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飞速发展，列车运行速度不断提高、运行密度持续增大，信号系统作为保障铁路运输安全的核心基础设施，其安全性、可靠性和可用性要求日益严苛。安全相关电子系统在铁路信号领域的应用已从传统的继电联锁系统全面转向计算机化、网络化和智能化方向，这对国际标准的适用性和前瞻性提出了更高要求。本报告围绕国际电工委员会（IEC）发布的IEC62425:2025CMV标准展开系统研究，从标准立项背景、技术内容架构、与既有标准的体系关联、行业应用价值及实施建议等多个维度进行深入分析。该标准是铁路信号领域安全相关电子系统的核心基础标准，确立了从系统需求定义、安全完整性等级（SIL）分配、硬件与软件设计、验证与确认到安全评估的全生命周期技术框架，是国际铁路信号安全认证的重要依据。报告重点阐述了该标准的技术演进脉络，分析了其在欧洲铁路互联互通技术规范（TSI）、各国铁路安全认证体系以及中国轨道交通装备"走出去"战略中的关键支撑作用，并针对标准实施过程中的关键技术难点提出了对策建议。本报告旨在为铁路信号系统设计单位、装备制造企业、第三方安全评估机构及行业主管部门提供系统性的技术参考和实施指引。关键词：铁路信号；安全相关电子系统；安全完整性等级；功能安全；IEC62425；安全评估Keywords:RailwaySignalling;Safety-RelatedElectronicSystems;SafetyIntegrityLevel;FunctionalSafety;IEC62425;SafetyAssessment一、引言1.1研究背景铁路运输以其大运量、高效率、低排放等优势，在全球交通运输体系中占据不可替代的重要地位。截至2025年，中国铁路营业里程已突破16万公里，其中高铁营业里程超过4.6万公里，稳居世界第一。与此同时，欧洲、亚洲、非洲等多个国家和地区正在积极推进铁路基础设施的现代化改造与新建工程。列车运行速度的提升和运行密度的增大，使得信号系统面临的安全挑战日益严峻。传统铁路信号系统以机电继电器为主要技术手段，其安全特性建立在元器件级失效模式的确定性基础上。然而，随着微电子技术、计算机技术和网络通信技术的迅猛发展，基于计算机的安全相关电子系统已全面取代传统继电系统，成为现代铁路信号系统的主流技术形态。这一技术变革带来了新的安全挑战：软件故障的复杂性、硬件随机失效的概率性、系统性失效的隐蔽性，以及网络通信引入的安全威胁等，均对安全保证方法提出了根本性的新要求。在此背景下，制定统一的、国际认可的安全相关电子系统标准，已成为全球铁路行业亟须解决的基础性课题。1.2标准立项的必要性（1）技术发展的客观需求。安全相关电子系统在铁路信号领域的应用已历经数十年发展，从早期的基于专用安全计算机平台的联锁系统，发展到当前的基于通用计算平台和云架构的智能信号系统。技术架构的快速演进使得原有的安全设计理念和评估方法面临适应性挑战，亟须通过标准修订予以更新和完善。（2）国际化协同的现实需求。铁路装备的跨国贸易和互联互通运营已成为全球趋势。欧盟铁路互联互通技术规范（TSI）明确要求信号系统必须符合EN50129（对应于IEC62425）的安全要求方可投入跨境运营。亚洲、非洲、南美洲等多国在引进铁路技术时，亦普遍将IEC62425作为安全认证的基准文件。该标准的持续更新对于消除技术贸易壁垒、促进国际铁路装备流通具有直接的现实意义。（3）安全保证体系完善的迫切需求。随着功能安全理念的深化和系统安全工程方法论的成熟，铁路信号领域需要更加系统化、结构化的安全保证框架。从安全管理的顶层设计到具体技术措施的落实，从硬件可靠性到软件正确性，从单一系统到系统之系统的安全协同，均需要标准层面的统一规范和引导。1.3IEC62425标准的战略定位IEC62425是国际电工委员会（IEC）下设的第九技术委员会（IEC/TC9——铁路电气设备与系统）归口管理的核心安全标准之一。该标准的前身为欧洲电工标准化委员会（CENELEC）发布的EN50129:2003，其在国际铁路信号安全领域具有"基石性"地位——不仅为信号系统的安全论证与评估提供了统一的方法论框架，更是各国铁路安全监管部门实施技术审查的重要依据。IEC62425:2025CMV（CommentaryVersion，注释版）在继承既有技术框架的基础上，系统吸纳了近十年来铁路信号技术发展的最新成果，尤其是对象导向（Object-Oriented）安全建模方法、系统之系统（System-of-Systems）安全架构，以及网络安全与功能安全融合等前沿议题。该版本的发布，标志着铁路信号安全相关电子系统的国际标准进入了一个新的发展阶段。二、标准概述2.1标准基本信息根据标准发布信息，IEC62425:2025CMV的关键基本信息如下：-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（IEC）-归口技术委员会：IEC/TC9（铁路电气设备与系统）-标准状态：现行-发布日期：2025年5月5日-分类号：铁路车辆综合-国别：国际组织-语言：英语-版本说明：CMV（CommentaryVersion，注释版），电子版加密PDF格式，含专家注释和解释性说明，便于理解和实施需要特别指出的是，IEC62425:2025CMV中的"CMV"标识代表该版本为注释版。注释版在标准正文基础上，增加了由标准起草专家撰写的技术注释和背景说明，对标准中易于产生歧义的条款进行了阐释，对技术决策的依据提供了解释性材料。这一版本设计的初衷在于降低标准实施的技术门槛，帮助各国标准使用者准确理解标准的意图和具体操作方法，对于工程实践具有重要的指导价值。2.2标准的国际地位与体系关联IEC62425在铁路信号安全标准体系中居于核心地位，与多个相关标准之间存在紧密的衔接关系：（1）与IEC61508的关系IEC61508（电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全）是功能安全领域的元标准，适用于所有工业领域。IEC62425是IEC61508在铁路信号领域内的领域化应用标准，在继承IEC61508核心安全理念（如安全生命周期模型、SIL分级、HARA分析方法等）的基础上，结合铁路信号系统的领域特征进行了针对性调整和细化。（2）与CENELEC标准体系的关系IEC62425的前身为EN50129:2003。在CENELEC体系下，EN50126（RAMS全生命周期管理）、EN50128（安全相关软件）、EN50129（安全相关电子系统）共同构成了铁路信号安全的三大支柱标准。IEC62425在转化为国际标准的过程中，与EN50126和EN50128的姐妹标准IEC62278和IEC62425的前身IEC62279（现为IEC62425的姊妹标准，即铁路应用——通信、信号和处理系统——信号用安全相关软件）保持了紧密的体系一致性。（3）与中国铁路标准体系的关系中国铁路技术标准体系在吸收国际先进经验的基础上，建立了具有自主知识产权的标准框架。TB/T2615（铁路信号设备安全评估规则）等标准在制定过程中参考了EN50129/IEC62425的技术框架。随着中国铁路装备出口的持续增长，IEC62425已成为中国铁路信号装备进入国际市场必须满足的关键安全标准。三、标准技术内容体系3.1标准适用范围IEC62425:2025适用于铁路信号领域中所有安全相关电子系统（包括硬件和软件及其组合），涵盖从系统级到设备级的各个层次。具体适用范围包括：-列车运行控制系统（含CTCS、ETCS等列控系统）-计算机联锁系统-自动列车防护系统（ATP）-自动列车运行系统（ATO）-轨道电路及计轴设备-车站信号控制设备-调度集中系统（CTC）-与信号安全相关的通信系统和数据传输系统标准明确排除了非安全相关的铁路电子系统以及机械部件和非电气安全系统。3.2核心安全概念与框架（1）安全完整性等级（SIL）体系标准延续了IEC61508确立的SIL分级理念，将安全相关系统的安全完整性要求划分为4个等级（SIL1至SIL4），其中SIL4为最高等级。对于铁路信号系统，典型的SIL等级分配如下：-SIL4：列车超速防护、联锁逻辑处理等涉及行车安全的核心功能-SIL3：部分非最高安全等级的控制功能、诊断功能-SIL2：维护辅助功能、部分监测功能-SIL1：非安全关键的支持功能标准规定了各SIL等级对应的安全目标失效量度——故障树分析中通常以每小时危险失效概率（PFH）或每单位时间的危险失效频率来量化表示。SIL4对应的目标失效量级要求通常为10⁻⁸～10⁻⁹/小时，这一极端严苛的量化要求反映了铁路信号系统的最高安全追求。（2）安全生命周期模型标准确立了贯穿系统全生命周期的安全管理框架，涵盖从概念设计、系统需求定义、系统架构设计、硬件设计、软件设计、集成测试、验证与确认、安全评估到运营维护和退役处置的全过程。这一生命周期模型要求安全活动在系统开发的各个阶段系统性地嵌入，而非在系统完成后进行事后验证。（3）安全论证（SafetyCase）框架标准要求安全相关电子系统的供应商向安全评估机构提交系统的安全论证报告。安全论证报告需要系统性地论证系统在所有可预见的运行条件下均满足规定的安全目标，涵盖以下关键组成部分：-安全管理与质量体系说明-系统定义与运行场景描述-危害日志及危害分析与风险评估记录-安全需求规格书及安全需求的分配与追溯-系统架构设计的安全分析-硬件与软件的安全设计与验证-定量安全性分析（如故障树分析、可靠性框图分析）-与安全相关的安装、调试、运行、维护和报废程序-安全评估结论与残余风险说明3.32025版标准的主要技术更新根据IEC/TC9的修订工作信息，IEC62425:2025版本相比前一版本，在以下方面进行了重点修订和完善：（1）系统性失效控制的强化新版标准进一步强化了对系统性失效的控制要求，在系统开发的全过程中更加重视形式化方法在安全关键软件验证中的应用。标准明确指出对于SIL3和SIL4等级的软件验证，应优先采用形式化方法或确定性测试与覆盖性分析的组合策略。（2）网络安全与功能安全的融合鉴于网络安全威胁对铁路信号系统安全的潜在影响，2025版标准首次系统性地将网络安全考虑纳入安全论证框架，要求对系统进行全面的安全威胁分析与风险评估，并要求在安全论证报告中明确说明网络安全措施对安全目标的支撑关系。（3）对象导向和系统之系统方法的引入新版本标准引入了面向对象的安全建模方法，并扩展了对系统之系统安全架构的指导内容，反映了现代铁路信号系统日益复杂化、网络化和分层化的技术现实。（4）安全评估独立性层级的细化标准对安全评估机构的独立性要求进行了更细致的层级划分，明确了不同安全完整性等级所要求的评估独立性程度，增强了安全评估工作的可操作性和一致性。四、标准实施价值与行业应用4.1对铁路安全认证体系的支撑作用IEC62425是国际铁路信号安全认证的核心依据标准。在全球范围内，其主要应用场景包括：-欧盟：作为TSI指令的协调标准，是信号系统获得互联互通认证的必备条件-中国：为铁路信号装备的自主安全认证和安全评估提供了重要参照-其他国家和地区：各国在建立自身铁路安全认证体系时普遍采用IEC62425作为基准4.2对技术装备研发制造的引导作用标准的发布对铁路信号装备的研发与制造具有直接的技术引领作用。标准中关于安全生命周期的框架性要求，引导企业在产品研发初期即建立系统化的安全管理体系，而非将安全验证置于开发末期。标准的量化安全目标为系统架构设计和安全机制选择提供了明确的工程指标，使得安全设计从经验驱动走向精确量化驱动。4.3对安全评估体系的规范作用标准为独立安全评估机构提供了系统化的评估框架，规范了安全评估的范围、深度、方法和结论表达方式，有效提升了全球范围内铁路信号安全评估工作的一致性和可比性。五、主要参与单位介绍5.1国际电工委员会第九技术委员会（IEC/TC9）IEC/TC9（铁路电气设备与系统）是IEC下属负责轨道交通领域电气和电子设备标准化工作的专业技术委员会，成立于1924年，是IEC历史最悠久的技术委员会之一。其工作范围涵盖铁路车辆、地面固定设备、信号与通信系统等领域的国际标准制定与修订。IEC/TC9下设多个工作组（WG）和项目组（PT），分别负责不同技术领域的标准制定。IEC62425由IEC/TC9中的WG1（铁路信号与通信系统）负责归口管理。该工作组汇集了来自全球主要铁路设备制造商、铁路运营商、安全评估机构、科研院校和标准化机构的技术专家。5.2标准起草的关键参与力量在IEC62425的修订过程中，来自以下方面的专家力量发挥了关键作用：-欧洲铁路工业协会（UNIFE）及其成员企业（如阿尔斯通、西门子、泰雷兹等）的资深安全工程师-欧洲铁路基础设施管理者（如法国国家铁路公司SNCF、德国铁路DB等）的安全管理专家-独立安全评估机构（如德国TÜV、法国Certifer等）的资深评估专家-学术研究机构在形式化方法、安全分析技术等领域提供前沿理论支撑-中国国家铁路局、中国铁道科学研究院集团有限公司等中国专家深度参与了标准修订工作，将中国高铁信号系统在安全设计、安全评估与运营维护方面的实践经验反馈至国际标准制定过程中国自积极实质性参与IEC/TC9工作以来，在铁路信号安全标准领域的参与度和话语权持续提升。中国专家在CTCS列控系统安全技术、北斗高精度定位在铁路信号中的应用等前沿领域的技术贡献，对IEC62425:2025的技术完善起到了积极推动作用。六、标准实施要点与对策建议6.1标准实施的关键技术要点（1）安全论证报告的编制（2）SIL等级的合理确定SIL等级的确定需要基于系统化的危害分析和风险评估，避免保守性过度分配带来的成本浪费和风险性分配不足带来的安全隐患。建议采用标准推荐的多种分析方法进行交叉验证。（3）形式化方法的应用策略对于SIL4等级的安全关键软件，建议根据系统规模和技术条件选择适当的形式化方法。理性务实的策略是形式化方法与传统验证手段的结合应用，以验证效率和覆盖率的最优化为目标。（4）网络安全与功能安全的协同设计在系统架构设计阶段即纳入网络安全威胁分析和安全加固措施设计，避免在系统完成后再进行补救性安全加固所带来的成本和对系统性能的影响。6.2产业实施建议（1）加强标准宣贯与人才培养建议行业主管部门和行业协会组织系统的标准宣贯培训，培养具备IEC62425实施能力的专业人才队伍，尤其注重安全论证编制人员和独立安全评估人员的培养。（2）完善企业安全管理系统建设建议信号装备制造企业按照标准要求建立覆盖全生命周期的安全管理系统，形成从安全政策、安全组织、安全流程到安全记录的系统化体系。（3）建立行业安全数据共享机制建议建立行业级的安全数据共享平台，积累安全相关电子系统的运行可靠性数据、失效模式数据和安全事件数据，为安全分析和安全论证提供坚实的数据基础。（4）深化国际合作建议积极参与IEC/TC9的国际标准化活动，参与IEC62425后续维护与修订工作，将中国铁路信号技术的最新成果和创新实践融入国际标准，持续提升中国在国际铁路安全标准化领域的话语权和影响力。七、结论与展望IEC62425:2025CMV的发布是国际铁路信号安全标准化进程中的重要里程碑。该标准在继承欧洲铁路信号安全标准技术传统的基础上