Suomen raideliikenteen automaatiojärjestelmien vaatimusten määrittelyn ja hallinnan kehittäminen

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis

Authors

Date

2022-05-16

Department

Major/Subject

Control, robotics and autonomous systems

Mcode

ELEC3025

Degree programme

AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)

Language

fi

Pages

70+3

Series

Abstract

ERTMS-järjestelmä (European Rail Traffic Management System) tulee korvaamaan Suomen tämänhetkisen kansallisen junakulunvalvontajärjestelmän JKV:n. ERTMS-järjestelmään siirtymisen seurauksena raideliikenteen automaatiojärjestelmät tullaan uusimaan, mikä taas johtaa uusien järjestelmän vaatimuserittelyiden tekemiseen. Uusien vaatimuserittelyiden mukana tulee tarve, ja myös mahdollisuus, kehittää vaatimusten määrittelyn ja hallinnan käytäntöjä. Kehitystarve on huomattava, sillä nykyiset käytännöt ovat puutteellisia ja vanhentuneita. Tässän työssä tunnistettiin Suomen asetin- ja turvalaitteiden vaatimusten määrittelyn ja hallinnan ongelmat ja kehityskohteet haastatteluiden sekä nykyisten vaatimusten analysoinnin avulla. Tunnistettuihin ongelmiin pyrittiin tarjoamaan toteutettavissa olevia ratkaisuja. Tämän lisäksi työssä arvioitiin tulevaisuuden kehitysmahdollisuuksien, kuten EULYNXin ja formaalien menetelmien, käytettävyyttä. Tutkimus rajattiin haastatteluissa ja nykyisistä vaatimuserittelyistä tunnistettuihin ongelmiin. Työn tilaajana toimi Suomen valtion rataverkon haltija Väylävirasto, joten työssä keskityttiin tarkastelemaan valittuja aiheita ensisijaisesti rataverkon haltijan näkökulmasta jättäen laitetoimittajaa koskevat vastuut tarkastelun ulkopuolelle. Haastatteluiden perusteella suurimmiksi ongelmiksi havaittiin: Vaatimusten epäselvyys ja monitulkintaisuus, puutteellinen jäljitettävyys, puutteelliset työvälineet, jatkuvuuden puute, artefaktien välinen redundanttisuus, puutteellinen vaatimusten jaottelu ja attribuuttien puuttuminen. Lisäksi työssä arvioitiin tulevaisuuden kehitysmahdollisuuksia, joiksi tunnistettiin EULYNX sekä formaalien ja puoliformaalien menetelmien hyödyntäminen. Työssä havaittiin, että EULYNXin käyttäminen auttaisi toimittajalukon poistamisessa ja siten pienentäisi asetin- ja turvalaitteiden elinkaarikustannuksia. Lisäksi EULYNX helpottaisi siirtymistä yhä formaalimpaan järjestelmäsuunnitteluun, sillä EULYNXin dokumentaatio pohjautuu puoliformaaliin spesifikaatiokielen käyttämiseen. Puoliformaalien menetelmien käyttö osana dokumenttipohjaista järjestelmäsuunnittelua taas toisi kaivattua formalismia tukemaan luonnollisella kielellä kirjoitettua dokumentaatiota, ilman suuria investointeja ja jyrkkää oppimiskäyrää. Puoliformaaleista menetelmistä SysML havaittiin parhaimmaksi.

The ERTMS (European Rail Traffic Management System) system will replace Finland's current national rail traffic management system. The automation systems for rail transport in the transition to ERTMS will be upgraded, leading to new system requirements. New requirements are accompanied by a need, as well as the opportunity to develop the requirement engineering practices. The need for development is major, as the current practices are insufficient and outdated. In this work, the problems and areas for development in the requirement engineering of the Finnish interlocking systems were identified through interviews and the evaluation of existing requirement specifications. Efforts were made to provide workable solutions to the identified problems. In addition, the usability of future development opportunities, such as EULYNX and formal methods, were also evaluated. The research was limited to the problem solutions identified in the interviews. The work was commissioned by the Finnish transport infrastucture Agency, so the work focused on examining the topics from the perspective of the infrastructure manager, leaving the responsibilities of the equipment supplier outside the scope of this work. The main problems identified in the interviews were: ambiguity of requirements, insufficien use of traceability and proper tools, lack of continuity, redundancy between artifacts, and the lack of use of attributes. In addition, the work assessed the future development opportunities identified as EULYNX and the use of formal and semi-formal methods. It was found that the use of EULYNX would help to remove the supplier lock and thus reduce the life cycle costs. In addition, EULYNX would facilitate the transition to a more formal system design on an ongoing basis, as EULYNX's documentation is based on the use of a semi-formal specification language. The use of semi-formal methods as part of document-based system design, in turn, would bring much-needed formalism to support documentation written in natural language, without large investments and a steep learning curve. Of the semi-formal methods, SysML was observed as the best.

Description

Supervisor

Sierla, Seppo

Thesis advisor

Aarnio, Lauri

Keywords

ERTMS, vaatimusten hallinta, vaatimusten määrittely, raideliikenne

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202205223343

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC