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Digitalisierung moderner Bahnsysteme

Gemeinsame Spezifizierung einer »Safe-Computing-Platform«

20. Oktober 2023, 12:58 Uhr | Engelbert Hopf

Für die Digitalisierung moderner Bahnsysteme ist ein leistungsstarker datenzentrischer Ansatz von entscheidender Bedeutung. Dazu hat RTI inzwischen den Referenzimplementierungsanhang für die SCP-Messaging-API auf Basis der Object-Management-Group-Data-Distribution-Service-Spezifikation verfasst.

Gemeinsam mit europäischen Bahnbetreibern und der Industrie hat RTI die »Safe-Computing-Platform« für den modernen Bahnbetrieb spezifiziert. Ein nun veröffentlichtes Dokument bietet technische Anleitung zur Steigerung der Kapazität, Qualität und Effizienz moderner Bahnsysteme.

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Mit der angestrebten Digitalisierung der Bahnsysteme halten viele neue Technologien Einzug in das Bahnsystem, die hohe Sicherheitsanforderungen an die IT-Umgebung stellen. Real-Time Innovations (RTI), das größte Software-Framework-Unternehmen für autonome Systeme, arbeitet aus diesem Grund mit europäischen Bahnbetreibern und Industrieunternehmen zusammen, um eine entsprechende Brancheninitiative weiter voranzutreiben.

»RTI hat den Referenzimplementierungsanhang für die SCP-Messaging-API auf Basis der Object-Management-Group-Data-Distribution-Service-Spezifikation verfasst, um diesen leistungsstarken datenzentrischen Ansatz in die Kommunikation von Bahnsystemen zu bringen«, erläutert dazu Mark Hary, Market Development Director für Commercial Markets bei RTI. »Mit RTI Connext leisten wir dabei Pionierarbeit bei der sicherheitszertifizierten, datenzentrierten Kommunikation auf der Grundlage des DDS-Standards im gesamten Transportsektor, inklusive Automobil, Luftfahrt, Schifffahrt und Bahn.«

Eine Arbeit, von der die Bahnimplementierungen der nächsten Generation profitieren würden. »Das Gesamtdokument ist ein gemeinschaftliches Werk, das die Bahnindustrie in die Zukunft führen wird, wobei die Sicherheit an erster Stelle steht«, wie Hary versichert. »Wir freuen uns, dass wir an der Erstellung dieses Leitfadens beteiligt sind.«

Mit der Einführung verbesserter Konzepte in das Eisenbahnsystem für die Zugsteuerung, Zugsicherung und Signalgebung (CCS) sowie moderner Technologien wie fortgeschrittene Sensorik und künstliche Intelligenz ist es notwendig geworden, geeignete IT-Plattformen für den künftigen Eisenbahnbetrieb zu entwickeln. In diesem Zusammenhang haben die Eisenbahninitiativen »Reference CCS Architecture« (RCA) und »Open CCS Onboard Reference Architecture« (OCORA) bereits im Jahr 2020 die Konzeptionierung für eine Safe-Computing-Platform begonnen.

Sie soll die Grundlage für sicherheitsrelevante Bahnanwendungen sowohl für fahrzeuginterne als auch streckenseitige Entwicklungen bilden. Ein zentrales Designparadigma ist die Einführung einer standardisierten Methode zur Trennung der Applikationen von der Computerplattform. Dies entkoppelt Bereiche mit sehr unterschiedlichen Lebenszyklen und nutzt die Fortschritte im IT-Sektor, wobei Raum für eine Differenzierung der Anbieter bei der detaillierten Implementierung der Computerplattform bleibt.

Um dieses Konzept voranzutreiben, haben die Bahnen und die Industrie, darunter RTI, DB Netz, duagon, Nederlandse Spoorwegen, SBB, Siemens Mobility, SNCF Voyageurs, SNCF Réseau, Sysgo, Thales und Wind River, gemeinsam eine erste Version der Spezifikation der möglichen API zwischen Bahnanwendungen und der Safe-Computing-Platform entwickelt und diese im OCORA-Release 2 veröffentlicht.

Es enthält eine allgemeine Definition der Konzepte, wichtige Entwurfsparadigmen für die sichere Kommunikation und Berechnung sowie Implementierungsleitlinien. Analysiert wurde auch, wie die im Posix-Standard definierten Funktionen für die gewünschte API wiederverwendet werden können. Während dieses Prozesses wurden mehrere offene Punkte identifiziert, die eine weitere Ausarbeitung im Rahmen des europäischen Bahnprogramms erfordern.

Insgesamt bietet die veröffentlichte Arbeit nach Einschätzung von Hary »eine solide Grundlage für die weitere Spezifikation und das Prototyping von möglichen Safe-Computing-Platform-Implementierungen«.