Sichere Steuerungstechnik in der Bahnwelt: eine Normenübersicht
Die Bahnbranche: Hier denkt man vielleicht zuerst an alte große Dampflokomotiven oder vielleicht als Pendler, an Zugverspätungen. Auf jeden Fall ist es eine sehr geschichtsträchtige Branche, die sich zaghaft gewandelt hat und sich jetzt in naher Zukunft umso mehr wandeln muss. Das Schlagwort „Digitalisierung“ soll mehr Kapazitäten auf die Schiene bringen. Hierfür sind Steuerungen und intelligentere Feldgeräte von Nöten. Um diese Komponenten fachgerecht und sicher in ein bestehendes Bahnsystem zu integrieren bzw. ein neues Bahnsystem aufzusetzen helfen gewisse Normen.
Überblick über die wichtigsten europäischen Bahnnormen bezüglich sicherer Steuerungstechnik
Erstellt werden diese Normen vom Europäischen Komitee für elektrotechnische Normung (französisch: Comité Européen de Normalisation Électrotechnique à CENELEC, englisch: European Committee for Electrotechnical Standardization). Es ist eines der drei großen Normungsorganisationen, neben ETSI (Telekommunikation) und CEN (alle anderen techn. Bereiche) in Europa.
Einer der 16 Sektoren, in denen CENELEC aktiv ist, ist „Transport and Packaging“. Hier gibt es wiederum 6 Themen, darunter auch „Railways and Hyperloop systems“.
Die Fünfzigeinhunderter-Normen
Nachfolgend sind die Titel und kurze Beschreibungen der Inhalte der Basisnormen zusammengefasst. Umgangssprachlich spricht man von den „Fünfzigeinhunderter-Normen“. Natürlich gibt es für einzelne Bereiche, wie z.B.: Rolling Stock, tiefgreifendere Normen.
EN 50126:2017 Bahnanwendungen – Spezifikation und Nachweis von Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit und Sicherheit (RAMS)
- RAMS ist ein Akronym aus den folgenden englischen Wörtern:
- Reliability,
- Availability,
- Maintainability und
- Safety
- Allgemeiner Inhalt: Es werden die generischen Aspekte des beschriebenen RAMS-Lebenszyklus berücksichtigt. Außerdem werden bahnspezifische Besonderheiten behandelt und die effektive Regelung und Lenkung von Konflikten zwischen den RAMS-Elementen ermöglicht.
- Teil 1: Generischer RAMS-Prozess
Bezüglich Sicherheit liefert dieser Teil eine Beschreibung eines Sicherheitsmanagementprozesses.
- Teil 2: Systembezogene Sicherheitsmethodik
Anleitung und Methoden, die den Sicherheitsmanagementprozess aus Teil 1 unterstützen.
EN 50129:2019 Bahnanwendungen – Telekommunikationstechnik, Signaltechnik und Datenverarbeitungssysteme – Sicherheitsbezogene elektronische Systeme für Signaltechnik
- Inhalt: Es wird ein Sicherheitslebenszyklus (ähnlich dem V-Modell aus EN 50126, aber nicht gleich!) sowie die Struktur zur Dokumentation beschrieben.
Dabei werden die drei Typen
- Generisches Produkt,
- Generische Anwendung und
- Spezifische Anwendung
unterschieden.
EN 50128:2011 Bahnanwendungen – Telekommunikationstechnik, Signaltechnik und Datenverarbeitungssysteme – Software für Eisenbahnsteuerungs- und Überwachungssysteme
- Zweifache Änderung im Jahr 2020 durch A1 und A2
- Inhalt: Diese Norm befasst sich mit sicherheitsrelevanter Software der Eisenbahn, sowohl strecken- als auch zugseitig. Sie ist eine Prozessnorm und stellt dar, welche Verfahren, Prinzipien und Maßnahmen anzuwenden sind, damit die Software als sicher gilt.
EN 50159:2010 Bahnanwendungen – Telekommunikationstechnik, Signaltechnik und Datenverarbeitungssysteme – Sicherheitsrelevante Kommunikation in Übertragungssystemen
- Inhalt: An ein Übertragungssystem für digitale Kommunikation können sowohl sicherheitsrelevante als auch nicht sicherheitsrelevante Einrichtungen angeschlossen sein. Diese Norm klassifiziert solche Übertragungssysteme, beschreibt Bedrohungen uns stellt Anforderungen an die Schutzmaßnahmen.
Anwendungsbereiche der Normen
Folgende Abbildung stellt die Anwendungsbereiche der Normen und die Einteilung der Systeme dar.
- Individual Equipment = eine Komponente (Hard- oder Software)
- Individual Subsystem = Zusammenschluss mehrerer Komponenten
- Complete Railway Signalling System = Ein abgeschlossenes System für Signaltechnik für einen bestimmten Einsatzzweck
- Total Railway System = Komplette Bahnstrecke(n) mit all ihren einzelnen Systemen
Wie zu erkennen ist, sind die relevanten Normen für den Bereich Security (EN 50128:2011 und EN 50159:2010) sehr in die Jahre gekommen. Hier steht der Entwurf der CLC/TS 50701:2021 „Bahnanwendungen – IT-Sicherheit“ in den Startlöchern. Diese technische Spezifikation basiert auf der Normenreihe IEC 62443 „Industrielle Kommunikationsnetze – IT-Sicherheit für Netze und Systeme“, welche technische als auch prozessorale Aspekte der Industriellen Cybersecurity beschreibt. Dies ist ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Modernisierung und Digitalisierung der zukunftssicheren Bahnbranche.
Gerhard Moser, MSc, CMSE®
Functional Safety Professional Railway (TÜV SÜD Rail)
System Integration | Application Engineer Pilz Österreich