轨道交通通信信号设备与系统标准化发展研究

黄雅倩

(北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070)

1 概述

轨道交通分为干线铁路、城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通。为全面提升国内轨道交通装备技术水平和核心竞争力，实现从“中国制造”向“中国创造”转型并推进国内轨道交通装备“走出去”，我国围绕轨道交通车辆、列车运行控制系统等重点领域的主要任务，进行一系列科研探索和创新实践，极大地推动了国内轨道交通装备产业向中高端迈进，进一步健全完善了轨道交通装备产品体系。通信信号设备与系统是轨道交通运输的基础设施，是轨道交通科技创新核心领域，作为轨道交通运输的“大脑和神经中枢”,是保障轨道交通运输安全、提高运输效率和服务质量的重要系统。标准为轨道交通持续快速高质量发展提供统一技术规范，为我国轨道交通设备与系统的设计、制造、检验、使用和监管提供技术依据。

2 轨道交通通信信号设备与系统国际标准化发展现状

2.1 ISO/IEC

国际标准化组织（ISO）是全球最大最权威的国际标准化组织，其中，ISO/TC269 负责开展除铁路电气设备与系统之外的铁路领域各系统、产品和服务的标准化工作。国际电工委员会（IEC）主要制定和发布电工电子领域的国际标准，其中，IEC/TC9 负责轨道交通电气设备与系统领域的国际标准化工作。截止到2020 年底，IEC/TC9 已制定标准114 个,大致可以分为基础通用，机车车辆，牵引供电和通信、信号及处理系统标准。我国轨道交通电磁兼容、信号安全防护软件方面主要的国家标准均是采用IEC/TC9 相关标准。

2.2 国际铁路联盟（UIC）

国际铁路联盟（UIC）成立于1922 年，是国际铁路最大的国际标准化机构，主要工作是加强技术合作以及铁路系统的共性和互操作性。UIC 发布的国际标准内容涵盖铁路技术规章、客货运输、财务统计结算、运营维护、机车车辆、基础设施、信息化、高速铁路体系及建设等方面。

2.3 CEN/ CENELEC

欧洲标准委员会（CEN）负责电工电子以外所有领域的标准化工作，欧洲电工标准化委员会（CENELEC）下设 300 多个技术委员会，负责电工、电子方面的标准化。对应IEC/TC9,CENELEC设置了铁路电气电子应用技术委员会 CENELEC/TC9X，下设3 个分技术委员会，其中通信、信号及处理系统技术委员会CENELEC/TC9XA 是CENELEC 在轨道交通领域与轨道交通通信信号相关的分技术委员会，负责制定轨道交通领域的欧洲标准。CENELEC/TC9X 与TC9XA 现有标准包含电磁兼容性、RAMS、列车通信网络、通信信号和处理系统、列车检测系统等，除此之外还独立承担与互操作性指令相关的欧洲标准。

2.4 我国国际标准化工作

近年来，我国不断加大国际标准化科研项目的支持力度，充分利用IEC/TC9，ISO/TC269 和 UIC等国际标准平台，目前我国正在参与编制的通信信号相关标准有《铁路列车时刻表》、《模拟驾驶器》等国际标准，申报的国际标准提案《列车占用检查原则》已在ISO/TC269/SC3 下成立特别工作组。

3 我国轨道交通通信信号设备与系统标准化发展概况

依据《深化标准化工作改革方案》、《国家标准化体系建设发展规划（2016-2020 年）》和《铁路标准化“十三五”发展规划》，围绕促进铁路改革发展等总体要求，轨道交通通信信号设备与系统标准体系由政府单一供给的标准体系，逐步形成符合国家要求的新型标准体系，包含由政府主导制定的标准和市场自主制定的标准,如图1 所示。不同轨道交通通信信号设备与系统由于发展程度和技术水平不同，其标准化深度和广度均不同。干线铁路通信信号设备与系统的历史基础坚实，实践检验充分，国家标准、行业标准、团体标准、企业标准相配套。城市轨道交通通信信号设备与系统发展时间不长，技术积累较少，国家标准数量不多，以团体标准为主。城际铁路和市域（郊）铁路现行的通信信号标准均为综合性规范。

图1 轨道交通通信信号设备与系统新型标准体系Fig.1 A new system of standards of the equipment and system of signaling and communication for rail transit

3.1 国家标准

通信信号设备与系统国家标准分为自主制定和采标两类。自主制定的铁路国家标准主要有铁路道口信号设备、铁路道岔转辙机、铁路信号继电器、列车无线调度通信等标准；自主制定的城市轨道交通国家标准参照了铁路的信号系统技术标准，结合自身特点形成了城市轨道交通信号系统通用技术标准。采标以采用IEC/TC9 标准为主，在轨道交通通信信号系统方面，主要有控制和防护系统软件、信号用安全相关电子系统和传输系统中的安全性相关通信等通用标准；在城市轨道交通方面，主要有自动化城市轨道安全要求、城市轨道交通运输管理和指令控制系统等综合性标准。

3.2 行业标准

通信信号设备与系统行业标准主要有铁道行业标准。铁道行业标准包含基础通用、信号系统、通信系统、通信信号接口规范和防护等200 多项标准。

1）基础通用标准主要包括铁路通信信号词汇、铁路通信信号符号、铁路通信信号产品环境条件、铁路通信信号产品的安全要求标准。

2）信号系统与设备标准包含调度指挥、联锁标准、闭塞、列车运行控制系统、轨道占用检查设备、道岔转换设备、编组站信号、铁路道口系统及设备、信号系统接口、信号设备及器材标准。

3）通信系统与设备标准主要有移动通信系统、通信电源、调度通信、站场通信、应急通信、铁路时间同步、视频监控系统、通信系统接口标准。

4）通信信号接口规范标准主要有列车运行控制系统与铁路数字移动通信系统（GSM-R）接口标准。

5）防护标准主要包含列车接近预警地面设备、铁路通信信号及电力设备防雷装置、铁路电气电子设备雷击试验方法等方面标准。

3.3 团体标准

通信信号设备与系统团体标准作为我国标准化改革的重要内容之一，是打破政府单一供给的标准格局、构建新型标准体系的不可或缺的组成部分。

2017 年11 月7 日，中国铁道学会标准化通信信号专业技术委员会在北京成立。中国铁道学会正在制修订的技术标准，有市域铁路与其他轨道交通信号系统互联互通、铁路云计算平台等标准。

中国城市轨道交通协会标准化技术委员会于2017 年6 月成立，发布的城市轨道交通通信信号信号设备与系统方面主要有城市轨道交通全自动运行系统、CBTC 信号系统、车地综合通信系统（LTE-M）等标准。

中关村轨道交通视频与安全产业技术联盟成立于2011 年，发布了铁路卫星应急通信、铁路视频监控等多项轨道交通视频与安全领域关键技术标准。

与此同时，多家通信信号相关社会团体在全国团体标准信息平台注册，公布多项团体标准，有力地推动了轨道交通团体标准化工作。

3.4 企业标准

中国国家铁路集团有限公司是通信信号设备和系统领域标准的最大相关方、使用方，在国铁管辖领域保证标准的实施。此外，多家轨道交通企业制定了通信信号设备和系统企业标准，作为轨道交通国家标准和行业标准的细化和补充。

4 轨道交通通信信号设备与系统标准化工作的完善措施建议

4.1 积极参与制修订国际标准工作

目前，我国参与制修订的轨道交通通信信号国际标准极少，话语权主要掌握在欧盟、日本、美国和加拿大等国家。加快轨道交通通信信号标准的国际化步伐要结合“ 一带一路”倡议，聚焦轨道交通通信信号领域的技术交流和标准国际化合作；重点关注IEC/TC9、CENELEC/TC9X 和TC9XA 拟制修订的国际标准项目，推进国内国标与对应国际标准之间的对标工作；加强电磁兼容性、RAMS、列车通信网络、通信信号和处理系统、列车检测系统等国际标准前期调研和动态跟踪，提出以我国自主创新技术为基础的标准提案。

4.2 引领多种制式轨道交通互联互通

由于历史发展原因，我国干线铁路发展较早，在技术方面处于世界领先地位，已经拥有比较完善的标准，但是城市轨道交通、城际铁路、市域铁路发展时间不长，技术积累较少。对于干线铁路通信信号设备与系统技术发展较为领先的情况，可以适当推广，针对不同的轨道交通通信信号设备与系统特点加以消化吸收，相互借鉴相关的技术，加快制定城市轨道交通、城际铁路、市域铁路互联互通的技术标准，成为交通强国“多网融合”的技术支撑。

4.3 推动轨道交通与新兴技术融合发展

面对轨道交通产业不断创新发展的新形势，通信信号设备与系统标准化工作在新技术、新产品方面较弱。标准的发展要和技术同步推进、共同发展。随着“新基建”重要战略部署的持续推进，通过深度应用5G、北斗、云计算、物联网、大数据、人工智能、工业互联网等新兴技术与轨道交通基础设施深度融合，在轨道交通通信信号技术领域内统一规划智能轨道交通基础设施标准，支撑既有轨道交通基础设施的转型升级，保证轨道交通行业良性持续发展。

4.4 建立通信信号国际标准化人才队伍

制约我国轨道交通通信信号设备与系统国际标准化发展的一个重要原因是缺乏国际标准化人才。培养具有过硬的通信信号专业知识、较强的外语水平和熟悉国际标准制定规则的人才，承担国际标准化召集人工作。通过组织参与国际标准化培训，以IEC/TC9、ISO/TC269 国内技术对口单位国际标准化为平台，选拔和培养技术专家参与国际标准制修订工作，建立轨道交通通信信号领域的国际标准化人才队伍。

5 结语

通信信号设备与系统作为轨道交通运营的“大脑”和“神经系统”，是轨道交通安全、高效运行的中枢控制系统，是实现轨道交通与新兴技术融合发展、多种制式轨道交通互联互通的关键系统。在制定通信信号设备与系统标准时，要统筹考虑标准的先进性、可行性和协调性，补充缺失的标准，不断完善标准体系。加强通信信号设备与系统重要技术领域的标准化工作，发挥标准先行作用，促进国际交流，以标准规划和标准制定引领产业创新发展。