Sicheres Bahnfahren bereits vor der Abfahrt garantieren

Die Bahn zählt zu den wichtigsten Verkehrsträgern der Bundesrepublik. Dem zugrunde liegt ein komplexes System von Steuerungsanlagen, welche stets für die korrekte Anzeige von Signalen und Abschnittsbelegungen von Gleisen in den Steuerwerken der Bahn sorgen. Neben dem Komfort und der Sicherstellung von pünktlicher Abfahrt und Ankunft ist dabei natürlich entscheidend, dass die entsprechenden Steuerungssysteme stets korrekt und zuverlässig funktionieren.

Im Rahmen des Graduiertenkollegs Eingebettete Systeme (GESy) forschen Informatikerinnen und Informatiker der Universität Bremen bereits seit einigen Jahren zusammen mit der Siemens AG an der Entwicklung entsprechender Methoden. Dabei wurde unter anderem bereits die Korrektheit von einzelnen Komponenten wie zum Beispiel Achszähler nachgewiesen. Diese stellen einen wesentlichen Bestandteil heutiger Bahnsicherungsanlagen dar und prüfen ob Gleisabschnitte belegt sind oder nicht.

Eine große Herausforderung bleibt aber die stetig steigende Komplexität. So bestehen Steuerungsanlagen heutzutage aus einem komplizierten Geflecht aus Gleisen, Signalen, Weichen und vielen mehr. Die korrekte Interaktion all dieser Komponenten wurde dabei bisher erst in recht späten Entwurfsphasen überprüft, nämlich meist erst dann, wenn die jeweiligen Systeme bereits in einer ersten Implementierung vorlagen. Wurden hier Fehler entdeckt, mussten Komponenten zum Teil noch einmal komplett neu umgesetzt werden. Um dies zu ändern, wird die Kooperation der Siemens AG mit der Universität Bremen nun weiter geführt und ausgebaut. In den kommenden Jahren sollen neue Methoden entwickelt werden, welche bereits in frühen Entwurfsstadien Anwendung finden. Konkret soll mit sogenannten Modellierungssprachen das Gesamtsystem entworfen und bereits auf dieser Ebene auf Korrektheit überprüft werden – ohne die Notwendigkeit der konkreten Umsetzung der einzelnen Komponenten. Auf diese Weise soll das Zusammenspiel geprüft werden, noch bevor überhaupt ein einzelnes Abfahrtsignal konkret gegeben wurde.

Die Siemens AG unterstützt das Graduiertenkolleg Eingebettete Systeme in den kommenden drei Jahren mit zwei weiteren Stipendien. Die Kooperation mit der Siemens Bahntechnik ist damit die am längsten währende des Bremer Kollegs. Über die gesamte Laufzeit des Kollegs gesehen ist schon eine Summe von über einer halben Million Euro in den wissenschaftlichen Nachwuchs investiert worden.

GESy: Das von den Professoren Rolf Drechsler und Jan Peleska gegründete Kolleg beschäftigt sich seit 2006 mit der Erforschung von Methoden für den qualitätsorientierten Schaltkreis- und Systementwurf. Das Graduiertenkolleg Eingebettete Systeme (GESy) hat zum Ziel, neue Methoden und Verfahren industrienah zu entwickeln und im praktischen Umfeld auf ihre Verwertbarkeit hin zu analysieren. Weitere Informationen zum Kolleg unter http://www.informatik.uni-bremen.de/gesy/.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich Mathematik/Informatik
Arbeitsgruppe Rechnerarchitektur
Prof. Dr. Rolf Drechsler
Telefon: 0421 218-63932
E-Mail: drechsler@uni-bremen.de