Deutschland - Forschungs- und Entwicklungsdienste und zugehörige Beratung - Forschungsprojekt - DZSF - Öffentliche Netzinfrastrukturen und Cloud-Technologien für Bahnanwendungen

Im Kontext der fortschreitenden Digitalisierung des Bahnsektors steht die Integration etablierter Informationstechnologien aus dem Anwendungs-IT-Bereich (COTS) in sicherheitsrelevanten Umgebungen im Vordergrund. Dieses Bestreben wird durch den zunehmenden ökonomischen Druck sowie den Wunsch nach Nutzung moderner Technologien in einem Umfeld, das traditionell von hohen Sicherheitsanforderungen geprägt ist, weiter verstärkt. Dennoch sind die Transformationsprozesse im Bahnsektor mit signifikanten Herausforderungen konfrontiert, die aus technologischen Unzulänglichkeiten sowie bestehenden regulatorischen Bedenken und Restriktionen resultieren. Diese Hindernisse sind teilweise auf unzureichend gelöste technische Probleme zurückzuführen oder erfordern eine Anpassung existierender Normen an den aktuellen Stand der Technik unter besonderer Berücksichtigung der Imperative aus dem Safety- und Security-Bereich. Die besonderen Safetyvoraussetzungen des Bahnsektors wurden in der Vergangenheit in der Regel durch die Nutzung hochspezialisierter Technologien unter vollständiger Trennung von öffentlichen Netzen erfüllt. Dies erleichtert zwar die Zulassung, da dadurch die Systeme vollständig in der Kontrolle des Infrastrukturbetreibers liegen und daher exakt nach dessen Vorgaben betrieben werden können. Allerdings treibt dieser hohe Anteil an spezialisierten Systemen die Kosten in die Höhe und verringert die Möglichkeit der Nutzung von Synergien. In der letzten Zeit kam es daher vermehrt zu Bestrebungen, Standard-IT-Lösungen in den safetyrelevanten Komponenten des Bahnsektors (z.B. Leit- und Sicherungstechnik) einzubauen. Hierzu gehört beispielsweise die Nutzung von Cloud-Technologien oder von bereits etablierten öffentlichen Weitverkehrsnetzen wie dem Internet. Wissenschaftlich ungeklärt ist allerdings noch aktuell, ob und wie dies so erfolgen kann, dass eine Verletzung der strengen Safety-Vorgaben hier ausgeschlossen ist. Zu differenzierten Betrachtung der funktionalen Sicherheit eines Bahnsystems, die dessen intrinsische Zuverlässigkeit und bestimmungsgemäße Funktion gewährleistet (Safety) sowie der (Cyber)-Sicherheit, die das System vor gezielten externen Angriffen oder unbefugten Zugriffen schützt (Security), erfolgt eine terminologische Abgrenzung unter Verwendung der international anerkannten englischen Fachbegriffen wie Safety und Security. Diese Differenzierung ist wichtig um den aktuellen Stand der Technik und die spezifischen Anforderungen beider Disziplinen im sicherheitskritischen Eisenbahnsektor präzise abzubilden. Die vorliegende Ausschreibung gliedert sich in 2 technisch und strategisch fokussierte Lose, die den besonderen Anforderungen moderner digitaler Bahnstrukturen Rechnung tragen: Los 1: Bewertung der Eignung und Kompatibilität öffentlicher Netzinfrastrukturen für Safety-relevante Kommunikationsprozesse im Bahnsektor Los 2: Integration und Nutzung von Cloud-Technologien für sicherheitskritische Anwendungen im Bahnsektor In diesem Los wird die Eignung öffentlicher Netzinfrastrukturen hinsichtlich ihrer Integration in das Bahnsystem für sicherheitsrelevante Kommunikation evaluiert. Es sollen Strategien entwickelt werden, die eine temporäre oder dauerhafte Einbindung öffentlicher Netze für spezifische Infrastrukturen unter Berücksichtigung moderner Technologien ermöglichen. Weiterhin ist die Aufgabe, existierende Defizite in der aktuellen Normgebung zu identifizieren, zu dokumentieren und Anpassungsbedarfe aufzuzeigen. Darauf aufbauend sind detaillierte Vorschläge für die Aktualisierung und Erweiterung der Norminhalte und -strukturen zu erarbeiten, um den Anforderungen moderner Kommunikationstechnologien gerecht zu werden.; In diesem Los soll ermittelt werden, welche Technologien bis zu welcher Sicherheitsstufe für sicherheitsrelevante Anwendungen im Bahnbereich geeignet sind. Es ist zu prüfen, unter welchen Voraussetzungen private, hybride und öffentliche Clouds für derartige Einsatzbereiche nutzbar sind und welche Beschränkungen eventuell erforderlich werden. Durch die Analyse definierter Nutzungsszenarien soll evaluiert werden, inwieweit eine Migration dieser Szenarien in die Cloud realisierbar ist.