InnoTrans 2014: Bahn frei für sicheren Schienenverkehr durch Europa

Für mehr Einheitlichkeit soll das europäische Eisenbahnverkehrsleitsystem »European Train Control System« (ETCS) sorgen. 44 europäische Partner arbeiten daran, es kosteneffizient, zuverlässig und vor allem quelloffen als »openETCS« in den Zügen zu implementieren. Fraunhofer zeigt auf der InnoTrans 2014 vom 23. bis 26. September Methoden, um das System sicher zu verifizieren.

Die Bahn bringt Europa näher zusammen. Trotzdem unterscheiden sich die Sicherheitsstandards und -systeme der einzelnen Länder im Bahnverkehr noch immer voneinander. So sind etwa die Signale für Zugfahrer oder die Verfahren bei einem Signaldefekt nicht einheitlich.

Zudem gestalten sich Zugsicherungssysteme wie der automatische Stopp bei einer Signalübertretung von Land zu Land anders. Zwar gibt es mit dem ETCS eine einheitliche europäische Spezifikation, jedoch auch zahlreiche nationale Besonderheiten. Den Standard mit all diesen Ausnahmen technisch in die Züge zu integrieren, ist bisher aufwändig und vor allem teuer.

Auch kann bis heute kein Hersteller ein ETCS-Fahrzeuggerät anbieten, das für alle relevanten Strecken in Europa uneingeschränkt zugelassen ist. Die Deutsche Bahn treibt daher die Open Source Software openETCS voran, die frei zugänglich, herstellerunabhängig und wesentlich kostengünstiger sein soll.

Ziel von Dr. Klaus-Rüdiger Hase, Projektleiter openETCS bei der Deutschen Bahn, ist es, »dass künftig möglichst alle neuen Züge mit der offenen Software ausgestattet werden. Ab 2017 werden Fahrzeuge unterwegs sein, deren ETCS-Funktionssoftware gemäß der ,European Union Public License‘ (EUPL) lizensiert sind.

Die von der EU-Kommission herausgegebene EUPL berücksichtigt sowohl Fragen des EU-Produkthaftungsrechts als auch des Urheberrechts in Europa. Wir versprechen uns davon mehr Wettbewerb, eine kostengünstigere Pflege und langfristige Nutzung der Software sowie schnellere Innovationszyklen.«

Sichere und einfache Zertifizierung

Da ETCS ein sicherheitskritisches System ist, muss es aufwändig zertifiziert werden. Das Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme FOKUS in Berlin arbeitet daran, die openETCS-Implementierung formal zu beweisen. Dabei stützen sich die Forscher auf das Software-Analysewerkzeug Frama-C des französischen Partnerinstituts CEA LIST.

Damit lässt sich der Quellcode von Komponenten der Software mathematisch verifizieren, was ein sehr hohes Maß an Zuverlässigkeit garantiert. Wird die Software weiterentwickelt, müssen außerdem nicht alle Komponenten der neuen Version nochmals verifiziert werden. Das reduziert die Kosten und den Aufwand für das Update.

Laut Jens Gerlach, Projektleiter beim Fraunhofer FOKUS, besteht die größte Herausforderung darin, »die informellen Anforderungen von ETCS im Bahnbetrieb softwareseitig formal zu spezifizieren.« Das Projekt läuft noch bis Ende 2015. Auf der InnoTrans in Berlin stellen die Wissenschaftler in Halle 23B am Stand 206 ihre bisherigen Ergebnisse und die Möglichkeiten der Zertifizierung vor.

http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/September/bahn-frei-…