TU Braunschweig

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Echtzeitdisposition

Funktionsnachweis sicherheitsrelevanter Echtzeitsysteme in Bahnsteuerungssystemen

Projektbearbeiter: Stefan Wegele
Projektpartner: Deutsche Bahn AG,
Siemens AG - Braunschweig

Ausgehend von in der Industrie angewendeten Methoden (Ward/Mellor, Hatley/Pirbhai) zum Entwurf von Echtzeitsystemen wurde eine Vorgehensweise entwickelt, die speziell an die Eigenschaften von Leitsystemen angepasst ist (Hard Real-Time Systems, Sicherheitsverantwortung, Begutachtung). Dabei wurden die Beschreibungstechniken des Datenmodells (Enitity-Relationship Diagram), des funktionalen Modells (Structured Analysis), des Systemverhaltens (State Charts) und des Design Modells (Structure Charts) verwendet.

Die Vorgehensweise des Echtzeitsystementwurfs dient dem Ziel, langfristig eine hohe Qualität (und damit Fehlerfreiheit) des Entwicklungsprozesses zu gewährleisten. Die Richtlinien zur funktionalen Beschreibung dienen den konträren Zielen, einerseits den Dokumentationsaufwand gering zu halten und andererseits eine ausreichende Grundlage für die Prüfung durch eine Gutachterorganisation zu liefern. Die Spezifikationsaufgabe wird von marktüblichen Tools unterstützt und wurde in enger Zusammenarbeit und Übereinkunft mit Entwicklern der Siemens AG in Braunschweig und Gutachtern des TÜV Rheinland im Rahmen eines vom BMFT geförderten Forschungsvorhabens zur Leittechnik des TRANSRAPID entwickelt.

Davon ausgehend wird ein Verfahren vorgeschlagen, wie zusätzlich zur Analyse der Systemstruktur das dynamische Systemverhalten mit Petrinetzen analysiert und simuliert werden kann. Die Analyse soll für den Entwickler im Hintergrund ablaufen, so dass für ihn keine zusätzliche Einarbeitung in die Theorie der Petrinetze erfoderlich ist. Für die automatische Transformation der Systemfunktionen in Petrinetze werden entsprechende Regeln aufgestellt. Durch die mathematisch fundierte Analyse der Petrinetze und der Simulation des zusammengesetzen Systems können neben Fehlern in der Systemstruktur auch Fehler im dynamischen Verhalten frühzeitig aufgedeckt und damit kostengüstig korrigiert werden.


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