RaSTA Protokoll Stack

Über den Kunden und das Projekt

Die fortschreitende Digitalisierung im Bahnwesen bringt neue Herausforderungen für Betreiber der Bahninfrastruktur mit sich. Besonders die Integration und Kommunikation zwischen verschiedenen Systemen stellen hohe Anforderungen an die Sicherheit und Effizienz.

In diesem Zusammenhang beteiligte sich die SBB an der europäischen Initiative EULYNX, die darauf abzielt, Schnittstellen und Signalsysteme zu standardisieren.

SBB realisiert dazu ein Proof of Concept (PoC), bei dem CSA als enger Partner die Integration des Rail Safe Transport Application (RaSTA) Protokoll Stacks realisierte. 

Unsere Leistungen

Im Rahmen der Modernisierung ihrer Bahninfrastruktur und der Einführung von EULYNX-Architekturen evaluierte die SBB die Möglichkeit, sichere und nicht-sichere Anwendungen auf derselben Embedded-Plattform auszuführen.

Ein Bestandteil davon ist der RaSTA Protokoll Stack – ein sicherheitskritischer Kommunikationsstack, der die zuverlässige und normkonforme Datenübertragung zwischen Stellwerk und Object Controller gewährleistet. Die Entwicklung erfolgte nach den Vorgaben der Bahnnormen EN50128, EN50126 und EN50159 sowie unter Einhaltung des höchsten Sicherheitsintegritätslevels (SIL4). 

CSA übernahm die vollständige Entwicklung und Integration des RaSTA Protokoll Stacks für die SBB, basierend auf der SCORPOS Plattform von Aviotech. Im Zuge des Projekts wurden sämtliche Systembestandteile gemäss V-Modell entwickelt – inklusive Spezifikation, Implementierung, Verifikation und Validierung.

Ein wichtiger Bestandteil war die Integration des Stacks auf die 2-kanalige SCORPOS Plattform mit räumlich und zeitlich segregierten Partitionen, welche es ermöglichen mehrere Applikationen unabhängig und deterministisch zu betreiben.

Der RaSTA Stack ist so auch auf zwei Partitionen aufgeteilt: Safety and Retransmission Layer (SIL4) und Redundancy Layer (Basic Integrity). Physisch wird pro Kanal eine Ethernet-Schnittstelle mit einem RaSTA Kanal verwendet. Dieser Kanal wird kontinuierlich durch ein Heartbeat überprüft. Zusätzlich wurden auf weiteren Partitionen TCP/IP, TLS und OPC-UA implementiert.  
 
Der gesamte Entwicklungsprozess wurde von einer lückenlosen technischen Dokumentation begleitet und schloss mit einem erfolgreichen TÜV-Inspektionsbericht Ende 2022 ab.

Die Projektergebnisse wurden zudem auf der EUG-Sicherheitskonferenz im Oktober 2022 durch SBB präsentiert.

Dank dieser umfassenden Leistungen konnte CSA die SBB wirkungsvoll bei der Entwicklung eines SIL4-konformen Systems unterstützen und gewährleisten, dass sämtliche sicherheitskritischen Anforderungen vollumfänglich erfüllt wurden. 

Weitere Details können im folgenden Blogbeitrag nachgelesen werden:
https://www.csa.ch/blog/sil4-protokoll-stack-bahnindustrie

Geschaffener Mehrwert

Durch die Expertise der CSA in den Bereichen Embedded Software, Normen und Projektmanagement konnte für SBB in einem effizienten Projektsetup eine zulassungsfähige Referenzimplementation des RaSTA Protokoll Stacks realisiert werden. Dies ermöglicht SBB wichtige Erkenntnisse zum EULYNX-Standard wie auch für darauf basierende Lastenhefte zu gewinnen. Der Einsatz des RaSTA Stacks in einem PoC kann zudem die Machbarkeit einer Anforderung beweisen.

Zusammen mit SBB konnte CSA durch die erfolgreiche Implementation einen bedeutenden Beitrag zur Modernisierung der Bahninfrastruktur leisten. 

Für die Allgemeinheit steht zudem eine Open-Source RaSTA Stack Referenzimplementation zur Verfügung: https://github.com/SchweizerischeBundesbahnen/sbb-rasta-stack