IVS-Referenzarchitektur Verkehrsinformation Individualverkehr 1.0

Einleitung IVS-Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr

Die IVS-Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr konkretisiert das von der nationalen IVS-Rahmenarchitektur vorgegebene Rahmenwerk zur Entwicklung von IVS-Architekturen für die IVS-Dienstekategorie Verkehrsinformation im Individualverkehr.

Gegenstand der IVS-Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr sind alle auf Straßenverkehrsteilnehmer unmittelbar wirkenden On-Trip Verkehrsinformationen, unabhängig vom Kommunikationsmedium. Dies umfasst z.B. über Funkkommunikation (Rundfunk, WLAN, Mobilfunk, etc.) in Endgeräte der Verkehrsteilnehmer übertragene Informationen inkl. C2X sowie Informationen auf dynamischer Beschilderung.

Als Vorgehensmodell zur Erarbeitung der IVS-Referenzarchitektur wurde gemäß IVS-Rahmenarchitektur das TOGAF-The Open Group Architecture Framework angewendet. Folgende Schritte wurden dabei durchlaufen:

1. Vorbereitungsphase
2. Architekturvision
3. Geschäftsarchitektur
4. Datenarchitektur
5. Anwendungsarchitektur

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Vorbereitungsphase

Zur Bestandsanalyse wurden bestehende Systeme, Anwendungen, Standards, Normen, Komponenten und Architekturen untersucht und eingeordnet. Dazu wurde in großem Umfang externes Fachwissen einbezogen, indem Stakeholder von öffentlichen Institutionen und privaten Wirtschaftsunternehmen anhand speziell entwickelter Fragebögen befragt wurden. Darüber hinaus wurden Erkenntnisse aus aktuellen thematisch entsprechenden Forschungsprojekten einbezogen, in denen Bestandsaufnahmen real existierender Systeme durchgeführt wurden, die zu eigenen Architekturentwürfen geführt haben. Zur der Bestandsanalyse gehörte auch die Untersuchung des aktuellen Stands und der Relevanz von Standards aus dem Verkehrsbereich, aus dem IT-Bereich insbesondere der Webtechnologien sowie Bereich des Geodatenmanagements.

Im Rahmen des Forschungsprojekts UR:BAN wurde eine Referenzarchitektur für die Einrichtung kooperativer Systeme entwickelt. Die Domäne der Referenzarchitektur aus UR:BAN stellt eine Untermenge der Domäne der hier zu entwickelnden Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr dar und ist daher zu beachten bzw. zu integrieren.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 2 - Vorbereitungsphase

Das IVS-Glossar ist ein IVS-Architekturdeliverable, mit dem die "Grundlage für gemeinsames Verstehen" in einem IVS-Architekturprojekt gelegt wird und welches folgende Bestandteile hat:

• "Begriffsbestimmungen für IVS-Architektur", über die ein allgemeines Verständnis von IVS-Architektur hergestellt werden soll und
• "Allgemeine Begriffe aus Verkehr, Transport und Mobilität", die keine spezifische IVS-Architektur-Semantik repräsentieren.

Für das Glossar für Verkehrsinformation im Individualverkehr gilt:

• Die Begriffsbestimmungen für IVS-Architektur (siehe Was ist IVS-Architektur? - Schlüsselbegriffe und Begriffe für die IVS-Gestaltungsmerkmale von IVS-Architektur) werden auf Verkehrsinformation im Individualverkehr übertragen.
• Allgemeine Begriffe aus Verkehr, Transport und Mobilität, die keine spezifische IVS-Architektur-Semantik repräsentieren, werden für Verkehrsinformation im Individualverkehr ergänzt.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 12.1 - Glossar

Phase Architekturvision

In der Architekturvision erfolgen gemäß IVS-Rahmenarchitektur der Projektaufbau und der Anstoß einer Iteration des Architekturentwicklungszyklus zusammen mit der Festlegung von Wirkungsbereich, Rahmenbedingungen, Rollen und Erwartungen. Diese Phase ist notwendig, um den Geschäftskontext zu validieren und einen abgestimmten Auftrag für Architekturarbeit zu erstellen.

Aufsetzen des IVS-Architekturprojekts Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr

Zu Beginn eines IVS-Architekturprojekts muss der eigentliche IVS-Betrachtungsgegenstand, für den spezifisches IVS-Architekturwissen entwickelt und zur Anwendung gebracht werden soll, in für alle Beteiligten verständlicher und nachvollziehbarer Weise festgelegt und umrissen werden. Dabei besteht die wesentliche Aufgabe darin,

• den IVS-Betrachtungsgegenstand semantisch zu beschreiben (was ist der IVS-Betrachtungsgegenstand) und
• klare Grenzen zu ähnlichen bzw. angrenzenden IVS-Betrachtungsgegenständen zu ziehen und festzulegen (was wird betrachtet, was nicht).

In Abhängigkeit davon, ob eine generische IVS-Referenzarchitektur für eine IVS-Dienstekategorie der Verkehrsinformation im Individualverkehr oder eine IVS-Architektur für einen realen IVS-Dienst der Verkehrsinformation im Individualverkehr entwickelt werden soll, kann der IVS-Betrachtungsgegenstand gröber oder muss detaillierter beschrieben und abgegrenzt werden:

• IVS-Referenzarchitektur: Gestaltungskonzepte für eine IVS-Dienstekategorie
• IVS-Architektur eines realen IVS-Dienstes: Implementierungskonzepte für einen spezifischen IVS-Dienst

Für das Aufsetzen des Architekturprojekts wurde das Artefakt IVS-Domäne der IVS Rahmenarchitektur verwendet.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 3.1 - Aufsetzen des IVS-Architekturprojekts Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr

Identifizierung der IVS-Rollen mit deren Anliegen und Geschäftsanforderungen

Für die Identifizierung und ausführliche Beschreibung der IVS-Rollen mit deren Anliegen und Geschäftsanforderungen werden die Artefakte

• IVS-Rollen-Map und
• der Katalog IVS-Rollen

der IVS-Rahmenarchitektur verwendet. Weiterhin wird eine Übersichtsgraphik über die technischen Rollen vorangestellt.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 3.2 - Identifizierung der IVS-Rollen mit deren Anliegen und Geschäftsanforderungen

Ausarbeitung von geschäftlichen Zielen, strategischen Einflussfaktoren und Rahmenbedingungen

Für die Ausarbeitung von geschäftlichen Zielen, strategischen Einflussfaktoren und Rahmenbedingungen der Referenzarchitektur Verkehrsinformation im Individualverkehr wird das Artefakt Katalog IVS-Geschäftsziele der IVS-Rahmenarchitektur verwendet.

Es werden für verschiedene IVS-Akteurs-Stereotypen die Geschäftsziele ermittelt und ein Zusammenhang zu den Rollen, die sie in der Referenzarchitektur einnehmen, hergestellt.

Weiterhin wird ein IVS-Leitbild für die Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr auf Basis von IVS-Zielen und Leitsätzen erstellt.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 3.3 - Ausarbeitung von geschäftlichen Zielen, strategischen Einflussfaktoren und Rahmenbedingungen

Entwicklung/Bewertung der IVS-Capabilities von IVS-Rollen

IVS-Capabilities repräsentieren einen Satz von Fähigkeiten, die ein IVS-Akteurs-Stereotyp mitbringen muss, damit die IVS-Dienstekategorie Verkehrsinformation im Individualverkehr verwirklicht werden kann.

Die IVS-Capabilities für die IVS-Dienstekategorie Verkehrsinformation im Individualverkehr sind ausführlich in den IVS-Rollenbeschreibungen in aufgeführt.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 3.2.3 - Katalog IVS-Rollen

Reichweite der IVS-Referenzarchitektur

Die Reichweite der Architektur wird nach TOGAF typischerweise in den folgenden vier Dimensionen beschrieben:

• Breite: Die Breite entspricht der fachlichen Domäne, für die eine Architektur entwickelt wird.
• Tiefe: Die Tiefe gibt den Detaillierungsgrad, in dem die Architektur beschrieben wird, an.
• Zeit: Hier wird festgelegt, für welchen Zeithorizont die Architektur entwickelt werden soll.
• Architekturebenen: Hier wird beschrieben, welche Architekturebenen (Geschäfts-, Daten-, Anwendungs-, Technologiearchitektur) im Fokus der Architekturentwicklung stehen

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 3.5 - Reichweite der IVS-Referenzarchitektur

Entwicklung der IVS-Architekturvision

IVS-Vision: Die Referenzarchitektur soll helfen, dass qualitativ hochwertige und umfassende Verkehrsinformations-, Mobilitäts- und Navigationsdienste kostengünstig an möglichst viele Endnutzer bereitgestellt werden können.

Gemäß IVS-Rahmenarchitektur wird in diesem Schritt zudem eine erste high-level Fassung der IVS-Referenzarchitektur für die IVS-Dienstekategorie Verkehrsinformation im Individualverkehr erarbeitet.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 3.6 - Entwicklung der IVS-Architekturvision

Definition des Wertbeitrags und KPI's von IVS-Architektur

Die Referenzarchitektur soll helfen, dass qualitativ hochwertige und umfassende Verkehrsinformations-, Mobilitäts- und Navigationsdienste kostengünstig an möglichst viele Endnutzer bereitgestellt werden können

indem die Referenzarchitektur:

• die Vernetzung mittels standardisierter Schnittstellen zur Gewährleistung der Interoperabilität fördert
• eine durchgängige Informationskette und Beschreibung von Begrifflichkeiten, Standards und Schnittstellen beinhaltet
• zu einer Reduzierung von Schnittstellen und Wertschöpfungsketten durch Nutzung des deutschen „National Access Point“ (MDM) beiträgt

Spezieller Mehrwert für öffentliche Institutionen:

• Mit der Referenzarchitektur soll eine Grundlage für Realisierungen geschaffen werden, die öffentliche Institutionen für Ausschreibungen heranziehen können (Investitionskostenersparnis und kürzere Realisierungszeit)

Spezieller Mehrwert für private Dienstanbieter:

• Dienste sollen kostengünstiger und damit profitabler bereitgestellt werden können

Phase IVS-Geschäftsarchitektur

In der Phase Entwicklung der IVS-Geschäftsarchitektur geht es gemäß IVS Rahmenarchitektur darum, die Geschäftsarchitektur (engl. Business Architecture) der IVS-Dienstekategorie zu verstehen, zu modellieren, zu visualisieren und zu beschreiben.

Auswahl von Sichten für die Darstellung der IVS-Geschäftsarchitektur

Für die Entwicklung der Geschäftsarchitektur für die Referenzarchitektur Verkehrsinformation im Individualverkehr werden folgenden Sichten entwickelt:

• Sicht IVS-Wertschöpfungskette/IVS-Wertschöpfungsnetzwerk dargestellt als IVS-Rollenmatrix
• die Sicht IVS-Governance, 2 Use-Cases dargestellt als UML-Collaboration-Diagramm (Open Group Archimate)
• die Sicht IVS-Geschäftsprozesse
  • dargestellt in der Spezifikationssprache Business Process Model and Notation (BPMN)
  • Beispiel Use-Case Erfassung und Verbreitung von Sperrinformationen über einen Informationsdienst-Anbieter

Ausgangssituation der IVS-Geschäftsarchitektur

Bei der Beschreibung einer IVS-Referenzarchitektur ist es oft nicht möglich, den Ausgangszustand eindeutig zu beschreiben, da er in vielen realen Architekturen recht unterschiedlich ist. So ist das auch im Fall der IVS-Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr. Es wird daher von der IVS-Rahmenarchitektur eine Bestandsaufnahme der aktuellen Situation mit Schwerpunkt auf der Identifikation und Beschreibung von Sachverhalten, die eine Umsetzung der IVS-Architekturvision behindern, vorgeschlagen.

Daher wird als Ausgangssituation eine typische Architektur angenommen, die häufig in Deutschland vorhanden ist und die von einer Vielzahl von vorhandenen Kommunikationsbeziehungen geprägt ist.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 4.2 - Ausgangssituation der IVS-Geschäftsarchitektur

Beschreibung der Ziel-IVS-Geschäftsarchitektur

Die Beschreibung der Ziel-IVS-Geschäftsarchitektur der Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr erfolgt gemäß IVS-Rahmenarchitektur über den Aufbau von Sichten auf die Zusammenarbeit der IVS-Akteure, die einen IVS-Dienst als "Geschäft" betreiben.
Um die Leitsätze, die im IVS-Leitbild der Referenzarchitektur aufgestellt wurden, umsetzen zu können, ist es erforderlich, die Anzahl der Kommunikationsbeziehungen der IVS-Akteure auf ein Minimum zu begrenzen. Dies ist nur möglich, wenn IVS-Informationsbroker, wie der Mobilitäts Daten Marktplatz (MDM) und die Landesmeldestelle (LMS) verwendet werden.

Weiterhin sollen möglichst standardisierte Schnittstellen und standardisierte Datenüberlassungsverträge bzw. OPEN Data verwendet werden, um mit möglichst geringem wirtschaftlichen Aufwand einen IVS-Dienst dieser IVS-Dienstekategorie betreiben zu können.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 4.3 - Beschreibung der Ziel-IVS-Geschäftsarchitektur

Durchführung einer Gap-Analyse der IVS-Geschäftsarchitektur

Über eine Gap-Analyse werden die Unterschiede zwischen der bestehenden und der gewünschten IVS-Geschäftsarchitektur herausgearbeitet.

Für die Gap-Analyse wird wiederum die Sicht IVS-Wertschöpfungsnetzwerk mit dem Modell der IVS-Rollenmatrix verwendet. Es ist in der Rollenmatrix leicht zu erkennen, welche Kommunikationsbeziehungen eingespart werden können, wenn die Akteure Informationsbroker wie den MDM und die Landesmeldestelle verwenden.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 4.4 - Durchführung einer Gap-Analyse

Phase IVS-Datenarchitektur

In der Phase IVS-Datenarchitektur geht es grundsätzlich darum, die Datenarchitektur von IVS-Diensten/IVS-Dienstekategorien zu verstehen, zu modellieren, zu visualisieren und zu beschreiben. Die Hauptaufgabe einer Datenarchitektur ist die Entwicklung von Lösungsbausteinen, mit denen die Geschäftsarchitektur und die Architekturvision umgesetzt werden können.

Auswahl von Hilfsmitteln und Werkzeugen für die Darstellung der IVS-Datenarchitektur

Für die Entwicklung der IVS-Datenarchitektur werden folgenden Artefakte im Rahmen der Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr entwickelt:

• Katalog IVS-Informationsobjekte
• Katalog IVS-Datenmodelle
• Katalog IVS-Ortsreferenzierungen
• Zuordnung IVS-Informationsobjekte/Datenmodelle
• Zuordnung IVS-Datenmodelle/IVS-Ortsreferenzierungssysteme
• Zuordnung der IVS-Informationsobjekte zu den IVS-Aktivitäten der IVS-Geschäftsprozesse

Ausgangssituation der IVS-Datenarchitektur

Bei der Beschreibung einer IVS-Referenzarchitektur ist es oft nicht möglich, den Ausgangszustand eindeutig zu beschreiben, da er in vielen realen Architekturen historisch bedingt recht unterschiedlich ist. So ist das auch im Fall der IVS-Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr. Es wird daher von der IVS-Rahmenarchitektur eine Bestandsaufnahme der aktuellen Situation mit Schwerpunkt auf der Identifikation und Beschreibung von Sachverhalten, die eine Umsetzung der IVS-Architekturvision behindern, vorgeschlagen:

Da die IVS-Datenmodelle in der Domäne dieser IVS Referenzarchitektur historisch gewachsen sind, kommt es zu inhaltlichen Überlappungen der verschiedenen IVS-Datenmodelle. So kann es vorkommen, dass verschiedene IVS-Datenmodelle die gleichen IVS-Informationsobjekte enthalten. Diese Überlappungen können dann zu Problemen führen, wenn mehrere verschiedene IVS-Datenmodelle in einem IVS-Geschäftsprozess verwendet werden, und wenn sich die Informationen nicht verlustfrei, widerspruchsfrei und vollständig zwischen den Datenmodellen konvertieren lassen.

Weiterhin ist eine große Herausforderung im Kontext dieser Referenzarchitektur, dass häufig keine offenen Standards für die Datenmodelle verwendet werden oder bestimmte Anforderungen für den Datenaustausch, wie eine Georeferenzierung, in den Bestandssystemen nur sehr rudimentär vorliegen.

Zielsituation der IVS-Datenarchitektur

Die Beschreibung der Ziel-IVS-Datenarchitektur der IVS-Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr erfolgt gemäß IVS-Rahmenarchitektur über die Erzeugung der Artefakte Katalog IVS-Informationsobjekte, Katalog IVS-Datenmodelle und Katalog IVS-Ortsreferenzierungen sowie deren Zuordnungen untereinander.

Weiterhin wird noch eine Zuordnung zur Ziel-IVS-Geschäftsarchitektur hergestellt, indem die IVS-Informationsobjekte den Aktivitäten der IVS-Geschäftsprozessen zugeordnet werden.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 6.3 - Zielsituation der IVS-Datenarchitektur

Gap-Analyse der IVS-Datenarchitektur

Ziel der Gap-Analyse der IVS-Datenarchitektur ist es, die Änderungen an den IVS-Informationsobjekten, den IVS-Datenmodellen und den IVS-Ortsreferenzierungen herauszuarbeiten, die für die Umsetzung der Ziel-Datenarchitektur benötigt werden.

Eine Analyse im Rahmen dieser Referenzarchitektur hat ergeben, dass die Umsetzung von Projekten in diese Domäne nicht an den Objekten der IVS-Datenarchitektur scheitern sollte. Es fehlen z.B. keine Datenmodelle, die vorhandenen müssen nur angewendet werden. Proprietäre Datenmodelle sind möglichst zu vermeiden.

Phase IVS-Anwendungsarchitektur

Gemäß IVS-Rahmenarchitektur werden innerhalb der IVS-Anwendungsarchitektur die IVS-Anwendungen verwaltet, die für die Ausführung der IVS-Geschäftsprozesse erforderlich sind. Neben der Bestandsführung aller IVS-Anwendungen werden auch die Beziehungen und Schnittstellen zwischen den IVS-Anwendungen im Rahmen der IVS-Anwendungsarchitektur betrachtet.
Die IVS-Anwendungen werden anhand ihrer fachlichen Funktionalität und der durch sie verarbeiteten Informationen kategorisiert. Diese Kategorien sind relativ stabil. Die konkreten Anwendungen, die innerhalb der Kategorien zum Einsatz kommen, werden häufiger ersetzt. Dieser Wandel ergibt sich aus technischer Weiterentwicklung und veränderten Anforderungen.

Auswahl von Hilfsmitteln und Werkzeugen für die Darstellung der IVS-Anwendungsarchitektur

Für die Entwicklung der IVS-Anwendungsarchitektur werden folgenden Artefakte im Rahmen der Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr entwickelt:

• Katalog IVS-Anwendungen
• Katalog IVS-Schnittstellen
• Zuordnung IVS-Schnittstellen/IVS-Datenmodelle
• Zuordnung IVS-Anwendungen/IVS-Schnittstellen
• Komponentendiagramm mit IVS-Anwendungen und IVS-Schnittstellen

Ausgangssituation der IVS-Anwendungsarchitektur

Häufig kommt es im Anwendungsgebiet dieser Referenzarchitektur vor, dass die vorhandenen IVS-Anwendungen keine offenen Standards für die Datenmodelle der IVS-Schnittstellen verwenden oder bestimmte Anforderungen für den Datenaustausch, wie eine Georeferenzierung, in den Bestandssystemen nur sehr rudimentär vorliegen.

Weiterhin kommunizieren die IVS-Verarbeitungsanwendungen häufig direkt mit den IVS-Dienstanwendungen, häufig über unzureichende proprietäre Schnittstellen. Dies für zu einer Vielzahl von unterschiedlichen Schnittstellen.

Zielsituation der IVS-Anwendungsarchitektur

Die Beschreibung der Ziel-IVS-Anwendungsarchitektur der IVS-Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr erfolgt gemäß IVS-Rahmenarchitektur über die Erzeugung der Artefakte Katalog IVS-Anwendungen und Katalog IVS-Schnittstellen sowie deren Zuordnungen untereinander.

Weiterhin wird noch eine Zuordnung zur Ziel-IVS-Datenarchitektur hergestellt, indem die IVS-Schnittstellen den IVS-Datenmodellen zugeordnet werden.

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 7.3 - Zielsituation der IVS-Anwendungsarchitektur

Gap-Analyse der IVS-Anwendungsarchitektur

Auf dem Markt gibt es die modellierten IVS-Anwendungen für diese Domäne. Teilweise müssen sie noch mit aktuellen standardisierten IVS-Schnittstellen für den Datenaustausch versehen werden. Einzig bei den IVS-Verbreitungsanwendungen ist das GAP bekannt, dass es aktuell keine IVS-Verbreitungsanwendung mit garantierten Latenzen und SLAs für Rohdaten mit kurzer Latenz wie z.B. LSA-Daten gibt.

Dies führt dazu, dass immer noch proprietäre Schnittstellen mit proprietären Verträgen verwendet werden müssen und die IVS-Dienstanwendungen direkt mit den IVS-Verarbeitungsanwendungen kommunizieren. Dies führt zu einer Vielzahl von Schnittstellen, siehe auch Durchführung einer Gap-Analyse der IVS-Geschäftsarchitektur.

Phase IVS-Technologiearchitektur

Der Fokus im vorliegenden Projekt liegt auf den TOGAF Architekturebenen B und C (Geschäfts-, Daten- und Anwendungsarchitektur). Deswegen wird auf Technologiearchitektur der IVS-Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr hier nicht näher eingegangen.

Literaturverzeichnis

Ergebnis: BASt IVS LOS2 Schlussbericht Entwurf 01-01-00 Kapitel 9 - Literatur

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