軌道交通通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展研究

黃雅倩

(北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070)

1 概述

軌道交通分為干線鐵路、城際鐵路、市域（郊）鐵路、城市軌道交通。為全面提升國內(nèi)軌道交通裝備技術(shù)水平和核心競爭力，實(shí)現(xiàn)從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)型并推進(jìn)國內(nèi)軌道交通裝備“走出去”，我國圍繞軌道交通車輛、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)等重點(diǎn)領(lǐng)域的主要任務(wù)，進(jìn)行一系列科研探索和創(chuàng)新實(shí)踐，極大地推動(dòng)了國內(nèi)軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)向中高端邁進(jìn)，進(jìn)一步健全完善了軌道交通裝備產(chǎn)品體系。通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)是軌道交通運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，是軌道交通科技創(chuàng)新核心領(lǐng)域，作為軌道交通運(yùn)輸?shù)摹按竽X和神經(jīng)中樞”,是保障軌道交通運(yùn)輸安全、提高運(yùn)輸效率和服務(wù)質(zhì)量的重要系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)為軌道交通持續(xù)快速高質(zhì)量發(fā)展提供統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范，為我國軌道交通設(shè)備與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和監(jiān)管提供技術(shù)依據(jù)。

2 軌道交通通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 ISO/IEC

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）是全球最大最權(quán)威的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，其中，ISO/TC269 負(fù)責(zé)開展除鐵路電氣設(shè)備與系統(tǒng)之外的鐵路領(lǐng)域各系統(tǒng)、產(chǎn)品和服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。國際電工委員會(huì)（IEC）主要制定和發(fā)布電工電子領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)，其中，IEC/TC9 負(fù)責(zé)軌道交通電氣設(shè)備與系統(tǒng)領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。截止到2020 年底，IEC/TC9 已制定標(biāo)準(zhǔn)114 個(gè),大致可以分為基礎(chǔ)通用，機(jī)車車輛，牽引供電和通信、信號(hào)及處理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。我國軌道交通電磁兼容、信號(hào)安全防護(hù)軟件方面主要的國家標(biāo)準(zhǔn)均是采用IEC/TC9 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 國際鐵路聯(lián)盟（UIC）

國際鐵路聯(lián)盟（UIC）成立于1922 年，是國際鐵路最大的國際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，主要工作是加強(qiáng)技術(shù)合作以及鐵路系統(tǒng)的共性和互操作性。UIC 發(fā)布的國際標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容涵蓋鐵路技術(shù)規(guī)章、客貨運(yùn)輸、財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)結(jié)算、運(yùn)營維護(hù)、機(jī)車車輛、基礎(chǔ)設(shè)施、信息化、高速鐵路體系及建設(shè)等方面。

2.3 CEN/ CENELEC

歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（CEN）負(fù)責(zé)電工電子以外所有領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作，歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CENELEC）下設(shè) 300 多個(gè)技術(shù)委員會(huì)，負(fù)責(zé)電工、電子方面的標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)應(yīng)IEC/TC9,CENELEC設(shè)置了鐵路電氣電子應(yīng)用技術(shù)委員會(huì) CENELEC/TC9X，下設(shè)3 個(gè)分技術(shù)委員會(huì)，其中通信、信號(hào)及處理系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)CENELEC/TC9XA 是CENELEC 在軌道交通領(lǐng)域與軌道交通通信信號(hào)相關(guān)的分技術(shù)委員會(huì)，負(fù)責(zé)制定軌道交通領(lǐng)域的歐洲標(biāo)準(zhǔn)。CENELEC/TC9X 與TC9XA 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)包含電磁兼容性、RAMS、列車通信網(wǎng)絡(luò)、通信信號(hào)和處理系統(tǒng)、列車檢測(cè)系統(tǒng)等，除此之外還獨(dú)立承擔(dān)與互操作性指令相關(guān)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 我國國際標(biāo)準(zhǔn)化工作

近年來，我國不斷加大國際標(biāo)準(zhǔn)化科研項(xiàng)目的支持力度，充分利用IEC/TC9，ISO/TC269 和 UIC等國際標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，目前我國正在參與編制的通信信號(hào)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有《鐵路列車時(shí)刻表》、《模擬駕駛器》等國際標(biāo)準(zhǔn)，申報(bào)的國際標(biāo)準(zhǔn)提案《列車占用檢查原則》已在ISO/TC269/SC3 下成立特別工作組。

3 我國軌道交通通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展概況

依據(jù)《深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案》、《國家標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020 年）》和《鐵路標(biāo)準(zhǔn)化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，圍繞促進(jìn)鐵路改革發(fā)展等總體要求，軌道交通通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系由政府單一供給的標(biāo)準(zhǔn)體系，逐步形成符合國家要求的新型標(biāo)準(zhǔn)體系，包含由政府主導(dǎo)制定的標(biāo)準(zhǔn)和市場自主制定的標(biāo)準(zhǔn),如圖1 所示。不同軌道交通通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)由于發(fā)展程度和技術(shù)水平不同，其標(biāo)準(zhǔn)化深度和廣度均不同。干線鐵路通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)的歷史基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)，實(shí)踐檢驗(yàn)充分，國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相配套。城市軌道交通通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)發(fā)展時(shí)間不長，技術(shù)積累較少，國家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量不多，以團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)為主。城際鐵路和市域（郊）鐵路現(xiàn)行的通信信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)均為綜合性規(guī)范。

圖1 軌道交通通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)新型標(biāo)準(zhǔn)體系Fig.1 A new system of standards of the equipment and system of signaling and communication for rail transit

3.1 國家標(biāo)準(zhǔn)

通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)分為自主制定和采標(biāo)兩類。自主制定的鐵路國家標(biāo)準(zhǔn)主要有鐵路道口信號(hào)設(shè)備、鐵路道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)、鐵路信號(hào)繼電器、列車無線調(diào)度通信等標(biāo)準(zhǔn)；自主制定的城市軌道交通國家標(biāo)準(zhǔn)參照了鐵路的信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自身特點(diǎn)形成了城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。采標(biāo)以采用IEC/TC9 標(biāo)準(zhǔn)為主，在軌道交通通信信號(hào)系統(tǒng)方面，主要有控制和防護(hù)系統(tǒng)軟件、信號(hào)用安全相關(guān)電子系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)中的安全性相關(guān)通信等通用標(biāo)準(zhǔn)；在城市軌道交通方面，主要有自動(dòng)化城市軌道安全要求、城市軌道交通運(yùn)輸管理和指令控制系統(tǒng)等綜合性標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要有鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)包含基礎(chǔ)通用、信號(hào)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、通信信號(hào)接口規(guī)范和防護(hù)等200 多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

1）基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)主要包括鐵路通信信號(hào)詞匯、鐵路通信信號(hào)符號(hào)、鐵路通信信號(hào)產(chǎn)品環(huán)境條件、鐵路通信信號(hào)產(chǎn)品的安全要求標(biāo)準(zhǔn)。

2）信號(hào)系統(tǒng)與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)包含調(diào)度指揮、聯(lián)鎖標(biāo)準(zhǔn)、閉塞、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、軌道占用檢查設(shè)備、道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備、編組站信號(hào)、鐵路道口系統(tǒng)及設(shè)備、信號(hào)系統(tǒng)接口、信號(hào)設(shè)備及器材標(biāo)準(zhǔn)。

3）通信系統(tǒng)與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)主要有移動(dòng)通信系統(tǒng)、通信電源、調(diào)度通信、站場通信、應(yīng)急通信、鐵路時(shí)間同步、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)。

4）通信信號(hào)接口規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)主要有列車運(yùn)行控制系統(tǒng)與鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM-R）接口標(biāo)準(zhǔn)。

5）防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)主要包含列車接近預(yù)警地面設(shè)備、鐵路通信信號(hào)及電力設(shè)備防雷裝置、鐵路電氣電子設(shè)備雷擊試驗(yàn)方法等方面標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)作為我國標(biāo)準(zhǔn)化改革的重要內(nèi)容之一，是打破政府單一供給的標(biāo)準(zhǔn)格局、構(gòu)建新型標(biāo)準(zhǔn)體系的不可或缺的組成部分。

2017 年11 月7 日，中國鐵道學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化通信信號(hào)專業(yè)技術(shù)委員會(huì)在北京成立。中國鐵道學(xué)會(huì)正在制修訂的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有市域鐵路與其他軌道交通信號(hào)系統(tǒng)互聯(lián)互通、鐵路云計(jì)算平臺(tái)等標(biāo)準(zhǔn)。

中國城市軌道交通協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于2017 年6 月成立，發(fā)布的城市軌道交通通信信號(hào)信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)方面主要有城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)、CBTC 信號(hào)系統(tǒng)、車地綜合通信系統(tǒng)（LTE-M）等標(biāo)準(zhǔn)。

中關(guān)村軌道交通視頻與安全產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟成立于2011 年，發(fā)布了鐵路衛(wèi)星應(yīng)急通信、鐵路視頻監(jiān)控等多項(xiàng)軌道交通視頻與安全領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

與此同時(shí)，多家通信信號(hào)相關(guān)社會(huì)團(tuán)體在全國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)注冊(cè)，公布多項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，有力地推動(dòng)了軌道交通團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作。

3.4 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

中國國家鐵路集團(tuán)有限公司是通信信號(hào)設(shè)備和系統(tǒng)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的最大相關(guān)方、使用方，在國鐵管轄領(lǐng)域保證標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。此外，多家軌道交通企業(yè)制定了通信信號(hào)設(shè)備和系統(tǒng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，作為軌道交通國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)化和補(bǔ)充。

4 軌道交通通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化工作的完善措施建議

4.1 積極參與制修訂國際標(biāo)準(zhǔn)工作

目前，我國參與制修訂的軌道交通通信信號(hào)國際標(biāo)準(zhǔn)極少，話語權(quán)主要掌握在歐盟、日本、美國和加拿大等國家。加快軌道交通通信信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的國際化步伐要結(jié)合“ 一帶一路”倡議，聚焦軌道交通通信信號(hào)領(lǐng)域的技術(shù)交流和標(biāo)準(zhǔn)國際化合作；重點(diǎn)關(guān)注IEC/TC9、CENELEC/TC9X 和TC9XA 擬制修訂的國際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，推進(jìn)國內(nèi)國標(biāo)與對(duì)應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)之間的對(duì)標(biāo)工作；加強(qiáng)電磁兼容性、RAMS、列車通信網(wǎng)絡(luò)、通信信號(hào)和處理系統(tǒng)、列車檢測(cè)系統(tǒng)等國際標(biāo)準(zhǔn)前期調(diào)研和動(dòng)態(tài)跟蹤，提出以我國自主創(chuàng)新技術(shù)為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)提案。

4.2 引領(lǐng)多種制式軌道交通互聯(lián)互通

由于歷史發(fā)展原因，我國干線鐵路發(fā)展較早，在技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位，已經(jīng)擁有比較完善的標(biāo)準(zhǔn)，但是城市軌道交通、城際鐵路、市域鐵路發(fā)展時(shí)間不長，技術(shù)積累較少。對(duì)于干線鐵路通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展較為領(lǐng)先的情況，可以適當(dāng)推廣，針對(duì)不同的軌道交通通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)特點(diǎn)加以消化吸收，相互借鑒相關(guān)的技術(shù)，加快制定城市軌道交通、城際鐵路、市域鐵路互聯(lián)互通的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，成為交通強(qiáng)國“多網(wǎng)融合”的技術(shù)支撐。

4.3 推動(dòng)軌道交通與新興技術(shù)融合發(fā)展

面對(duì)軌道交通產(chǎn)業(yè)不斷創(chuàng)新發(fā)展的新形勢(shì)，通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化工作在新技術(shù)、新產(chǎn)品方面較弱。標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展要和技術(shù)同步推進(jìn)、共同發(fā)展。隨著“新基建”重要戰(zhàn)略部署的持續(xù)推進(jìn)，通過深度應(yīng)用5G、北斗、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)與軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施深度融合，在軌道交通通信信號(hào)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)統(tǒng)一規(guī)劃智能軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，支撐既有軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的轉(zhuǎn)型升級(jí)，保證軌道交通行業(yè)良性持續(xù)發(fā)展。

4.4 建立通信信號(hào)國際標(biāo)準(zhǔn)化人才隊(duì)伍

制約我國軌道交通通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的一個(gè)重要原因是缺乏國際標(biāo)準(zhǔn)化人才。培養(yǎng)具有過硬的通信信號(hào)專業(yè)知識(shí)、較強(qiáng)的外語水平和熟悉國際標(biāo)準(zhǔn)制定規(guī)則的人才，承擔(dān)國際標(biāo)準(zhǔn)化召集人工作。通過組織參與國際標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)，以IEC/TC9、ISO/TC269 國內(nèi)技術(shù)對(duì)口單位國際標(biāo)準(zhǔn)化為平臺(tái)，選拔和培養(yǎng)技術(shù)專家參與國際標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，建立軌道交通通信信號(hào)領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)化人才隊(duì)伍。

5 結(jié)語

通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)作為軌道交通運(yùn)營的“大腦”和“神經(jīng)系統(tǒng)”，是軌道交通安全、高效運(yùn)行的中樞控制系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)軌道交通與新興技術(shù)融合發(fā)展、多種制式軌道交通互聯(lián)互通的關(guān)鍵系統(tǒng)。在制定通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要統(tǒng)籌考慮標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性、可行性和協(xié)調(diào)性，補(bǔ)充缺失的標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善標(biāo)準(zhǔn)體系。加強(qiáng)通信信號(hào)設(shè)備與系統(tǒng)重要技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作，發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)先行作用，促進(jìn)國際交流，以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)制定引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。