openETCS

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Unter openETCS versteht man ein Konzept für ETCS-Fahrzeugausrüstungen, als wesentliche Träger der Interoperabilität gemäß TSI, bei der die Software der ETCS-Kernfunktionalität gemäß UNISIG subset 026, ab SRS 3.0.0 (System Requirement Specification, veröffentlicht auf der Webseite der European Rail Agency) als Open-Source-Software, lizenziert unter der von der EU-Kommission herausgegebenen Lizenz EUPL (Version 1.1) zur Verfügung steht. Darüber hinaus muss eine API (Application Programming Interface) definiert und veröffentlicht sein, die es einem Anwender erlaubt, die openETCS-Software auf beliebige geeignete Rechnerhardware (European Vital Computer) mit entsprechender Peripherie (DMI, BTM, Odometrie, etc.) lauffähig zu machen. Zum Gesamtkonzept gehört ferner eine Werkzeugumgebung zur Spezifikation, Modellierung, Entwicklung und Verifikation und Validierung (Test) der Software, einschließlich von Testfällen (bis hin zu Abbildung kompletter ETCS-Strecken oder ganzer Netze), die ebenfalls auf der Basis von Open Source Software, bzw. Open Source Dokumenten bereitgestellt wird. Damit soll erreicht werden, dass nicht nur die in ETCS-Fahrzeugrechnern (EVC) gelieferte Software offen ist, sondern der Sicherheitsnachweis einer öffentlichen Fachdiskussion zugänglich wird, der aber auch den Herstellungsprozess, einschließlich seiner Werkzeuge und zugehörigen Dokumentation umfassen muss. OpenETCS macht damit vom Konzept des "open proofs" Gebrauch.

Begründung

Die Begründung für die Notwendigkeit eines solchen Ansatzes ergibt sich damit, dass die ETCS-Fahrzeugausrüstung wesentlicher Träger der Sicherheitsfunktionen für die Interoperabilität für das zukünftige Europäische Eisenbahnsystem sein wird. Einerseits ist mit Veröffentlichung der SRS ab Baseline 3 bereits die funktionale Spezifikation veröffentlicht und andererseits ist die Garantie der Sicherheit im Eisenbahnwesen eine öffentliche Aufgabe von hohem Rang. Man kann Software im Prinzip als eine Transformation der funktionalen Spezifikation zwecks Abarbeitung durch eine Maschine (hier Mikroprozessor) auffassen. Damit besteht prinzipiell kein Vorteil im Geheimhalten der Software, wenn die Spezifikation bereits als öffentliches Dokument zur Verfügung steht, da in der funktionalen Spezifikation das spezifische Systemwissen enthalten ist, ist die ETCS-Kernsoftware auch nicht als produktdifferenzierendes Merkmal für unterschiedliche Hersteller geeignet. Parallelentwicklungen der gleichen Softwarefunktionalität stellen dann nur noch eine Verschwendung von knappen Entwicklungsressourcen bei gleichzeitig suboptimalen Ergebnissen da, da erfahrungsgemäß davon ausgegangen werden kann, dass bei einem konsortial angelegten Open Source Software-Projekt im Laufe seines Lebenszyklusses schneller die Anzahl der verbleibenden Restfehler reduziert werden kann, als dies unterschiedliche parallele Entwicklungsprojekte mit begrenzten Entwicklungsteams leisten können.

Der Vorschlag für ein openETCS-Projekt wurde erstmals 2009 auf einer Tagung des ifv-Bahntechnik^[1] in Berlin öffentlich präsentiert und danach einem größeren Fachpublikum auf der Signal&Draht-Fachtagung im Oktober 2009 in Fulda vorgestellt und in der Zeitschrift Signal&Draht 10/2009 veröffentlicht. Die Resonanz in der Bahnbranche war sehr unterschiedlich. Während von einigen Bahnbetreibern das Konzept begrüßt wurde, da langfristig eine Qualitätsverbesserung erwartet wird und die Abhängigkeit (Vendor Lock-in) von den Originalherstellern bei der Softwarepflege verringert wird, zweifeln Teile der Herstellerindustrie an, dass sicherheitskritische Software im Bahnbereich auf der Basis von Open Source-Projekten verwendet werden kann.

Aktueller Status

In einem Memoramdum of Understandig haben sich fünf Europäische Bahngesellschaften (ATOC (UK), DB-Fernverkehr (D), NS (NL), SNCF (F), Trenitalia (I)) darauf verständigt ein openETCS-Projekt zu definieren und voranzutreiben. Die DB Fernverkehr AG hat bei ihrer jüngsten Ausschreibung (Anfang 2010) zur Beschaffung von ETCS-Fahrzeugausrüstungen der ICE-T (BR 411, 415) und ICE3 (BR403) Baureihen erstmals eine Lizenzierung gemäß EUPL v.1.1 für die ETCS Kernsoftware nach UNISIG subset 026 gefordert. Der Auftrag wurde an die Fa. ALSTOM vergeben.

Die Ausrüstungen sollen ab Fahrplanwechsel im Dezember 2012 für die Befahrung der ETCS-Strecke St. Pölten – Wien (Westbahn) erstmals eingesetzt werden und später auf ETCS-Strecken in der Schweiz und im gesamten Netz der DB Netz AG zum Einsatz kommen. Eine Lizenzierung gemäß EUPL v.1.1 und damit Offenlegung der Software ist frühestens mit Verfügbarkeit der ersten ETCS-Version gemäß Baseline 3 ab Ende 2013 geplant, muss aber bis spätestens Ende 2016 erfolgen^[2].

Literatur

• Klaus-Rüdiger Hase: „openETCS“ – ein Vorschlag zur Kostensenkung und Beschleunigung der ETCS-Migration. In: Signal + Draht. Heft 10/2009, ISSN 0037-4997, S. 18-25. (online)

Weblinks

• Technische Spezifikationen für die Interoperabilität
• Open Proof-Webseite
• Johannes Feuser, Jan Peleska: Security in Open Model Software with Hardware Virtualization – The Railway Control System Perspective. Universität Bremen, 2010.
• Klaus-Rüdiger Hase: Dürfen wir uns zivile Sicherheitssysteme mit Closed Source Software überhaupt noch leisten? Braunschweig, 3. Dezember 2009.
• Klaus-Rüdiger Hase: "Open Proof" for Railway Safety Software: A Potential Way Out of Vendor Lock-in Advancing to Standardization, Transparency, and Software Security 8th Symposium on Formal Methods for Automation and Safety in Railway and Automatotive Systems, 2-3 December 2010, Braunschweig (GERMANY).

Einzelnachweise

1. ↑ TAGUNGSINHALTE : TSI & ETCS Bahntechnische Zulassung 2009
2. ↑ K.-R.Hase, J-Y.Koulischer (DB Netz AG, Alstom Transport Belgien): openETCS: Open Source Prinzipien für das Europäische Zugsicherungssystem