IVS-Referenzarchitektur Verkehrsinformation Individualverkehr 1.0

Einleitung

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

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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

In nachfolgenden Bild wird die IVS-Dienste-Kategorie, also der Umfang und die Abgrenzung der Referenzarchitektur für Verkehrsinformation im Individualverkehr (über alle Kommunikationsmittel inkl. C2X) bildlich dargestellt. Es werden dabei bewusst unterschiedliche Dimensionen wie Rollen, Akteure und Kommunikationswege in einem Bild vermischt um den Umfang der IVS-Dienste-Kategorie (=IVS-Domäne) zu verdeutlichen.

LInk Bild 3-1 Dienste Kategorie

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.

LInk Bild 3-4 Übersicht über die technischen Rollen

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

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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 3.6 - Entwicklung der IVS-Architekturvision

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 3.6 - Entwicklung der IVS-Architekturvision

Durchführung einer Gap-Analyse

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 3.6 - Entwicklung der IVS-Architekturvision

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Phase IVS-Datenarchitektur

Hilfsmittel, Sichten und Werkzeuge für IVS-Datenarchitektur

In der Datenarchitektur werden die Daten zusammen mit ihren Beziehungen, die für die Durchführung der Geschäftsprozesse benötigt werden, identifiziert und beschrieben. Dies erfolgt in einem Modell und einer Darstellungsform, die stabil, vollständig, konsistent und für alle Beteiligten verständlich ist.

Bei der Festlegung auf Hilfsmittel und Werkzeuge muss beachtet werden, dass derzeit viele unterschiedliche, domänenspezifische IVS-Datenmodelle existieren, und daher eine Vereinheitlichung nur schwer zu erreichen ist. Somit werden seitens der IVS-Rahmenarchitektur keine konkreten Vorgaben getätigt. Für die Festlegung von Hilfsmitteln und Werkzeugen der IVS-Datenarchitektur im Rahmen der Verkehrsinformation im Individualverkehr wird eine projektspezifische Lösung entwickelt und auf die bereits verwendete Modelle und Darstellungsformen zurückgegriffen.

Ergebnis: Link

Ausgangssituation der IVS-Datenarchitektur

Da es bei der Beschreibung einer IVS-Referenzarchitektur oft nicht möglich ist den Ausgangszustand zu beschreiben, wird eine Bestandsaufnahme der aktuellen Situation in der Verkehrsinformation im Individualverkehr mit Schwerpunkt auf der Identifikation und Beschreibung von Sachverhalten, die eine Einführung der Architektur behindern, durchgeführt. Ziel der Beschreibung der Ausgangssituation der Datenarchitektur ist es, diese Sachverhalte zu benennen und so detailliert zu beschreiben, sodass die gewünschten Änderungen in späteren Schritten geplant werden können.

Ergebnisse - Kataloge:

• Links

Ergebnisse - Matrizen:

• Links

Zielsituation der IVS-Datenarchitektur

Im Rahmen der Darstellung der Zielsituation der IVS-Datenarchitektur im Bereich der Verkehrsinformation im Individualverkehr wird ein Katalog von zukünftig notwendigen IVS-Informationsobjekten, IVS-Datenmodellen und IVS-Ortsreferenzierungssystemen erstellt. Dazu kann aus dem Katalog der zukünftig benötigten Geschäftsprozesse im Bereich der Verkehrsinformation im Individualverkehr jeweils ermittelt werden, welcher Input bzw. Output, welche Datenmodelle bzw. welche  Ortsreferenzierungssysteme zur Umsetzung dieser Geschäftsprozesse benötigt werden.

Basierend auf diesen Katalogen können dann Matrizen, die die Zuordnung zwischen den IVS-Informationsobjekten und IVS-Datenmodellen bzw. IVS-Datenmodellen und IVS-Ortsreferenzierungssystemen beschreiben, erstellt werden.

Ergebnisse - Kataloge:

• Links

Ergebnisse - Matrizen:

• Links

Gap-Analyse für die IVS-Datenarchitektur

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

Ergebnisse:

• Links

IVS-Datenarchitekturkandidaten für die IVS-Architektur-Roadmap

Aus der Gap-Analyse resultieren IVS-Informationsobjekte, IVS-Datenmodelle und IVS-Ortsreferenzierungssysteme, die als IVS-Datenarchitekturkandidaten für die IVS-Architektur-Roadmap deklariert werden können und deren Umsetzungsarbeitsschritte über die Roadmap beschrieben sowie geplant werden können.

Ergebnis: Link

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Ergebnisse IVS-Anwendungsarchitektur

Hilfsmittel, Sichten und Werkzeuge für IVS-Anwendungsarchitektur

Die IVS-Anwendungsarchitektur fokussiert IVS-Anwendungen und deren IVS-Schnittstellen, die im Bereich der Verkehrsinformation im Individualverkehr für IVS-Geschäftsprozesse erforderlich sind.

• IVS-Anwendungen sind Computeranwendungen oder IT-Services, die genutzt werden, um Anwendungsfunktionen zu automatisieren bzw. computergestützt umzusetzen. Die technischen Aktivitäten eines IVS-Geschäftsprozesses werden in IVS-Anwendungen realisiert.
• Über IVS-Schnittstellen kommunizieren IVS-Anwendungen. IVS-Schnittstellen beinhalten das mit Hilfe der IVS-Datenmodelle kodierten IVS-Informationsobjekt und das Schnittstellenprotokoll zum Datenaustausch.

Für die Darstellung der Anwendungsarchitektur im Bereich der Verkehrsinformation im Individualverkehr schlägt die IVS-Rahmenarchitektur folgende Modellierungsprinzipien bzw. -werkzeuge vor:

• Verwendung von Standards als IVS-Schnittstellen
• Verwendung einer serviceorientierten Architektur (SOA)
• Modellierung mittels Komponentendiagramme in UML

Ergebnis: Link

Ausgangssituation der IVS-Anwendungsarchitektur

Da es bei der Beschreibung einer IVS-Referenzarchitektur oft nicht möglich ist den Ausgangszustand zu beschreiben, wird eine Bestandsaufnahme der aktuellen Situation im Bereich der Verkehrsinformation im Individualverkehr mit Schwerpunkt auf der Identifikation und Beschreibung von Sachverhalten, die eine Einführung der Architektur behindern, durchgeführt. Ziel der Beschreibung der Ausgangssituation der Anwendungsarchitektur ist es, diese Sachverhalte zu benennen und so detailliert zu beschreiben, sodass die gewünschten Änderungen in späteren Schritten geplant werden können.

Ergebnis: Link

Zielsituation der IVS-Anwendungsarchitektur

Im Rahmen der Darstellung der Zielsituation der IVS-Anwendungsarchitektur im Bereich der Verkehrsinformation im Individualverkehr wird ein Katalog von zukünftig notwendigen IVS-Anwendungen und IVS-Schnittstellen erstellt. Dazu kann im Bereich der Verkehrsinformation im Individualverkehr auf den von Los 1 bereitgestellten Katalogen aufgebaut und weitere notwendige IVS-Anwendungen und IVS-Schnittstellen ergänzt werden.

Basierend auf diesen Katalogen kann dann eine Matrix, die die Zuordnung zwischen den IVS-Anwendungen und IVS-Schnittstellen beschreibt, erstellt werden.

Ergebnis: Link

Gap-Analyse für die IVS-Anwendungsarchitektur

Ziel der Gap-Analyse der Anwendungsarchitektur ist es, die Änderungen an den IVS-Anwendungen sowie IVS-Schnittstellen herauszuarbeiten, die für die Umsetzung der IVS-Ziel-Anwendungsarchitektur benötigt werden.

Ergebnis: Link

IVS-Anwendungsarchitekturkandidaten für die IVS-Architektur-Roadmap

Aus der Gap-Analyse resultieren IVS-Anwendungen und IVS-Schnittstellen, die als IVS-Anwendungsarchitekturkandidaten für die IVS-Architektur-Roadmap deklariert werden können und deren Umsetzungsarbeitsschritte über die Roadmap beschrieben sowie geplant werden können.

Ergebnis: Link

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Ergebnisse 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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