主提供灵活的技术选择空间。3.3.2功能安全要求3.3.3接口规范标准对非UGTMS信号系统与外部系统之间的关键接口进行了规范，包括：信号系统与车辆系统之间的接口、信号系统与通信传输系统之间的接口、信号系统与综合监控系统之间的接口、信号系统与站台门系统之间的接口等。每一个接口均明确了物理接口、电气特性、逻辑协议、数据格式和时序要求。3.3.4通信协议与数据交互针对CBTC系统车地通信和地面设备间通信的不同需求，标准规定了系统间数据交互的协议体系、数据帧结构和传输规则。同时，标准对信号系统在网络安全方面的要求进行了专门规定，包括访问控制、数据加密、安全审计、入侵检测等安全措施，以应对日益严峻的网络安全威胁。3.3.5运营维护与全生命周期管理标准提出了信号系统全生命周期的管理框架，涵盖系统规划、设计、制造、安装、调试、验收、运营、维护、报废等各个阶段的技术要求和管理规范。在维护方面，标准推荐了基于状态的预测性维护策略，通过状态监测和数据分析实现维护决策的精准化和智能化。4标准关键技术特点与创新点4.1兼容性与开放性设计IEC63536:2025首次在国际标准层面实现了对CBTC、TBTC、点式ATC三种主要信号制式的统一规范覆盖。标准通过定义通用系统架构和差异化配置要求相结合的方式，既保证了标准的普适性，又兼顾了不同制式系统的特殊需求。这一设计理念使得不同制造商按照本标准开发的产品在同一线路上可实现互联互通，为业主提供了更加灵活的设备采购选择和更加开放的市场竞争环境。4.2面向全生命周期的安全框架标准创造性地将功能安全要求从传统的"设计—制造"阶段延伸到运营和维护阶段。标准引入安全案例（SafetyCase）的管理模式，要求系统运营方建立持续的安全监测和评估机制，定期对系统进行安全再评估，确保系统在整个使用寿命周期内安全性能始终受控。这一创新是对传统功能安全标准的重要补充和完善。4.3网络安全与功能安全的融合标准针对城市轨道交通信号系统日益严峻的网络安全威胁，建立了网络安全与功能安全的融合设计框架。标准在功能安全的全部分析、设计、验证环节中同步融入了网络安全考量，要求采用"安全与安保一体化"的设计方法论，有效应对物理域和信息域交叉的安全风险。5主要起草单位介绍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，隶属于中国国家铁路集团有限公司。铁科院是中国铁路行业科技创新体系的核心力量，业务领域涵盖轨道交通装备、通信信号、工程检测、运输组织、信息化等全产业链。在铁路和城市轨道交通安全评估与标准化领域，铁科院承担着中国国家铁路局和中国国家标准化管理委员会委托的多项技术归口工作。铁科院是IEC/TC9国内技术归口单位，长期代表中国参与国际铁路电气设备与系统标准的制定和修订工作。在IEC63536标准的编制过程中，铁科院作为中国国家委员会的核心支撑单位，牵头组织了国内专家团队，系统梳理了中国城市轨道交通信号系统的技术标准体系和工程实践经验。铁科院专家在标准编制中主要贡献了以下技术内容：一是基于中国城市轨道交通信号系统的大量工程实践，提出了多制式信号系统的兼容性设计原则和方法，为标准的开放性架构提供了重要参考；二是将中国在CBTC系统互联互通测试验证方面的经验融入标准，推动了互操作性测试规范的完善；三是牵头起草了网络安全与功能安全融合设计的标准条款，提升了标准的先进性和前瞻性。铁科院拥有国家铁路智能运输系统工程技术研究中心、国家城市轨道交通装备试验检测平台等多个国家级创新平台，建有国际先进的城市轨道交通信号系统综合测试验证环境。近年来，铁科院牵头完成了中国城市轨道交通信号系统互联互通系列标准的制定工作，组织完成了多项CBTC系统互联互通测试验证工程，为IEC63536标准的科学性和工程适用性提供了坚实的技术支撑。6标准实施与国际应用展望6.1主要应用场景IEC63536:2025标准的发布为全球非UGTMS城市轨道信号系统的建设与发展提供了统一的技术依据，主要应用场景涵盖以下几类：第一，新线建设的招标与设计依据。各国城市轨道交通新建线路在信号系统招标过程中，可将IEC63536作为技术规格书的基础文件，确保不同投标人的方案具有可比性，降低评标和合同管理的复杂性。同时，设计单位可依据标准开展系统设计和接口管理，减少设计变更和技术纠纷。第二，既有线路改造升级的技术指导。随着设备老化和技术迭代，大量已运营线路面临信号系统升级改造的挑战。IEC63536为改造工程提供了系统性的技术指导，特别是新旧系统过渡衔接的接口要求、降级运行模式的设计要求等，对确保改造期间的运营安全具有重要意义。第三，网络化运营条件下的互联互通。在都市圈和城市群协同发展背景下，多线路、多制式信号系统的互联互通需求愈发迫切。IEC63536所定义的通用架构和接口规范为不同线路间的贯通运营和跨线调度提供了技术基础。6.2对全球城市轨道交通行业的影响该标准的发布将对全球城市轨道交通行业产生多层面的深远影响。在产业层面，IEC63536将有效促进信号系统设备制造商之间的良性竞争。统一的标准降低了市场准入壁垒，使更多企业有机会参与国际市场竞争，有利于激发行业创新活力。同时，标准化也推动了产业链上下游的协同发展，促进信号系统设备朝着模块化、系列化、平台化方向发展。在运营层面，该标准将提升城市轨道交通网络的整体运营效率与灵活性。标