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EI – DER EISENBAHNINGENIEUR | Issue 01/2016

Modellbasierte Systemanalyse in der Sicherheitsnachweisführung

January 2016 | Rolf Schumacher, Frank Ortmeier, Mario Fietze, Marco Filax, Tim Gonschorek, Tanja Hebecker, Agnes Madalinski, Michael Lipaczewski

Ein Prozess zur Vereinfachung des formalen Sicherheitsnachweises mithilfe werkzeuggestützter Analysen am Beispiel der Punktförmigen Zugbeeinflussung. Modellbasierte Systemanalyse in der Sicherheitsnachweisführung. Funktionen sicherheitskritischer Systeme im Eisenbahnsektor werden entsprechend ihrer tolerierbaren Gefährdungsraten in sogenannte Sicherheitsintegritätslevel (SIL 1 bis 4) eingestuft. In der europäischen Norm EN50129 besteht für die Stufen drei und vier die dringende Empfehlung, im Entwicklungs- und Spezifikationsprozess formale Methoden anzuwenden. Die Otto-von-Guericke Universität Magdeburg hat dazu, begleitet durch das Eisenbahn-Bundesamt (EBA) und Gutachter des EBA, einen Satz unterstützender Werkzeuge und Verfahren entwickelt, welche in diesem Artikel, am Beispiel der Punktförmigen Zugbeeinflussung (PZB), vorgestellt werden sollen. Diese Werkzeuge ermöglichen die Portierung einer natürlichsprachlichen Systemanforderungsspezifikation in ein formales Modell, mit dessen Hilfe die Konsistenz und Vollständigkeit der Systembeschreibung sowie die definierten Sicherheitsanforderungen formal überprüft werden können. Bereits in frühen Entwicklungsphasen können automatisiert qualitative und quantitative Abschätzungen über die Sicherheit und Zuverlässigkeit mit präzisen und aussagekräftigen Resultaten berechnet werden. Gleichzeitig wird der Aufwand zur endgültigen, sicherheitstechnischen Bewertung durch vollständige Traceability als Teil des Zertifizierungs- und Zulassungsprozesses reduziert.