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持续推进，城市轨道交通系统面临运力提升、安全管控、互联互通和智能化运营等多重挑战。作为国际电工委员会（IEC）在铁路电气设备与系统领域的重要技术标准，IEC62290-1:2025《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》的发布，为城市轨道交通管理与控制系统（UGTMS）的规范化设计、系统集成和安全认证提供了权威的技术依据。本报告围绕该标准的发展背景、修订历程、核心技术内容及其国际国内影响展开系统论述。标准明确了UGTMS的系统架构、功能层级划分、自动化等级（GoA）定义、安全完整性要求以及人机接口原则等关键要素，构建了统一的术语体系和框架性指导原则。本报告还重点介绍了主要参与单位——法国阿尔斯通公司在标准制定中的技术贡献，并分析了该标准对全球城市轨道交通行业，特别是对中国城市轨道交通装备标准化和国际化发展的深远影响。最后，报告展望了UGTMS技术标准在车车通信、全自动运行及智慧城轨等新兴领域的演进方向。关键词：城市轨道交通；管理与控制系统；自动化等级；国际电工委员会；系统安全；互联互通；标准化发展Keywords:UrbanGuidedTransport;ManagementandCommand/ControlSystems;GradeofAutomation;IEC;SystemSafety;Interoperability;StandardizationDevelopment一、引言城市轨道交通作为现代城市公共交通体系的骨干力量，其安全、高效、智能化的运营管理直接关系到城市功能的正常运转和广大市民的出行质量。近年来，随着云计算、大数据、人工智能、物联网等新一代信息技术的迅猛发展与深度融合应用，城市轨道交通的管理与控制系统正经历着从传统的信号控制向高度集成化、智能化和自动化的综合管控平台演进的深刻变革。在这一技术变革的关键时期，建立一套科学、统一、国际认可的系统原理和基本概念框架，成为推动行业健康有序发展的核心基础性工作。IEC62290-1:2025正是在这一时代背景下由国际电工委员会发布的重要标准文件。该标准属于IEC62290系列标准的第一部分，主要规定了城市导航运输管理和指挥/控制系统（UrbanGuidedTransportManagementandCommand/ControlSystems，以下简称UGTMS）的系统原理和基本概念。该标准不仅是UGTMS系列标准体系中的基础性和纲领性文件，更是全球城市轨道交通信号系统及自动化领域技术创新、工程实践和安全认证活动共同遵循的规范性指南。本报告将从标准的技术背景出发，系统梳理IEC62290-1:2025的发展脉络和核心内容，深入分析其技术创新点和行业应用价值，并着重介绍参与该标准编制的核心企事业单位。通过对该标准立项发展的全面考察，本报告旨在为国内城市轨道交通行业的标准化工作者、技术研发人员和管理决策者提供有益的参考和借鉴，也为我国在该领域深入参与国际标准化活动提供有价值的信息支撑。二、标准立项背景与发展历程2.1城市轨道交通自动化发展的技术驱动城市轨道交通自动化技术的迅速发展是IEC62290-1标准制定的根本驱动力。自20世纪80年代第一个无人驾驶地铁系统在法国里尔投入使用以来，全自动运行（FullyAutomaticOperation，FAO）技术在全球范围内经历了从试验探索到规模化应用的历史进程。国际公共交通协会（UITP）的统计数据显示，截至2024年底，全球已有超过60个城市运营着200余条全自动运行的城市轨道交通线路，总运营里程超过2500公里。这一快速增长的趋势凸显了对统一国际标准的迫切需求。在这一发展进程中，不同设备制造商、系统集成商和运营企业采用了各自不同的技术方案和设计理念，导致系统架构、接口协议、安全认证等方面存在显著的差异性。这种碎片化的发展格局不仅增加了系统建设和运维成本，也对跨系统互操作和安全监管带来了巨大挑战。因此，制定统一的UGTMS国际标准，成为全球城市轨道交通行业的共同呼声。2.2标准制定的历史演进IEC62290-1标准的制定工作可追溯至21世纪初。2003年，IEC第9技术委员会（IEC/TC9，铁路电气设备与系统）正式成立专项工作组，着手开展城市导航运输管理和指挥/控制系统系列标准的预研究工作。经过广泛的需求调研和多次国际研讨，工作组确定了该系列标准的整体框架，将系统原理和基本概念作为第一部分纳入工作计划。2011年，IEC62290-1:2011第一版正式发布。该版本首次在国际层面明确了UGTMS的系统定义、主要功能和基本架构，定义了自动化等级（GradesofAutomation，GoA）的四个层级体系，为后续系列标准的制定奠定了基础框架。第一版标准得到了国际轨道交通行业的高度认可，被多个国家和地区的城市轨道交通项目作为技术规范的重要参考依据。然而，随着全自动运行技术的快速演进和一批新工程项目的实施验证，2011版标准在应对新一代通信技术应用、系统安全分析方法更新以及互联互通需求深化等方面逐渐显现出一定的局限性。例如，2011版标准对车车通信（Train-to-TrainCommunication）架构下的系统功能分配与安全责任界定尚缺乏充分的指导性规定；对基于无线通信的移动闭塞系统与传统轨道电路系统的混合运用场景也缺乏系统性的概念区分。基于上述原因，IEC/TC9于2019年正式启动了IEC62290-1的修订程序，成立了由法国、德国、中国、日本、韩国等主要成员国专家参与的修订工作组。修订工作历时约六年，经过多轮工作组会议讨论、委员会草案（CD）投票、国际标准草案（DIS）评审和最终国际标准草案（FDIS）表决等严格程序，IEC62290-1:2025于2025年4月4日正式发布，取代2011版成为现行有效版本。2.3标准体系架构与定位IEC62290-1:2025在IEC62290标准体系中处于基础性地位。该系列标准共计包含三个部分：第1部分规定了UGTMS的系统原理和基本概念，是整个标准体系的概念基础和术语来源；第2部分规定了功能需求规范（FunctionalRequirementsSpecification，FRS）；第3部分规定了系统需求规范（SystemRequirementsSpecification，SRS）。三部分标准相互支撑、层层递进，共同构成了完整的UGTMS标准规范框架。作为该系列的开篇之作，IEC62290-1:2025的核心任务是在较高层面上回答"什么是UGTMS""UGTMS应遵循哪些基本原则"以及"如何描述和理解UGTMS"这三个根本性问题。该标准不涉及具体的技术实现细节，而是为系统设计、开发和评估提供一套统一的语言和方法论框架。三、标准主要内容与技术分析3.1标准适用范围与核心概念IEC62290-1:2025规定了UGTMS的系统原理和基本概念，适用于所有类型的城市导航运输系统，包括地铁、轻轨、有轨电车、自动旅客捷运系统（APM）等制式。该标准中的"城市导航运输"（UrbanGuidedTransport）概念涵盖了在限定范围内沿固定导轨运行、以城市客运服务为主要功能的各类交通运输系统，其核心特征包括：-固定导向：车辆沿物理导轨或虚拟轨迹运行，运行路径受控；-城市区域服务：主要服务于城市及城郊区域的客运需求；-高密度运行：行车间隔短、运量大、对系统的可靠性和安全性要求高。标准将UGTMS定义为"用于实现城市导航运输系统安全、高效运营的管理、指挥和控制功能及其支持系统的有机组合"。这一定义强调了UGTMS不仅包括传统的列车自动控制（ATC）系统，还涵盖了运营管理、乘客信息、应急处理等更广泛的管控功能。3.2系统架构与功能层级标准将UGTMS的系统架构划分为四个功能层面并建立了清晰的层次关系：1.运营管理层（OperationManagementLevel）：面向线路或路网级别的运营指挥和管理决策层，涵盖运行计划编制、运营态势监控、调度指挥协调、应急处置管理等全局性功能。该层面强调的是"管理"（Management）职能，与传统的调度指挥系统既有交叉又有区别。2.列车控制层（TrainControlLevel）：面向列车运行安全控制和自动运行的功能层，涵盖列车自动防护（ATP）、列车自动运行（ATO）、列车自动监控（ATS）等核心功能域。该层面是UGTMS的安全关键核心。3.车载设备层（OnboardEquipmentLevel）：安装于列车上的各类控制、检测和执行设备，包括车载ATP/ATO设备、速度传感器、定位设备、人机交互界面等。4.轨旁设备层（WaysideEquipmentLevel）：设置于轨旁或车站的联锁设备、轨旁ATP设备、通信设备、计轴器等基础设施。标准强调各功能层面之间的接口关系和信息交换机制是系统设计的关键考量因素，定义了通信层、数据层和应用层等多层次的接口架构，并对不同自动化等级下的功能分配策略进行了原则性规定。3.3自动化等级体系IEC62290-1:2025沿用了并完善了四个自动化等级（GradeofAutomation，GoA）的分类体系，这一体系已成为全球城市轨道交通自动化程度的核心度量标准。具体如下表所示：|自动化等级|列车运行控制|列车停车|车门开闭|故障处理|典型应用||:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:||GoA1|司机驾驶|司机操作|司机操作|司机处理|传统线路||GoA2|自动/半自动|自动|司机操作|司机处理|半自动运行线路||GoA3|自动/有人值守|自动|自动（有人监控）|列车员处理|有人值守全自动线路||GoA4|自动/无人值守|自动|自动（无人操作）|自动/远程处理|全自动无人驾驶线路|2025版标准在原有GoA定义的基础上，进一步细化了各等级下的功能分配矩阵和职责界定，特别是对于GoA3和GoA4之间的边界场景，如列车在正线发生故障时人工介入的方式和条件等，给出了更为明确的原则性指导。此外，新版本还增加了对"有人值守的司机室"和"无人值守但配备随车人员"两种折中运营模式的概念区分，有助于各国根据自身运营环境和法规要求选择合适的自动化水平，具备更强的适用性和灵活性。3.4安全完整性与风险分析安全是城市轨道交通管理与控制系统的生命线。IEC62290-1:2025充分贯彻了IEC61508（功能安全）和IEC62267（城市轨道交通自动化安全要求）的基本原则，强调了基于风险的安全设计理念。标准要求UGTMS的安全相关功能应基于明确的安全完整性等级（SafetyIntegrityLevel，SIL）进行设计和验证，并对不同自动化等级下的安全目标进行了原则性规定。值得关注的是，2025版标准特别引入了面向系统-of-系统的安全分析方法论，针对全自动运行场景下各子系统（信号、车辆、通信、站台门等）之间复杂交互可能导致的新型风险进行了系统性的概念性指导。标准还增加了关于网络安全（Cybersecurity）对功能安全影响的考虑，为后续IEC62290系列其他部分以及相关网络安全标准（如IEC62443系列）的衔接提供了接口框架。这一扩展反映了近年来轨道交通行业日益严峻的网络安全形势对标准化工作提出的新要求。3.5人机接口与人因工程该标准专门设置章节对UGTMS的人机接口（Human-MachineInterface，HMI）设计原则进行了规定。标准强调，人机接口的设计必须充分考虑操作人员（包括司机、调度员、维护人员）的认知能力和操作习惯，应在自动化系统和人工干预之间实现合理平衡。标准提出了显示信息的分层组织原则、告警信息的优先级分类原则、操作确认和防误操作机制等核心设计理念。特别地，针对GoA3和GoA4等高度自动化场景下"人员角色转变"的现象（即从直接操作者转变为监督者和应急响应者），2025版标准在概念层面提出了关于警惕性保持和干预能力保障的原则性设计要求，为后续详细功能需求规范提供了框架指引。四、主要参与单位介绍4.1阿尔斯通公司（AlstomSA）在IEC62290-1:2025的修订过程中，法国阿尔斯通公司作为IEC/TC9的积极成员单位和城市轨道交通信号系统领域的重要制造商，发挥了举足轻重的技术引领作用。阿尔斯通公司的专家长期担任该标准修订工作组的核心成员，深度参与了系统架构定义、自动化等级细化、安全分析方法论更新等关键技术的讨论和决策过程。阿尔斯通公司在城市轨道交通管理与控制系统领域拥有数十年的深厚技术积累和丰富的全球工程实践经验。其Urbalis系列信号系统平台已广泛应用于全球超过30个城市的100余条城市轨道交通线路，涵盖了从GoA1到GoA4的全部自动化等级。尤其值得一提的是，阿尔斯通在全球多个全自动无人驾驶项目中积累了大量的工程实践数据和技术诀窍——从早期的里尔地铁到近年交付的多个大型城市全自动线路，这些一手经验和数据为IEC62290-1:2025中一系列关键技术概念的厘清和完善提供了极为宝贵的实践反馈依据。在标准修订过程中，阿尔斯通公司主要贡献体现在以下几个方面：-系统架构方法论的完善：阿尔斯通基于其CBTC（基于通信的列车控制）系统的工程实践，推动了标准中对UGTMS功能层面划分的优化，使得标准所定义的架构不仅适用于传统的轨道电路系统，也能很好地适配基于无线通信的移动闭塞系统。-自动化等级细化建议：凭借其在多个GoA4等级全自动无人驾驶项目中的丰富实施经验，阿尔斯通主导了2025版标准中GoA等级边界场景和功能分配矩阵的细化工作，确保标准中的等级定义更贴合工程实际。-安全分析方法更新：阿尔斯通的安全专家团队积极推动了标准中关于系统-of-系统安全分析方法和网络安全考虑内容的引入，为应对新一代信息技术在轨道交通中应用带来的新型安全挑战提供了方法论支撑。4.2国际电工委员会第9技术委员会（IEC/TC9）IEC/TC9（铁路电气设备与系统技术委员会）是负责制定和维护轨道交通领域国际标准的专业技术委员会，其工作范围涵盖铁路和城市轨道交通的电气设备、控制系统、通信信号等广泛领域。TC9主席和秘书处目前由法国承担，设有多个工作组和项目组，负责不同专业方向的标准制修订工作。作为IEC62290-1:2025的归口管理技术委员会，IEC/TC9在标准制定过程中承担了组织协调、质量把关和程序管理工作。TC9汇聚了来自全球30余个成员国的数百名专家，定期召开全体会议和工作组会议，审议各标准项目的进展和技术内容。中国是IEC/TC9的重要参与成员，长期以来积极派遣国内专家参与包括IEC62290系列在内的多项国际标准制修订工作，在中车、铁科院、通号集团等相关企事业单位的专用技术支撑下，持续提升了中国在城市轨道交通国际标准制定中的话语权和影响力。五、标准应用前景与行业影响5.1对全球城市轨道交通行业的影响IEC62290-1:2025作为UGTMS领域的基础性国际标准，对全球城市轨道交通行业的规范和引领作用是多维度、深层次的：第一，促进系统互联互通。该标准通过建立统一的术语体系、系统架构框架和自动化等级定义，为不同制造商、不同线路之间的系统集成和互操作提供了共同的技术语言。这对于降低多供应商环境下的系统集成复杂度、促进健康竞争具有重要意义。第二，支撑安全认证与合规评估。标准所确立的系统原理和安全分析方法为第三方安全评估和独立安全认证提供了框架性依据。各认证机构在进行城市轨道交通信号系统的安全评估时，IEC62290-1已成为必查的参考标准之一。第三，指导和引领全自动运行技术的发展方向。随着全球范围内全自动运行线路的快速增加，IEC62290-1:2025对未来UGTMS系统在架构设计、功能配置以及安全与网络安全一体化保障方面的发展方向提供了明确的引导，有助于行业形成更加统一的技术共识。5.2对中国城市轨道交通标准化和产业发展的意义中国作为全球城市轨道交通建设规模最大、发展速度最快的国家，IEC62290-1:2025的发布对中国城市轨道交通行业具有重要的现实意义和深远影响：在标准化层面，该标准的发布为中国城市轨道交通管理与控制系统的国家标准、行业标准的制修订提供了重