University of Ulm, Faculty of Computer Science, Dept. of Artificial Intelligence

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up: Research

SafeRail Integration von Methoden zur Spezifikation und Verifikation von Sicherungseinrichtungen im spurgeführten Verkehr

SafeRail ist ein Projekt im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms "Integration von Techniken der Softwarespezifikation für ingenieurwissenschaftliche Anwendungen" (1064).

Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Unterstützung des Software-Entwicklungsprozess, der von den Normen für die Entwicklung von Software für Eisenbahnsicherungsysteme vorgeschrieben wird. Dazu werden ingenieurwissenschaftliche Techniken und informelle, semi-formale und formale Techniken aus der Informatik und Softwaretechnik untersucht und in den Entwicklungsprozess integriert. Auf diese Weise entsteht ein erweiterter Entwicklungsprozess, der auch die Anwendung formaler Techniken beinhaltet. Da bei der Entwicklung der Sicherungssysteme neben Informatikern auch Ingenieure und Angestellte der Eisenbahnprüfbehören beteiligt sind, müssen die Spezifikationen, die bei Anwendung des Entwicklungprozess entstehen, auch für diese Personen nachvollziehbar sein. Die Einsetzbarkeit der integrierten Techniken wird anhand der Fallstudie aus der Verkehrsleittechnik erprobt, die auch als Grundlage für die Integration und Adaption von Spezifikationsmethoden dienen soll. Dazu werden verschiedene betriebliche Situationen modelliert. Die Arbeiten werden in enger Kooperation zwischen Informatikern und Ingenieuren aus den Bereichen Eisenbahnwesen und Verkehrssicherung sowie Automatisierungs- und Softwaretechnik durchgeführt.

Gesamtziel:

• Entwicklung einer integrierten Vorgehensweise und eines Werkzeuges bzw. von Werkzeugzusätzen, die für die an einem Projekt aus der Verkehrsleittechnik beteiligten Parteien formal fundierte und verständliche Spezifikationen liefert.
• Entwicklung von Methoden und Techniken für den Einsatz durch Ingenieure zum formalen Nachweis von Sicherheitseigenschaften, insbesondere im Eisenbahnwesen.
• Evaluierung der entwickelten integrierten Methodik im Vergleich zu konventionellen Vorgehensweisen im Hinblick auf Aufwand und Erfolg (z.B. Fehleroffenbarung und Fehlervermeidung), durch Anwendung auf die Referenzfallstudie aus der Verkehrsleittechnik (FFB).

Als Spezifikationstechniken werden temporallogische Formalismen (CTL), Zustandsautomaten (Model-Checking), OO-Spezifikationstechniken (UML) und Sicherheitsanalysen (FMEA, FTA) eingesetzt.

Projektpartner

• Prof. von Henke, Abteilung Künstliche Intelligenz, Universität Ulm (Ansprechpartner).
• Prof. Göhner, Institut für Automatisierungs- und Softwaretechnik, Fakultät Elektrotechnik, Universität Stuttgart.
  Am IAS ist die SafeRail - Homepage
• Prof. Pachl, Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrssicherung, Fachbereich Bauingenieurwesen, Technische Universität Braunschweig,.
  SafeRail am IfEV

• Karsten Gugler, Abteilung Künstliche Intelligenz.
• Friedemann Bitsch, Institut für Automatisierungs- und Softwaretechnik.
• Saeid Arabestani, Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrssicherung.

Projektrelevante Publikationen und Schriften

• Ulmer Informatik Berichte 99-04 - Technischer Bericht zum Einsatz von Model-Checking zur Analyse von MSCs über Statecharts.
• Grundlagenbetrachtungen zum Bahnübergang im FunkFahrBetrieb (FFB) - Erläuterungen von Grundlagen zur Fallstudie aus der Verkehrsleittechnik (erstellt am IfEV TU-Braunschweig).
• ATP 5, 1997 - Artikel über die Spezifikation und Verifikation der "elektrisch ortsbedienten Weiche" (EOW).