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RAIM Rahmenwerk für Architekturen intelligenter Mobilitätsdienste Ein Rahmenwerk zur Entwicklung von IVS-Architekturen

ITS Architecture Framework A framework for the development of ITS architectures

  • Intelligente Verkehrssysteme (IVS) bilden heute in den Anwendungsbereichen des Straßenverkehrs eine wichtige technologische und organisatorische Basis. Zudem nimmt die Bedeutung der Informations- und Kommunikationstechnik für die zunehmende Vernetzung dieser Systeme zu und bringt neue Herausforderungen bei der Einführung und Integration neuer Systeme in bestehende IVS-Landschaften mit sich. Mit dem Projekt „IVS-Rahmenarchitektur“ wurde ein „Rahmenwerk zur Entwicklung von Architekturen intelligenter Mobilitätsdienste“ erstellt. Neben der bislang im Vordergrund stehenden technischen Sichtweise sind heute vor allem auch die Aspekte der Kooperation zwischen den mit der Erbringung von Mobilitätsdienstleistungen befassten Akteuren zu betrachten. Die entwickelte IVS-Rahmenarchitektur liefert nun einen ganzheitlichen Umsetzungsrahmen für die Realisierung aller Aspekte von IVS-Architekturen. Es werden grundlegende Festlegungen getroffen, die für die Interoperabilität der auf verschiedenen Ebenen arbeitenden, verteilt kommunizierenden Organisationen und Anwendungen sicherzustellen. Dazu werden formale Definitionen zum gemeinsamen Verständnis sowie die erforderlichen Methoden und Voraussetzungen zur Zielerreichung festgelegt. Auf der Basis der IVS-Rahmenarchitektur wurden drei IVS-Referenzarchitekturen erarbeitet, von der jede einen spezifischen Anwendungsbereich konkretisiert und so die Grundlage zur Entwicklung einer IVS-Architektur für einen konkreten Anwendungsfall liefert. Die Entwicklung der IVS-Rahmenarchitektur erfolgte durchgehend in engem Austausch mit den drei Referenzarchitekturen. Zudem brachte ein Betreuerkreis seine Expertise in das Projekt ein. Auf zwei öffentlichen Workshops wurden die Ergebnisse über 40 Organisationen und Unternehmen aus dem Bereich intelligenter Verkehrssysteme vorgestellt. Die IVS-Architektur-Pyramide dient dem Projekt als geeignetes Metamodell zur Darstellung und Beschreibung von IVS-Diensten. Diese besteht aus fünf Schichten – der Leitbild-/Strategie-Ebene, der Prozessebene, der Informationsstrukturebene, der IT-Dienste und IT-Infrastrukturebene – die alle gemeinsam den potentiell möglichen Betrachtungs- und Darstellungsbereich einer IVS-Architektur aufspannen. Den methodischen Ausgangspunkt zur Entwicklung der IVS-Rahmenarchitektur bilden der internationale Standard ISO/IEC/IEEE 42010 sowie das etablierte Architekturrahmenwerk The Open Group Architecture Framework (TOGAF). TOGAF ist als weltweit verbreitetes Rahmenwerk zur Entwicklung von Unternehmensarchitekturen angesehen. Es bietet als zentrales Element ein Vorgehensmodell zur Entwicklung von Unternehmensarchitekturen, die so genannte Architecture Development Method (ADM). Aufgrund der Ausrichtung auf ein einzelnes Unternehmen erfolgte eine Anpassung – Tailoring – der ADM zur Entwicklung von IVS-Architekturen. Für die Entwicklung der IVS-Rahmenarchitektur 1.0 wurde der Schwerpunkt auf die Architekturvision, die Geschäfts- und Informationssystemarchitektur gelegt (Phasen A bis C und initiale Phase in der ADM). In Phase A werden die Ziele der Architekturentwicklung und die daran Beteiligten festgelegt. In Phase B werden der aktuelle und der gewünschte Zielzustand der Geschäftsarchitektur beschrieben, dabei werden die Unterschiede herausgearbeitet und mit Hilfe von Geschäftsprozessdiagrammen dokumentiert. In Phase C werden der aktuelle sowie der gewünschte Zustand der Daten- und Anwendungsarchitektur beschrieben. Dazu werden die konkreten Datenmodelle und Anwendungen verwendet. Alle erarbeiteten Ergebnisse sind in einem IVS-Wiki festgehalten und damit der Öffentlichkeit zugänglich. Für die Weiterentwicklung der Rahmenarchitektur kann ebenfalls auf das Wiki zurückgegriffen werden. Die Entwicklung der IVS-Rahmenarchitektur erfolgte durch die Beteiligung von u. a. Unternehmen, öffentlichen Einrichtungen, Softwareentwicklungs- sowie Beratungshäusern – im ständigen Austausch mit der Praxis. Im Rahmen der wissenschaftlichen Auseinandersetzung mit dem Thema IVS-Architektur entstanden während der Projektlaufzeit zwei Veröffentlichungen, die sowohl eine wissenschaftliche Prüfung des Vorgehens und der Ergebnisse ermöglicht haben, als auch die Diffusion der Erkenntnisse in die Wissenschaft und Praxis befördern. Mit Abschluss des Projekts hat Deutschland nun eine IVS-Rahmen- und drei konforme IVS-Referenzarchitekturen für den Bereich Straße. Durch den holistischen Ansatz nimmt Deutschland dabei in der EU eine Sonderstellung ein und grenzt sich bewusst von verwandten Ansätzen ab. Mit dem Hilfsmittel der dokumentierten und von vielen Beteiligten empfohlenen IVS-Architekturen können zukünftig IVS-Dienste schneller entwickelt und einfacher betrieben werden, d. h. Unternehmen und weitere Organisationen im Bereich IVS können nun darauf basierende Dienste und Innovationen anbieten. Eine ständige Anpassung und Weiterentwicklung ist angestrebt und auch erforderlich, damit die IVS-Rahmenarchitektur den Anforderungen aus der Praxis gerecht werden kann.
  • Intelligent Transport Systems (ITS) form an important technological and organisational basis in the application areas of road traffic today. In addition, the importance of information and communication technology for the increasing networking of these systems is increasing and brings new challenges in the introduction and integration of new systems into existing ITS landscapes. The "ITS Architecture Framework" project created a "framework for the development of architectures for intelligent mobility services". In addition to the technical perspective that has been at the forefront up to now, the aspects of cooperation between the actors involved in the provision of mobility services must also be considered today. The developed ITS architecture framework now provides a holistic implementation framework for the implementation of all aspects of ITS architectures. Basic requirements are laid out to ensure the interoperability of organisations and applications working and communicating at different levels. To this end, formal definitions for common understanding and the necessary methods and prerequisites for achieving the objectives are defined. On the basis of the ITS architecture framework, three ITS reference architectures were developed, each of which specifies a specific area of application and thus provides the basis for the development of an ITS architecture for a concrete application case. The development of the ITS architecture framework took place in close exchange with the three reference architectures. In addition, a group of supervisors contributed their expertise to the project. Two public workshops presented the results of more than 40 organisations and companies in the field of intelligent transport systems. The ITS architecture pyramid serves the project as a suitable metamodel for the presentation and description of ITS services. It consists of five layers - the model/strategy level, the process level, the information structure level, the IT services and the IT infrastructure level - which all together span the potentially possible viewing and presentation area of an ITS architecture. The international standard ISO/IEC/IEEE 42010 and the established architecture framework The Open Group Architecture Framework (TOGAF) form the methodical starting point for the development of the ITS framework. TOGAF is regarded as a worldwide framework for the development of enterprise architectures. As a central element, it offers a process model for the development of enterprise architectures, the so-called Architecture Development Method (ADM). Due to the focus on a single company, the ADM for ITS architectures was to be developed by the process of tailoring. For the development of the ITS Architecture Framework 1.0, the focus was on the architecture vision, the business and information system architecture (phases A to C and initial phase in the ADM). In phase A, the objectives of the architectural development and those involved are defined. In phase B, the current and desired target state of the business architecture are described, the differences are worked out and documented with the help of business process diagrams. Phase C describes the current and desired state of the data and application architecture. The concrete data models and applications are used for this purpose. All developed results are recorded in an ITS Wiki and thus accessible to the public. The Wiki can also be used for the further development of the architecture framework. The development of the ITS architecture framework took place through the participation of companies, public institutions, software development and consulting firms among others - in constant exchange with the practice. With the scientific assessment of ITS architecture, two publications were produced during the course of the project, which enabled both a scientific examination of the procedure and the results as well as the diffusion of the findings into science and practice. With the completion of the project, Germany now has one ITS architecture framework and three compliant ITS reference architectures for the road sector. Due to its holistic approach, Germany occupies a special position in the EU and deliberately differentiates itself from related approaches With the help of the documented and widely recommended ITS architectures, ITS services can now be developed more quickly and operated more easily, i.e. companies and other ITS organisations can now offer services and innovations based on them. A constant adaptation and further development is aimed at and also necessary, so that the ITS architecture framework can meet the requirements from practice.

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  • Der Bericht enthält die englische Version als Anhang. The report contains the English version as an appendix.

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Metadaten
Verfasserangaben:Hanfried Albrecht, Willi Becker, Werner Scholtes, Jens Lachenmaier, Katrin Pfähler
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-26569
Dokumentart:Bericht
Sprache:Deutsch
Datum der Veröffentlichung (online):05.05.2022
Datum der Erstveröffentlichung:05.05.2022
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Datum der Freischaltung:05.05.2022
Freies Schlagwort / Tag:Informationstechnik; Kommunikationstechnik; Rahmenarchitektur; Verkehr
Communication technology; Framework architecture; Information Engineering; Traffic
Seitenzahl:100
Bemerkung:
Projektnummer: 03.0483
Institute:Abteilung Fahrzeugtechnik
DDC-Klassifikation:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Lizenz (Deutsch):License LogoBASt / Link zum Urhebergesetz

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