近年来我国城市轨道交通（简称“城轨交通”）持续快速地发展,线网规模和客流规模均已位居世界前列，为缓解我国城市交通拥堵、提高乘客出行效率、促进绿色低碳出行和建设交通强国发挥及其重要的作用。在此过程中，全自动运行系统（FAO）已经在城市轨道交通得到普遍应用，实现了无司机或司乘人员干预下的列车全过程安全可靠稳定运行，为建设智慧和绿色城轨发挥了重要作用。
对轨道交通运行安全、高效、绿色、人性化和可持续性的不断追求，促进了系统控制的自动化程度不断的提高，正朝着智能化和自主化方向发展。随信息技术迈入智能化时代，人工智能、大数据等使能技术发展迅速，促使城轨交通出现了智能动态调度、虚拟编组控制、运行环境智能感知、设备设施健康管理等变革性技术并随着研究过程不断得到完善和成熟，为发展新一代轨道交通运行控制管理系统奠定了重要基础。智能全自动运行系统（iFAO）正是基于当前研究成果和进展，结合城轨交通系统下一步发展趋势总结深化所提出的。
城轨交通运行实际包含列车形成、列车运行和调度指挥等三方面任务。现有FAO系统主要关注了列车运行任务自动化，实现了列车在城市轨道交通封闭线路环境中的全自动运行，智能全自动运行系统（iFAO）在FAO基础上扩大了自动化控制的范围广度和深度。例如，通过对列车运行环境的智能感知和影响行车安全的关键设备设施的在线动态检测，逐步降低对司乘人员的依赖，可更好的支持无人值守下的列车全自动安全高效运行；通过应用灵活编组控制技术，可实现列车在线动态全自动形成；在智能动态调度技术上的支持下，可实现跨专业信息融合和城轨交通运行状态趋势分析与预测，进而可根据自身的需求自动生成和执行运行图及调整策略，实现少人化调度指挥和客流-车流-能量流匹配运行等。因此，iFAO有助于进一步提升轨道、车辆、能源和人员等四类资源的利用率，并提高城轨交通运行效率和运行组织的灵活性，实现绿色和智慧融合（绿智融合）的城轨交通运行。
《城市轨道交通智能全自动运行系统》白皮书面向智慧和绿色城轨交通发展需要，结合城轨交通发展趋势和相关变革性技术的研究情况，系统性分析了定义和发展智能全自动运行系统（iFAO）的必要性，介绍了其系统定义、主要特征、基本功能和关键技术，并提出北京轨道交通研究和实施智能全自动运行系统的工作路线。本白皮书意图抛砖引玉，为广大同行一同研究和应用有关技术和系统，早日实现列车“按需运行”的美好目标提供参考。