IRSE Fundamental Requirements for Train Control Systems

Overzicht IRSE-benadering

De IRSE Fundamental Requirements beschrijven de algemene doelen van een treinbesturingssysteem. Ze bevatten een uitgebreide reeks functionele eisen die oorspronkelijk waren geformuleerd in de Institution of Railway Signal Engineers' Signaling Philosophy Review [2001], later herzien in een paper voor de IRSE over Signaling Philosophy, Principles and Practice door Francis How [2004] en vervolgens beoordeeld en verder herzien door de IRSE's Education and Professional Development Committee. Zie hiervoor Visual representation of the IRSE Fundamental Requirements en IRSE Fundamental Requirements for Train Control Systems 

IRSE-benadering in meer detail

De vereisten zijn volgens deze bronnen als volgt in drie groepen verdeeld:

1. Operationele kernvereisten voor treinbeveiligingssystemen (tekst)

2. Essentiële functionele veiligheidseisen voor treinbeveiligingssystemen (figuur)

3. Essentiële ondersteunende veiligheidseisen voor treinbeveiligingssystemen

De vereisten zijn niet-specifiek over de middelen waarmee ze worden bereikt en kunnen betrekking hebben op mensen, procedures en technologie in elke combinatie. Ze moeten daarom van toepassing kunnen zijn op elke vorm van treinbeveiligingssysteem, ongeacht hoe elementair of geavanceerd en ongeacht het land of netwerk.

Gezien de niet-specifieke aard van de vereisten, moet de uitdrukking "treincontrolsystem" in het document worden opgevat als mensen, procedures en technologie (en waar het enkele woord "systeem" wordt gebruikt, betekent dit het "treinbeveiligingssysteem"). Waar de term "signalling system" wordt gebruikt, wordt specifiek verwezen naar dat deel van het treinbesturingssysteem dat door middel van technologie is geïmplementeerd (baan en trein gebonden).

Deze vereisten zijn niet opgelegd door de IRSE en daarom wordt het woord "zou moeten" in plaats van "zal" in de hele tekst gebruikt. Ondersteunende richtlijnen worden direct na elke vereiste cursief weergegeven. Desalniettemin worden de eisen als essentieel beschouwd voor elk treinbesturingssysteem.

De eisen gaan niet in op de processen en competenties voor de ontwerp-, bouw-, test- en inbedrijfstellingsfasen van een treinbesturingssysteem. Hier ligt een verband met de Veiligheidscertificatie en de Veiligheidsrelevante processtappen in de llifecyle van beveiliging.

Eisen zijn ook bereikbaar via de Knowledge Base van de IRSE (geen login nodig).

Nederlandse benadering

NS Railinfrabeheer (nu ProRail) en de IRSE Nederland hebben vergelijkbare uitgangspunten beschreven:

Railinfrabeheer99.doc

Download DOC • 51KB

www.irse.nl

Uitgave: Filosofie, principes, functies en systemen voor de Nederlandse spoorwegbeveiliging [2012]

De basis die ten grondslag ligt aan de beveiliging en beheersing van het treinverkeer is dat een trein alleen mag rijden als daartoe toestemming verleend is.

Specialistisch werk 

Veel partijen beschikken niet over een volledige set eisen voor seingevingssystemen. Veel kennis zit nog in de hoofden van een een beperkt aantal specialisten; technische oplossingen en schema's die gebruikelijk zijn in conventionele technologie zijn beschikbaar; specialisten weten hoe ze hun eigen documenten moeten lezen. Het is gebruikelijk dat specialisten bij specificatie, beoordeling en validatie in natuurlijke taal communiceren. Functionele eisen worden daarom vrijwel altijd in woorden vastgelegd. ProRail heeft de functionele eisen van beveiligingssystemen voor aanbestedingsdoeleinden dan ook verder gedetailleerd.

Ter vergelijking: Andere inframanagers hebben een andere aanpak. In Duitsland zijn de belangrijkste eisen en kernfuncties voor elektronische beveiligingssystemen (met LZB, zonder ETCS) in 100 regels samengevat. (Bron: Handbuch der ESTW-Funktionen, Die Sicherungsebene im Elektronische Stellwerk, Hans-Joachim Zoeller, Eurailpress, ISBN 978-3-7771-0388-4).

Kan het beter?

Ondanks al die pogingen de eisen met woorden zo zorgvuldig mogelijk te formuleren, kan worden gesteld dat in het interlocking-domein deze informatie feitelijk onvoldoende onvolledig en dubbelzinnig van aard is. De vraag doemt dan op: hoe kan dat beter?

Door het gebruik van (formele) modellen kan de kwaliteit van normen en aanbestedingsdocumenten in de spoorwegsector worden verbeterd. Een expliciete zorg van de infrastructuurbeheerders is de traceerbaarheid van eisen die in natuurlijke taal zijn geformuleerd, zoals hierboven aangegeven. Met de toenemende complexiteit van de huidige elektronische systemen wordt het steeds moeilijker om te verifiëren of ze aan de oorspronkelijke eisen voldoen. Er zijn methoden ontwikkeld die helpen bij het definiëren van specificaties (vroegste toepassing in Nederland: VPI en i-VPI). 

Testen met formele methoden heeft tot doel het ontwerpproces in zijn geheel te versnellen door het maken van een ontwerptool voor de logica in formele taal. Ook in Frankrijk is bij het nieuwe interlockingsysteem Argos een formele methode gebruikt bij het testen.

In totaal zijn dit methoden die er toe zullen leiden dat experts worden blootgesteld aan een nieuwe manier van werken met betrekking tot specificatie, testen en certificering in relatie tot marktpartijen.

Bronnen en Links:

• Handbuch der ESTW-Funktionen, Die Sicherungsebene im Elektronische Stellwerk, Hans-Joachim Zoeller, Eurailpress, ISBN 978-3-7771-0388-4

• The Use of Formal Methods In Standardisation Of Interfaces Of Signalling Systems; prepared on behalf of the International Technical Committee by Maarten van der Werff, Bernd Elsweiler, Bas Luttik and Paul Hendriks, IRSE News 256, June 2019.