Anforderungen der Bahnbetreiber an Telematikdienste. DB Netz AG Helmut Glanzer CIO Infrastruktur und Dienstleistungen Dresden,

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1 Anforderungen der Bahnbetreiber an Telematikdienste DB Netz AG Helmut Glanzer CIO Infrastruktur und Dienstleistungen Dresden,

2 Kerngeschäftsprozesse der DB Netz AG Trassenmanagement Fahrplan managen Optimierung der Schnittstelle zu den Kunden Betrieb Züge fahren Automatisierung der fahrdienstlichen Handlung / Optimierung Arbeitsplatz Fahrdienstleiter Aufbau Interoperabilität in der Leit- und Sicherungstechnik Instandhaltung Optimierung Instandhaltung und Instandsetzung Infrastruktur Planen und Bauen Herstellung Durchgängigkeit Infrastrukturdaten Migration von Analog- auf Digitaltechnik 2

3 Kerngeschäftsprozesse unterstützende Systeme der IT/Telematik Trassenmanagement Fahrplansysteme Trassenpreissystem Trassen-Portal Betrieb Züge Fahren Steuern und Bedienen von Stellwerken Disposition von Zügen Digitaler Mobilfunk (GSM-R) für Zugfunk, Rangierfunk, u.v.a.m. Analoge Betriebsfernmeldeanlagen und analoger Funk Instandhaltung Auftragsmanagementsysteme Infrastruktur Infrastrukturdatenerfassung Infrastrukturdatenverwaltung 3

4 Hauptanforderung des Bahnbetriebs: Sichere Kommunikations- und Datenverbindungen Betriebsfernmeldeverfahren erfordern sichere Kommunikationsvorgänge mit hohen Qualitätsansprüchen an Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartbarkeit und Sicherheit, z.b. für Kommunikation der Fahrdienstleiter zum Triebfahrzeugführer Kommunikation von Rangiergruppen Austausch von Daten zur Zugsicherung- und Zugbeeinflussung (ETCS) ERTMS (ETCS & GSM-R) als interoperables System muss die europäischen Vorgaben (TSI) erfüllen Steuerung von Stellwerken aus Betriebszentralen oder ESTWs bedarf sicherer Verbindungen In der Vergangenheit wurde sichere Kommunikation durch proprietäre Systeme hergestellt Der stetig größer werdende Aufwand für proprietäre Systeme erfordert ein Umdenken 4

5 Kern Anforderungen an die Kommunikationsinfrastruktur - Orientierung an RAMS -Anforderungen Architekturmodell Ringstrukturen oder trassendisjunkte Kabelführung sind Teil der Redundanz Technologie Fest- und Funknetze sowie die Übertragungstechnik basieren auf Industrie-/Marktstandards wie GSM-R oder IP Hohe Verfügbarkeiten sind Teil der benötigten Sicherheit (99,9x %) Prozesse Reliability, Availability, Maintainability, Safety (RAMS) ist für die gesamte Infrastruktur und deren Systeme zu definieren Zentrale Managementsysteme für verteilte Systeme sichern deren Instandhaltbarkeit 5

6 Kern Anforderungen an die System und Software Architektur Migration von Insellösungen in horizontal integrierbare Teilsysteme Architekturmodell Service-orientierte Architekturen (SOA) Technologie Moderne Systeme bestehen aus wachsenden Anteilen an Standardsoftware und hardware Spezielle Funktionalität wird über moderne Entwicklungs- und Modellierungsverfahren auf Basis standardisierter Komponenten implementiert State-of-the-Art Software-Engineering Prozesse Effiziente Integration der Systeme entlang der Geschäftsprozesse Qualität wird durch die Reife und den Formalisierungsgrad der Gesamtprozesse für die Software erzeugt Das Verwenden marktgängiger Standards erfordert eine permanente Migration bzw. Fortentwicklung der Systeme 6

7 Anforderungen an Telematik Systeme Paradigmenwechsel Architekturmodell Von vertikaler Architektur, hin zu horizontaler Architektur entlang der Geschäftsprozesse Von monolithischen zu modularisierten Lösungen Technologie Ablösung proprietärer Technik durch standardisierte Technik Migration von analoger zu digitaler Technik Prozesse Statt Wartung/Inspektion/Entstörung vor Ort, Fernwartbarkeit und Ferndiagnose Hinwendung zu Sicherheitsnachweisen gemäß CENELEC Normen Ausrichtung der Qualitätssicherung auf den Entwicklungsprozess und nicht auf das Produkt erfordert durchgängige begleitende Verifikation und Validierung An Stelle einer Endabnahme muss die Produktqualität der Hersteller vom Besteller durch Auditieren der gesamten Entwicklungsprozesse kontinuierlich geprüft werden Neue Anforderungen an die Vertragsgestaltung sind die Konsequenz 7

8 Fazit Heutige Anforderungen der Bahnbetreiber an die Telematiksysteme führen zu neuen Vertragsformen und neuen Rollenverteilungen zwischen Bahnbetreibern, Herstellern und Dienstleistern Die Verwendung marktgängiger Produkte koppelt die Bahnbetreiber an marktübliche Preise von Standardprodukten, aber auch an schnellere Produktlebenszyklen 8

9 Beispiel GSM R Öffentliches Netz GSM-R Netze EIS RSM Cab Radios (Hörmann, EADS) R-VST MSC VRS SMS-C Sprachaufzeichnung BSC VMS-C IN Handys (OPH, OPS, GPH) Gefo ART Frequentis Wenzel Gefo BTS 9

10 Beispiel Integrierte Kommunikationsinfrastruktur (IKI): Ablösung bestehender Parallelverkabelung und Mietleitungen durch LWL-Ringe Bisher: Parallele Verkabelung und Mietleitungen Lücke Zukünftig: 25 Ringschlüsse bei IKI Ringschluss UZ Kabel Kabel = Standorte DB Parallelkabel Mietleitungen BZ Lücken Kabel UZ Kabel Trassenredundante Parallelverkabelung Einsatz von Mietleitungen und TANV - Nutzungsrechten zur Realisierung von Übertragungswegen Zentrale Überwachung nicht möglich, da keine geschlossene Netzstruktur 10 UZ Kabel Kabel (TANV) BZ Ringschluss Kabel Kabel Redundanz wird durch effizientere Ringstruktur erreicht Mietleitungen werden abgelöst Nutzung von TANV - Nutzungsrechten zur Realisierung der Übertragungswege Zentrale Überwachung zur Erhöhung der Betriebssicherheit UZ

11 Beispiel Integrierte Kommunikationsinfrastruktur (IKI) - optimierte Bereitstellung von Übertragungswegen durch Ringschlüsse Integrierte Kommunikationsinfrastruktur über Ringschlüsse Durch regionale Ringstrukturen und Bündelung der Anforderungen der DB AG lassen sich Einsparungen realisieren durch: Verzicht auf Parallelverkabelungen für redundante Anbindungen Wegfall von Leased Lines zur Anbindung der GSM-R Standorte und Fahrdienstleiter Güstrow Güstrow Priemerburg Lalendorf Ost Maßnahme zum Ringschluss Bützow Vollrathsruhe Waren Fürstenberg Kratzeburg Neustrelitz Drewin Dannenwalde Schematisiertes Modell `Ost 1-Ring Schwaan Maßnahme zum Ringschluss Rostock GSM-R Vorhaben09/04 Bentwisch Ribnitz Damgarten UZ Bentwisch zurückgestellt ESTW Vorhaben Waren(Müritz) 09/09 Altenwillers hagen Buchen horst Velgast Langendorf ESTW-Z Stralsund Stralsund Martensdorf Miltzow Greifswald Züssow Anklam Ducherow Jatznik Pasewalk Prenzlau Anbindung der IT-Standorte von DB Systems anstelle von Leased Lines Gransee Löwenberg Nassenheide Oranienburg Oranienburg Vorgesehen 2007 Wilmersdorf Angermünde Chorin Eberswalde Biesenthal Bernau Hohen Neuendorf Karow Die Ringbildung erfolgt im wesentlichen durch die zeitliche Anpassung geplanter Maßnahmen in Ergänzung mit geringen Zusatzinvestitionen Schönholz UZ in Betrieb UZ im Bau UZ im Plan TK-Standort ESTW-A BZ Berlin Berlin LWL/ÜT in Betrieb LWL/ÜT im Bau LWL/ÜT im Plan CU in Betireb 11

12 Beispiel KISA: Die Sicherheit im Übertragungsnetz wird zentral gewährleistet Ist-Zustand: Heute besitzt jede LST-Applikationen ein eigenes Übertragungssystem, einschließlich Technik und Betriebsführung, sowie überwiegend eigene Kabelinfrastruktur Verbindung BZ ZU Verbindung Stellwerke Fernsteuerung RSTW Anbindung Bahnübergang Video Bahnübergang Applikationen LST- Übertragungstechnik und Realisierung der Sicherheit LST IT/TK BF BF BF BF BF Betriebsführung der LST-Übertragungstechnik Kabel- Infrastruktur Zielarchitektur: In der Zielarchitektur wird die Übertragung von IKI bereitgestellt und die Sicherheit von KISA gewährleistet. Die Betriebsführung IKI und KISA wird zentral realisiert. KISA Verbindung BZ ZU Verbindung Stellwerke Fernsteuerung RSTW Anbindung Bahnübergang Video Bahnübergang BF Applikationen Realisierung der Sicherheit IKI BF Kabelinfrastruktur und Übertragungstechnik 12

13 Beispiel KISA: Modularisierung/Standardisierung als Basis zur Realisierung von Marktpreisen IST-Situation Heutige LST-Übertragungsprotokolle sind am Markt nicht standardisiert Komponenten sind heute vertraglich in LST fest eingebunden Keine Modularisierung/Standardisierung Jede LST - Applikation hat eine eigene Security- Lösung Proprietäre Komponenten lassen keine Kombination mit anderen Herstellern zu Keine realistischen Marktpreise Zielzustand mit KISA Einsatz marktgängiger Komponenten Modularisierung, Vereinheitlichung und Normierung der LST-Applikationen Standardisierte Schnittstellen - LST zu KISA - KISA zu Kommunikationsinfrastruktur Bereitstellung der Security-Komponente durch KISA und nicht innerhalb der LST-Lösung Zentrales Management aller Verbindungen Verwendbarkeit von KISA für alle standardisierten LST-Applikationen Transparentes Safety-Verhalten 13

14 Beispiel Stellwerksarchitektur: zukünftige ESTW-Architektur Zur Standardisierung und Modularisierung der STW-Technik muss es einen einheitlichen Sicherungskern mit standardisierten Schnittstellen geben Bedienplatz RBC 3 ETCS- Schnittstelle STW- Schnittstelle 4 SBS (Standardisierte Bedienschnittstelle) 1 Sicherungskern (SK) 5 Standardisiertes Protokoll 2 Platzierung des SK frei nach Steuerungs-Bedarf und nicht zwingend entlang der Strecke, bis hin zur Einbindung in Rechenzentren Lokal Rhein-Main Regional Region Südost Bundesweit Deutschland Nachbar-STW Übertragungstechnik Flexible örtliche Platzierung 7 6 STE Feldbus ISDN (Stelleinheiten/Feldelemente) STE 8 Block 1-8 Erläuterung s. Backup Unterstützung durch geeignetes Kooperationsmodell Hebel wirkt vor allem mittel- bis langfristig auf die LCC 14

15 Beispiel Stellwerksarchitektur: Disposition, Bedienung, Steuerung in Betriebszentralen Betriebszentrale Dispositionssystem Bedien-/Steuersystem Bedien-/Steuersystem Bedien-/Steuersystem ESTW-Z ESTW-Z ESTW-Z ESTW-A ESTW-A ESTW-A ESTW-A

16 Beispiel modulares Fahrplansystem: Durch Einführung einer EAI- Architektur reduziert sich die Anzahl der Schnittstellen drastisch Aktueller Zustand Mit EAI-Architektur Simulation SIM Simulation SIM Trassenportal TPN Trassenportal TPN Pathfinder Pathfinder Streda LA BBP VzG GFD-I ZuGe DaViT Verona EBuLa TPIS ISS SbF TPS / APS TPS GFD-Z BiP Spurplan RUT-K Bauplan VERONA EBuLa-EBuLa-Editozentral EBuLa-CD DASTEBuLa-Chip EBuLa-Bord EBula-Funk ESF DaViT Verona EBuLa TPS / APS BiP VzG GFD-I SbF ZuGe EBuLa TPS Spurplan RUT-K GFD-Z ISS Bauplan VERONA Streda LA BBP TPIS 16

17 Beispiel modulares Fahrplansystem: Mögliches Zielbild (Prinzipdarstellung) IT Systeme Marketing und Vertrieb Auftragsmanagement Abrechnung Konstruktion RUT-K Zugdaten- Management Bislang: GFD-Z, SbF, LKD, BiP TPS, SbF-Editor BuMV Infrastruktur Bislang: Spurplan/GFD-I La VzG (auf SbF) ISS ZuGe EBuLa BZ Dispound Steuerungssysteme EBuLazentral/ Funk EBuLa-Bordgeräte ESF 17

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