Modellbasierte Anforderungsspezifikation sicherheitskritischer ...

• Die zweite Unterklasse umfasst funktional komplexere Systeme, die ereignisgesteuert logikund
zustandsorientierte Aufgabenstellungen bearbeiten, auf eher solide ausgestatteten
Hardwareplattformen ablaufen und besser kontrollierbaren Umgebungsbedingungen ausgesetzt
sind. Dieser Unterklasse lassen sich beispielsweise abgesetzte Steuerungssysteme
für elektrisch ortsbediente Weichen und Bahnübergangsicherungsanlagen, abgrenzbare
Komponenten der Stellwerkstechnik (wie etwa Achszählrechner) sowie rechnergesteuerte
Komponenten der Fahrzeugtechnik, wie Türsteuerungs- und Zugbeeinflussungssysteme
zuordnen.
• Die dritte Klasse umfasst hochvernetzte, sehr komplexe Systemverbünde, die aus zahlreichen
Subsystemen bestehen und verschiedenste Aufgaben parallel und verteilt abarbeiten
und dabei stark unterschiedliche Sicherheitsniveaus umfassen. Zu dieser Kategorie gehören
komplexe elektronische Stellwerke, umfangreiche Systeme zur Betriebsführung - wie
beispielsweise Dispositions- und Zuglenksysteme - sowie komplette Fahrzeugsteuersysteme
inklusive fahrzeugübergreifender Zugbusse.
Systeme der ersten Unterklasse nehmen durch ihre speziellen Eigenschaften, wie die starke Fokussierung
auf algorithmische Fragestellungen und nicht-funktionale Anforderungen wie Ausführungszeiten
und Perfomance, eine Sonderstellung ein. Diese erschwert eine gemeinsame Betrachtung
mit den Systemen der beiden anderen Unterklassen. Daher wird für den Rahmen
dieser Arbeit festgelegt, dass Systeme der ersten Unterklasse nicht im Fokus des im Folgenden
entwickelten Konzeptes stehen und somit die Beschreibungsmittel und Prozessabläufe nicht auf
deren Besonderheiten abgestimmt werden. Vielmehr soll das Konzept so ausgestaltet werden,
dass typische Anforderungen für Systeme der zweiten Unterklasse gut beschrieben werden können.
Zusammenfassend lassen sich die Eigenschaften von Systemen, auf die das im Rahmen
dieser Arbeit beschriebene Verfahren abgestimmt werden soll, somit folgendermaßen definieren:
• keine rein algorithmische oder signalverarbeitende, sondern reaktive oder service-orientierte
Funktionalität
• überwiegend funktionale Anforderungen und weniger nicht-funktionalen Anforderungen
• geeignet für eine objektorientierte Strukturbeschreibung
Das Konzept soll jedoch auch für die Beschreibung von Anforderungen für Systeme aus der
dritten Unterklasse geeignet sein. Dazu sollen Möglichkeiten bereitgestellt werden, die hohe
Komplexität der Systeme dieser Kategorie hierarchisch in Subsysteme herunterzubrechen, so
dass diese den Systemen der zweiten Unterkategorie entsprechen.
4.2. Konzeptbestandteile
Wie in Abschnitt 5.1.1.5 detailliert gezeigt werden wird, ist ein Kernelement für die Erreichung
der genannten Ziele die Verwendung semi-formaler, objektorientiert-modellbasierter Beschreibungsmittel.
Für die Zwecke der Anforderungsspezifikation im Eisenbahnwesen ist dabei vor
allem die Systems Modeling Language (SysML) geeignet.
Damit führt diese Arbeit frühere Arbeiten - wie beispielsweise die Dissertation von Arabestani
[ARA05] - fort, in der erstmalig semi-formale Beschreibungsmittel wie die UML als grafischer
Überbau für eine formale Semantik verwendet wurden. Dabei lag der Fokus der Betrachtungen
jedoch eher auf der formalen Fundierung des Beschreibungsmittels an sich. Der Schwerpunkt
dieser Arbeit liegt hingegen auf der Entwicklung eines Gesamtkonzeptes, das eine praxistaugliche
Anwendung der Beschreibungsmittel und deren Integration in ein Prozessmodell umfasst.
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