openETCS Presentation

Transcription

openETCS:
Modellbasiert, Agil und Open Source
supported by:
openETCS@ITEA2 Project
Klaus-Rüdiger Hase, DB Netz AG, u.a.
Graz, 06.04.2016
Ziele von openETCS:
Kostensenkung durch :







Standardisierung von
Software und
Schnittstellen (SW & HW)
„State-of-the-Art“ IT-Methoden
Formaler Ansatz (SRS)
Alternative Lizenzen  Open Source
Agiles Arbeiten mit SCRUM
openETCS@ITEA2, openETCS Open License Terms apply, 4/20/2016
2
ETCS
SRS
“Prosa”
Open Formal
openETCS
Specification
Human
Factor
Linus’ Law:
Human
Factor
Human
Factor
Human
Factor
“Many eyes
make all bugs shallow”
EVC
EVC
EVC
EVC
Vehicle
Equipment 1
Vehicle
Equipment 2
Vehicle
Equipment 3
Vehicle
Equipment 4
openETCS@ITEA2,
openETCS
Open License
2014:
openETCS Open
License Terms
apply Terms apply, 4/20/2016
ETCS
SRS
“Prosa”
Open Formal
openETCS
Specification
Human
Factor
Human
Factor
Human
Factor
“Many eyes
EVC
EVC
make all bugs shallow”
Human
Factor
Linus’ Law:
EVC
Vehicle
Equipment 1
Vehicle
Equipment 2
Vehicle
Equipment 3
EVC
Vehicle
Equipment 4
Strategie
5
openETCS Einführungsstrategie
..
Beschaffung
2009
1Q 2012
ICE-T
EUPL
2.3.0
proprietär

MoU

“openETCS Option”
ICE1
3.x.y
proprietär &
“hand made”
OSS
“hand made”
OSS
Baseline 3
proprietär
2.3.0d
proprietär

2015 +
Modellbasierte formale
Spezifikation

Software
Werkzeuge

Forschung

Funktional korrekte openETCS
OBU Labor-Referenz
6
openETCS
OBU Produkt
formale OSS
openETCS @ ITEA2 Projekt
Gefördert durch:
verlängert: Dez. 2015
7
openETCS@ITEA2 - Projektziele
1
Modellbasierte
Entwicklungsumgebung
Werkzeuge
Software-Werkzeuge
2
Formale
Spezifikation
3
Referenz OBU
Software
Werkzeuge
9
http://www.openETCS.org
10
https://github.com/openETCS
11
D7.1 Results
openETCS@ITEA2, Klaus-Rüdiger Hase, 20.04.2016
12
openETCS Werkzeugumgebung (1)
 git auf GitHub
 Eclipse Modeling Framework
 ProR
 SysML mit Papyrus
 Eclipse Safety Framework
(PolarSys)
Artefakte  “openETCS Open License Terms”
openETCS Werkzeugumgebung (2)
Aerospace & Defence
Ergebnis
aus OSS Tools “Marktrecherche”:
 Formale OSS-Werkzeuge noch nicht verfügbar
WP3: “Formal Spec.” & “Ref. OBU SW” cannot wait !
CBTC Metro Paris -RATP
 Start mit
SCADE
für formale
Nuclear Power Plant Control
Funktionfestlegung aus Papyrus/SysML
Moduldesign
• “Lustre”: Synchronous data flow programming language
Autopilots - Eurocopter
• Zertifiziert für CENELEC EN50128 SIL 4 Entwicklung
• Großes Einsatzspektrum (Flugzeugbau, Nuklear, Bahn, …)
Signaling & Interlocking
openETCS Werkzeugumgebung
unterstützt agile Projektbearbeitung
Sprint: 1-4 Wochen
V-Modell nach EN50128
Design Werkzeuge V&V Werkzeuge
Unterstützende Werkzeuge
Requirements
Safety
Versions Management
ProR/ReqIF
Eclipse Safety
Framework
Git auf GitHub
Agile / SCRUM
System Design
System Design
SysML
Papyrus
Scade
System*
Funkt. Design
Scade Suite
Waffle auf GitHub
Model Verifikation
Scade Suite
Continiuous Integration
Jenkins
Test-Spezifikation
Scade Suite
Traceability
ReqCycle
Code Generierung
Code Verifikation
Scade/C
Frama C
Traceability
Subset-2-ReqIF
Open Source
*) basiert auf Papyrus (open Source)
Closed Source
Scade® ist eine Marke der ANSYS Corporation, USA
15
Subset-2-ReqIF
Anforderungsmanagement
Konvertiert Spezifikation
in MS Word doc-Format
in ReqIF-Format
16
Modulare Strukturierung  SysML mit Papyrus
Funktionale Festlegung  Lustre mit SCADE
17
SCRUM: „BackLog Grooming“ auf GitHub
18
ETCS
SRS
“Prosa”
Subset-2-ReqIF
Formal System
Requirement Spec.
ECLIPSE
SAFETY
FRAMEWORK
Formal Language
Functional Vehicle
Specification
Test cases &
response pattern
SW Code
Generator
openETCS
Lab
openETCS
Test
Simulator
EVC
Fahrzeug OBU
API
HW
Gerätehersteller
Portierbarkeit der openETCS-Software
20
Integration in verschiedene Plattformen
GE (heute Alstom): EVC
Uni Rostock: nanoETCS
LEA Railergy: Simulator
Bachleitner&Heugel: DMI
21
Modellierung
22
openETCS-Modell mit zugseitiger (EVC, DMI)
und streckenseitiger (RBC, Balisen) Simulation
EVC-System
Formales Modell
RBC-System
Formales Modell
DMI System
Formales Modell
Balisen System
Formales Modell
BalisenEVC
23
Klare Strukturierung aller Funktionen
Funktionaler Umfang
 Strecke Amsterdam-Utrecht
 Definiert über 12 „User Stories“
(Start of Mission, Level-Wechsel, etc.)
Artefakte:
 SysML Model (Papyrus)
 Funktionales Model (Scade)
 Code (C, Scade generiert)
openETCS Kernel:
 Track Messages
 Radio Communication
 Mode & Level Management
 Calculate Train Position
 Speed & Distance Monitoring
 Track Atlas
 Etc.
24
Simulation
25
https://github.com/openETCS/modeling
26
Geschwindigkeit,
Simulation
“Amsterdam  Utrecht” (stark gekürzt)
Führerstands-Simulation
Position & Modus
“Messages”:
RBC & Balisen
DMI
“BedienerMaus”
Diagnose
https://github.com/openETCS/modeling/blob/master/demo/SchienenFahrzeugTagung_Graz_2016/openETCS_Graz.mp4
27
Ergebnisse aus 8 Jahren openETCS-Initiative:
Kommerzielles ETCS-Beschaffungsprogramm:


ICE-Bestandsflotte mit openETCS-Option unter EUPL *)
Software-Service-Vertrag reduziert Update-Risiken für die Betreiber
 Neue Optionen für Investition & Instandhaltung für Bahnen
openETCS@ITEA2 Forschungsprojekt:






Formalisierung mit ReqIF / SysML / Lustre … effizient und kostengünstig
Werkzeuge EN50128 zertifiziert aber (noch) nur teilweise offen
openETCS-Werkzeugkette unterstützt agiles Arbeiten (SRUM)
Portierbarkeit der openETCS-Software auf 4 Plattformen
Leistungsfähige Modellierung am Beispiel “Utrecht-Amsterdam”
openETCS Foundation e.V. unterstützt das Eco-System
*) European Union Public License, Offenlegung ab 2017
28
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit.

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