openETCS

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Unter openETCS versteht man ein Konzept für ETCS-Fahrzeugausrüstungen, als wesentliche Träger der Interoperabilität gemäß TSI, bei der die Software der ETCS-Kernfunktionalität gemäß UNISIG-Subset 026, ab SRS 3.0.0 als Open-Source-Software, lizenziert unter EUPL (Version 1.1) zur Verfügung steht. Darüber hinaus muss eine Programmierschnittstelle (API) definiert und veröffentlicht sein, die es einem Anwender erlaubt, die openETCS-Software auf beliebiger geeigneter Rechnerhardware (European Vital Computer) mit entsprechender Peripherie (DMI, BTM, Odometrie, etc.) lauffähig zu machen. Zum Gesamtkonzept gehört ferner eine Werkzeugumgebung zur Spezifikation, Modellierung, Entwicklung und Verifikation und Validierung (Test) der Software, einschließlich von Testfällen (bis hin zu Abbildung kompletter ETCS-Strecken oder ganzer Netze), die ebenfalls auf der Basis von Open-Source-Software, bzw. Open-Source-Dokumenten bereitgestellt wird. Damit soll erreicht werden, dass nicht nur die in ETCS-Fahrzeugrechnern (EVC) gelieferte Software offen ist, sondern der Sicherheitsnachweis einer öffentlichen Fachdiskussion zugänglich wird, der aber auch den Herstellungsprozess, einschließlich seiner Werkzeuge und zugehörigen Dokumentation umfassen muss. OpenETCS macht damit vom Konzept des "open proofs" Gebrauch.

Das openETCS-Konzept umfasst den ETCS-Fahrzeugrechner (EVC), die Entwicklung einer Anforderungsspezifikation für das Fahrzeuginterface, eine Programmierschnittstelle (API) sowie weitere ETCS-Open-Source-Anwendungen.[1]

Begründung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Begründung für die Notwendigkeit eines solchen Ansatzes ergibt sich damit, dass die ETCS-Fahrzeugausrüstung wesentlicher Träger der Sicherheitsfunktionen für die Interoperabilität für das zukünftige Europäische Eisenbahnsystem sein wird. Einerseits ist mit Veröffentlichung der SRS ab Baseline 3 bereits die funktionale Spezifikation veröffentlicht und andererseits ist die Garantie der Sicherheit im Eisenbahnwesen eine öffentliche Aufgabe von hohem Rang. Man kann Software im Prinzip als eine Transformation der funktionalen Spezifikation zwecks Abarbeitung durch eine Maschine (hier Mikroprozessor) auffassen. Damit besteht prinzipiell kein Vorteil im Geheimhalten der Software, wenn die Spezifikation bereits als öffentliches Dokument zur Verfügung steht, da in der funktionalen Spezifikation das spezifische Systemwissen enthalten ist, ist die ETCS-Kernsoftware auch nicht als produktdifferenzierendes Merkmal für unterschiedliche Hersteller geeignet. Parallelentwicklungen der gleichen Softwarefunktionalität stellen dann nur noch eine Verschwendung von knappen Entwicklungsressourcen bei gleichzeitig suboptimalen Ergebnissen dar, da erfahrungsgemäß davon ausgegangen werden kann, dass bei einem konsortial angelegten Open-Source-Software-Projekt im Laufe seines Lebenszyklus' schneller die Anzahl der verbleibenden Restfehler reduziert werden kann, als dies unterschiedliche parallele Entwicklungsprojekte mit begrenzten Entwicklungsteams leisten können.

Im Jahr 2009 brachte die Deutsche Bahn ein Projekt auf den Weg, in dem Möglichkeiten zur Minderung der ETCS-Fahrzeugkosten zumindest auf das Niveau konventioneller Zugsicherungssysteme zu senken. Aufbauend auf mehr als zehn Jahren Erfahrung der Deutschen Bahn mit unter freier Lizenz und/oder als Open-Source-Software veröffentlichter Software, entstand die Idee einer entsprechenden ETCS-Lösung.[1] Der Vorschlag für ein openETCS-Projekt wurde erstmals 2009 auf einer Tagung des ifv-Bahntechnik[2] in Berlin öffentlich präsentiert und danach einem größeren Fachpublikum auf der Signal+Draht-Fachtagung im Oktober 2009 in Fulda vorgestellt und in der Zeitschrift Signal + Draht 10/2009 veröffentlicht. Die Resonanz in der Bahnbranche war sehr unterschiedlich. Während von einigen Bahnbetreibern das Konzept begrüßt wurde, da langfristig eine Qualitätsverbesserung erwartet wird und die Abhängigkeit (Vendor Lock-in) von den Originalherstellern bei der Softwarepflege verringert wird, zweifeln Teile der Herstellerindustrie an, dass sicherheitskritische Software im Bahnbereich auf der Basis von Open-Source-Projekten verwendet werden kann.

Aktueller Status[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In einem Memorandum of Understanding verständigten sich fünf europäische Bahngesellschaften (ATOC (UK), DB Fernverkehr (D), NS (NL), SNCF (F), Trenitalia (I)) darauf, ein openETCS-Projekt zu definieren und voranzutreiben.[1]

Die DB Fernverkehr AG hatte bei ihrer Anfang 2010 erfolgten Ausschreibung zur Beschaffung von ETCS-Fahrzeugausrüstungen der ICE T (Baureihen 411, 415) und ICE 3 erstmals eine Lizenzierung gemäß EUPL v.1.1 für die ETCS-Kernsoftware nach UNISIG subset 026 gefordert.[3] Zwei Bieter boten dabei eine Open-Source-Option an.[1] Der Auftrag wurde an Alstom vergeben.

Die Ausrüstungen werden seit Fahrplanwechsel im Dezember 2012 für die Befahrung der ETCS-Strecke St. Pölten – Wien (Westbahn) erstmals eingesetzt und soll später auf ETCS-Strecken in der Schweiz und im gesamten Netz der DB Netz AG zum Einsatz kommen. Eine Lizenzierung gemäß EUPL Version 1.1 und damit Offenlegung der Software ist frühestens mit Verfügbarkeit der ersten ETCS-Version gemäß Baseline 3 war im Jahr 2011 ab 2013 geplant, muss aber spätestens 2017[veraltet] erfolgen.[4] Nach Angaben von 2013 soll die Veröffentlichung im Jahr 2016[veraltet] erfolgen.[5]

Die Entwicklung von openETCS wird seit Ende 2011[1] als Projekt des europäischen Softwareforschungs-Rahmenprogramms ITEA 2 (Information Technology for European Advancement) mit öffentlichen Mitteln finanziert. An diesem Projekt beteiligen sich 32 Unternehmen und Organisationen.[6]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Klaus-Rüdiger Hase: „openETCS“ – ein Vorschlag zur Kostensenkung und Beschleunigung der ETCS-Migration. In: Signal + Draht. Heft 10/2009, S. 18–25.
  • Marc Behrens und andere (DLR): Testen in der modellbasierten Entwicklung der ETCS-On-Board-Unit. Signalling and Datacommunication 108, Heft 7+8/2016, S. 21–28.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e Klaus-Rüdiger Hase: An open approach to interoperability. In: Railway Gazette International. Band 168, Nr. 3, 2012, ISSN 0373-5346, S. 51–53.
  2. TAGUNGSINHALTE : TSI & ETCS Bahntechnische Zulassung 2009 (PDF; 63 kB)
  3. Jan-Peter Böhm, Werner Geier, Peter Lankes, Jürgen Memke: Die Ausrüstung der deutschen ICE-Hochgeschwindigkeitszüge mit ETCS. In: Eisenbahntechnische Rundschau. Band 63, Nr. 5, 2014, ISSN 0013-2845, S. 49–57.
  4. Klaus-Rüdiger Hase, Jean Y. Koulischer: openETCS: Open Source Prinzipien für das Europäische Zugsicherungssystem (PDF; 3,1 MB)
  5. Klaus-Rüdiger Hase: Open Source Software für ETCS. In: Deine Bahn. Band 41, Nr. 1, 2013, ISSN 0948-7263, S. 16–21.
  6. itea3.org