TU Braunschweig

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König, S.:
Middleware für evolutionäre Architekturen und Anwendungen für ein kooperatives Produktionskonzept im Schienengüterverkehr.
Dissertation, Technische Universität Braunschweig, Institut für Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik, 2005.

Kurzfassung:

Die vorliegende Dissertation entstand ausgehend von der Motivation, ein flexibles und kundenorientiertes Betriebs- und Organisationskonzept, ein so genanntes Produktionskonzept, für den Schienenverkehr zu entwerfen, das in Abkehr von starren und streng zentralistischen Architekturen auf dem Paradigma der evolutionären Systeme basiert, also gleichsam ein selbstorganisierendes System darstellt.
Zur Bearbeitung dieser Aufgabenstellung war es erforderlich, sowohl eine Methodik zum Entwurf evolutionärer Systeme zu entwickeln, als auch eine geeignete, domänenunabhängige Technolie zur praktischen Realisierung bereitzustelen. Die vorgeschlagene Entwurfsmethodik umfasst die Verwendung agentenorientierter und objektorientierter Beschreibungsmittel, sowie ein evolutionäres Vorgehensmodell, das einen Kompromiss zwischen prozesszentrierten Vorgehensmodellwie dem Vnd strikt inkrementellen Vorgehensmodellen wie dem Extreme Programming darstellt. Um die praktische Umsetzung evolutionärer Systeme zu unterstützten, wurde eine Middleware (Middleware für evolutionäre Architekturen - MEA) konzipiert und realisiert, mit deren Hilfe evoltionäre Systeme entworfen, implementiert, getestet und betrieben werden können. Die Middleware basiert auf dem Paradigma der agentenbasierten Systeme und beinhaltet Mechanismen zur Integration realzeitkritischer Komponenten in verteilte Software-Systeme.
Das geschaffene Instrumentarium wurde beim Entwurf un der prototypischen Realisierung eines deznetralen Betriebs- und Organisationskonzepts für den Schienengütverkehr (DOGMA) angewendet. DOGMA integriert Planungs- und Betriebsprozesse mit unterschiedlichen Zeithorizonten in einem verteilten Informationssystem und stellt eine wechselseitige Vernetzung der Prozesse bereit, um ein grötßmöchliches Maß an Flexibilität und Disponibilität zu gewährleisten. Auf der Basis von MEA wurde eine Experimentalumgebung erstelderen Hilfe die Funktionsfähigkeit der Konzepte anhand von Simulationen gezeigt werden konnte, bei denen der institutseigene Eisenbahndemonstrator zum Einsatz kam.
Die Arbeit leistet einen konzeptionellen, methodischen und technologischen Beitrag zum Forschungsbereich der Kooperativen Systeme sowie einen konzeptionellen Beitrag zur Steigerung der Attraktivität von Schienengüterverkehr.


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