BS EN 62290——城市轨道交通运输管理与控制系统标准系列(系统原理与功能要求)

Railway Applications — Urban Guided Transport Management and Command/Control Systems (UTRMS/TCS) — Part 1: System Principles and Fundamental Concepts; Part 2: Functional Requirements Specification(IEC 62290 英国实施版)

🚇 BS EN 62290 是国际电工委员会标准 IEC 62290 的英国国家标准实施版,由 BSI 技术委员会 GEL/9(铁路电工应用)归口,技术内容与 IEC 62290 一致。该系列规定了城市轨道交通运输管理与指挥/控制系统(Urban Guided Transport Management and Command/Control Systems,简称 UTRMS/TCS)的系统原理与功能要求。城市轨道交通(地铁、轻轨、单轨、自动导向系统等)的信号与运营控制系统在保障行车安全、提高运能、降低能耗与运维成本方面具有关键作用。该系列为城市轨道信号系统的设计、功能需求定义与验收提供统一框架,并与既有 CBTC(基于通信的列车控制)、列车自动控制(ATC)等系统的工程实践相衔接。本批次收录两部分:Part 1 规定系统原理与基本概念,Part 2 规定功能要求规范。

💡 城市轨道交通信号系统的核心是”列车自动控制”,它通常细分为列车自动防护(ATP)、列车自动运行(ATO)与列车自动监控(ATS)。IEC 62290 系列从系统架构与功能角度对这些子系统进行整合,定义了 UTRMS 的功能层次与自动化等级(GoA),为不同运能与自动化需求的城市轨道项目提供统一的技术语言。

一、标准系列概述 📌

BS EN 62290 系列由 BSI 技术委员会 GEL/9(铁路电工应用)归口,英国专家参与 IEC TC 9(铁路电气设备与系统)的制修订工作。该系列由两部分组成:Part 1(2014 版)取代了 2006 版,规定系统原理与基本概念;Part 2(2014 版)取代了 2011 版,规定功能要求规范。两部分均以 IEC 62290 为基础并被 CENELEC 采纳。标准正文明确,遵守英国标准不能免除使用者的法律责任,使用者对其正确应用负责。

在铁路信号标准体系中,IEC 62290 与 IEC 62267(自动化的城市轨道导引运输系统安全要求)、IEC 62290 系列共同支撑城市轨道交通的自动化与运营管理。该系统面向”城市轨道交通”这一特定领域,与干线铁路(如 ETCS/ERTMS)系统在功能与安全等级上有所不同。

二、系列构成与系统架构 🧩

本批次收录的 BS EN 62290 系列文件由两部分构成:

标准号年份标题内容要点
BS EN 62290-1:20142014Part 1: System principles and fundamental concepts(系统原理与基本概念)规定 UTRMS/TCS 的系统原理、架构、功能层次、自动化等级(GoA)与基本概念,为整个系列奠定基础
BS EN 62290-2:20142014Part 2: Functional requirements specification(功能要求规范)规定 UTRMS/TCS 的功能要求,包括列车运行、进路、联锁、监控、诊断、人机接口与运营管理等功能

三、关键技术要求 🔧

3.1 系统架构与功能层次

UTRMS/TCS 通常由运营管理系统、信号与列车控制系统、通信系统、监测与诊断系统等组成,并按”控制中心—车站/轨旁—车载”的层次架构组织。标准规定了各层次的职责分工、接口与信息流,确保系统集成后功能完整、安全可靠。

3.2 自动化等级(GoA)

城市轨道交通的自动化等级通常划分为:

  • GoA 1:有人驾驶,司机负责关门与运行监督,系统提供防护(ATP)。
  • GoA 2:有人监督,列车自动运行(ATO),司机负责关门与应急处理。
  • GoA 3:无人操作,但列车配备随车人员处理应急。
  • GoA 4:全自动无人驾驶,系统自动完成全部运营功能。

标准规定了各等级下系统需提供的功能与安全责任划分,作为工程设计与采购的技术基础。

3.3 功能要求

Part 2 规定的功能要求包括:列车位置与速度检测、进路与联锁控制、列车自动防护(ATP)、列车自动运行(ATO)、列车自动监控(ATS)、列车与轨旁/中心通信、门控与站台门联动、故障诊断与降级模式、人机接口(HMI)、运营调度与信息管理等功能。标准对每项功能提出输入、处理、输出与性能(可用性、可靠性、安全性)要求,并规定接口与数据交换。

⚠️ 自动化等级与安全责任密切相关:随着自动化等级提高,人的介入减少,系统必须承担更多的安全功能。若系统在”降级模式”下仍依赖人工操作,则必须满足相应的安全联锁要求。工程设计中应明确各运营场景(正常、降级、疏散)下的功能分配与安全责任。

四、系统实现与验收评定 🧪

城市轨道信号系统的实现遵循”需求分析→系统设计→集成测试→现场调试→试运行→验收”的流程。依据本系列,需求方应基于 Part 1 确定系统架构与自动化等级,基于 Part 2 定义功能要求,并据此编制招标技术规格与验收准则。验收通常包括:设备级/子系统级型式试验与例行试验、集成测试、安全评估(如依据 EN 50126/50128/50129 系列进行 RAMS 与安全完整性评估)与现场验证。信号系统作为安全相关系统,还需通过独立安全评估机构(如第三方评估)确认达到规定安全完整性等级。

✅ 实践建议:城市轨道信号系统项目应尽早确定自动化等级与运营场景,将 Part 1/Part 2 的功能要求映射到各子系统(ATP/ATO/ATS、联锁、通信、门控)的采购与设计文件;同时关注与既有线路的信号系统兼容与互联互通,降低后期整合风险。

五、工程实践要点 🛠️

  • 🔍 需求定义:依据本系列明确系统功能、自动化等级、运能与间隔要求,作为设计输入与验收依据。
  • 🔧 系统集成:做好信号、通信、车辆、站台门、电力监控等专业接口管理,避免接口不清导致联调延误。
  • 📊 安全与可靠性:依据 EN 50126/50128/50129 开展 RAMS 分析、安全评估与故障模式分析,并建立全生命周期安全管理体系。
  • 📋 验收与运营:严格执行子系统与系统级验收,开展试运行考核(如故障率、可用性、正点率),并建立运营与维护的配置管理与变更控制。

六、常见问题解答 ❓

❓ 问:BS EN 62290 与 CBTC(基于通信的列车控制)是什么关系?
答:BS EN 62290 是城市轨道 UTRMS/TCS 的系统级标准,从系统原理与功能角度定义整个系统;CBTC 是其中一种具体实现技术(以车-地连续通信实现高密度列车控制)。二者是”系统框架”与”实现技术”的关系,CBTC 系统的设计应满足本系列的功能要求。
❓ 问:自动化等级(GoA)如何选择?
答:应根据线路运能需求、客流特征、隧道/高架环境、运营组织与投资约束综合确定。GoA 3/4 可降低司机人力成本并提高运能,但对系统可靠性、车站疏散与应急管理提出更高要求。
❓ 问:本系列是否适用于干线铁路?
答:本系列专门针对”城市轨道交通”(地铁、轻轨、单轨等),其功能层次与安全要求与干线铁路(如 ERTMS/ETCS)不同。干线铁路应采用对应的国际/欧洲标准体系。
🔍 问:信号系统验收为何需要独立安全评估?
答:信号系统属于安全相关系统,其失效可能导致列车冲突、脱轨等重大事故。独立安全评估(第三方或安全评估机构)依据 EN 50129 等标准核查系统安全完整性、故障安全设计与验证过程,是运营准入的重要环节。
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