Verifying Fault Trees for Railway Safety

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Fehlerbaumanalyse ist eine wichtige Technik, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Systemen zu analysieren und wird unter anderem in den Bereichen Flugsicherheit, nukleare Sicherheit und in der Automobilindustrie eingesetzt.

Klassische - statische - Fehlerbäume modellieren, wie sich Kombinationen von Fehlern in Komponenten auf das Fehlerverhalten im Gesamtsystem auswirken.

Dynamische Fehlerbäume erweitern klassische Fehlerbäume mit zusätzlichen Komponenten, um beispielsweise Ersatzteile und Abhängigkeiten realitätsgetreuer modellieren zu können. Das Verhalten dynamischer Fehlerbäume wird in Form einer zeitkontinuierlichen Markow-Kette beschrieben.

Das Hauptproblem bei der Analyse von Dynamischen Fehlerbäumen ist die effiziente Generierung des Zustandsraumes und der Analyse der oben bezeichneten zeitkontinuierlichen Markow-Kette. Unsere Forschung hat gezeigt, dass die Zustandsraum-Generierung durch die Anwendung von Reduktionstechniken aus dem Model Checking-Bereich wesentlich gesteigert werden kann. Zusammen mit der schnellen Analyse von zeitkontinuierlichen Markow-Ketten durch probabilistisches Model Checking ist dadurch die Analyse von Dynamischen Fehlerbäumen-Größenordnungen schneller als bisherige Techniken.

Der Hauptfokus des Promotionsprojektes ist die Anwendung dieser neuen Techniken auf die Sicherheitsanalyse im Eisenbahnwesen. Dazu sollen die bestehenden Techniken weiter verbessert und neue Analysemethoden entwickelt werden, um eine schnellere und genauere Analyse im Eisenbahnbereich zu ermöglichen.