IVS-Architekturprinzipien

IVS-Architektur

Grundsätzlich befasst sich ein IVS-Architekt neben der funktionalen, technischen und wirtschaftlichen Realisierung vor allem mit der gestalterischen Planung von IVS-Diensten. Über das Wissen um Realisierung von IVS und IVS-Diensten hinaus liegt seine Kernkompetenz also vor allem in der Schaffung von IVS-Architektur. Dabei orientiert er sich an übergeordneten Leitbildern und Zielvorstellungen seiner Bauherren oder entwickelt dazu eigene Vorstellungen.

Die IVS-Pyramide

Als geeignetes Metamodell und methodisches Hilfsmittel zur überschaubaren und nachvollziehbaren Darstellung und Beschreibung von IVS-Diensten wird dem IVS-Architekten vom Arbeitskreis "ITS Systemarchitekturen“ der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) die beschriebene und begründete „IVS-Pyramide“ vorgeschlagen (siehe auch Hinweise zur Strukturierung einer Rahmenarchitektur für Intelligente Verkehrssysteme (IVS) in Deutschland – Notwendigkeit und Methodik, FGSV-Nr. 305 ()).

Die IVS-Pyramide mit 5 Ebenen

Die IVS-Pyramide

• besteht aus fünf Schichten, die zusammen den potentiell möglichen Betrachtungs- und Darstellungsbereich einer IVS-Architektur aufspannen.
• repräsentiert den strukturellen Aufbau von IVS-Diensten, um darüber ihre Eigenschaften besser identifizieren, einordnen und miteinander in Beziehung setzen zu können.
• liefert für die Beschreibung von IVS-Diensten die für IVS-Geschäftsmodelle notwendige Semantik.

Die IVS-Pyramide enthält folgende Schichten:

• Leitbild:
  • Es beschreibt die Ziele der Realisierung und Vernetzung/Integration von einem oder mehreren IVS-Diensten, welche in Nutzungsprozessen, was im einfachsten Fall eine Privatperson mit ihrem Smartphone sein kann, genutzt werden.
• Strategieebene:
  • Sie beschreibt die strategische Bedeutung von IVS-Diensten (z. B. organisations- und grenzüberschreitender Mehrwert).
• Prozessebene:
  • Sie beschreibt, welcher IVS-Akteur an der Mehrwertbildung mit Hilfe von IVS in welcher IVS-Rolle an IVS-Diensten zu beteiligen ist, wie diese IVS-Akteure die strategische Bedeutung beurteilen und wie und mit welchen Belangen die Beteiligung an IVS-Geschäftsprozessen zu verankern ist. Zudem erläutert sie die Abhängigkeiten der beteiligten IVS-Akteure bzw. IVS-Rollen und wie daraus IVS-Nutzen/IVS-Mehrwert generiert wird.
• Informationsebene:
  • Sie identifiziert und beschreibt, welche Informationen zur Mehrwertbildung beitragen und wie diese strukturiert sind.
• IT-Dienste-Ebene und Infrastrukturebene:
  • Sie beschreiben wie die Informationen generierbar sind und wie sie bereitgestellt werden.

Die IVS-Pyramide kann in allen Phasen einer inhaltlichen Auseinandersetzung auf alle relevanten Aspekte von IVS und IVS-Diensten angewendet werden. Vor allem können Forderungen nach verändertem Rollenverständnis über die Anwendung der IVS-Pyramide identifiziert und konkretisiert werden. Vor allem wenn IVS-Dienste verteilt realisiert werden, kann die IVS-Pyramide stets den logischen Zusammenhang vermitteln.

Ebenen von IVS-Architektur

In den Hinweisen zur Strukturierung einer Rahmenarchitektur für Intelligente Verkehrssysteme (IVS) in Deutschland – Notwendigkeit und Methodik, FGSV-Nr. 305 werden drei aufeinander aufbauende IVS-Architekturen unterschieden. Die Ebenen im Kontext des vorliegenden Projekts "IVS-Rahmenarchitektur Straße für Deutschland" zeigt nebenstehendes Bild.

Ebenen von IVS-Architektur

• Die IVS-Rahmenarchitektur legt die Gestaltungsgrundsätze fest, nach denen der IVS-Architekt bei der Planung und Realisierung von IVS-Diensten vorgehen soll.
• Eine IVS-Referenzarchitektur konkretisiert die von der IVS-Rahmenarchitektur vorgegebenen Konzepte für eine IVS-Dienstekategorie (IVS-Dienstefamilie) für den Gestaltungsraum einer spezifischen IVS-Domäne.
• Die IVS-Architektur realer IVS-Dienste ist die tatsächliche Umsetzung relevanter IVS-Referenzarchitekturen bis zur letzten Detaillierungsebene in einem konkreten Anwendungsfall.

Die Zahl der IVS-Referenzarchitekturen ist vom Grunde her nicht begrenzt. Im vorliegenden Projektverbund der Lose 1- 4 ist mit den Losen 2 bis 4 die Entwicklung von IVS-Referenzarchitekturen für drei IVS-Dienstekategorien vorgesehen, und zwar:

• Los 2: Durchgängige Verkehrsinformation Individualverkehr
• Los 3: Zuständigkeitsübergreifendes Verkehrsmanagement
• Los 4: Multimodale Reiseinformationen

Implementierung von IVS-Architektur

Implementierung von IVS-Architektur

Für die Implementierung von IVS-Architektur bedarf es der Entwicklung von IVS-Architekturbausteinen, mit denen IVS-Architekturkonzepte mit ihrer Semantik formuliert werden und die durchgehend den Charakter, das Wesen von IVS-Diensten bestimmen sollen. Die Gesamtheit der IVS-Architekturkonzepte könnte man auch mit dem Begriff IVS-Architekturschule belegen.

Wie nebenstehendes Bild zeigen soll, werden über die IVS-Architekturschule vornehmlich politische Zielsetzungen implementiert. Da "kluge" Politik jedoch auch immer die Intreressen der Basis einbindet, reflektiert die "Schulmeinung" auch das Interesse der Bauherren realer IVS-Dienste durch nachhaltige Einbindung von Stakeholdern und IVS-Akteuren (siehe auch "Open IVS" als Leitgedanke).

Konzeptinstanziierung zur Konkretisierung von IVS-Architektur

"Going Meta"

Die Methodik des Konzeptinstanziierung, das heißt der Übertragung und Abbildung von IVS-Architekturkonzepten mit ihrer Semantik, ausgehend von der IVS-Rahmenarchitektur über die IVS-Referenzarchitekturen bis hin zu IVS-Architekturen realer IVS-Dienste soll nebenstehendes Bild verdeutlichen:

• mit der IVS-Rahmenarchitektur (Meta-Meta-Modell der realen Welt) werden die für die IVS-Architektur von IVS-Diensten notwendigen Architekturkonzepte über die Auswahl diesbezüglicher IVS-Architekturbausteine festgelegt, begründet und semantisch beschrieben.

• mit IVS-Referenzarchitekturen (Meta-Modellen der realen Welt ) werden die Architekturkonzepte der IVS-Rahmenarchitektur für eine Dienstekategorie konkretisiert.

• mit IVS-Architekturen realer IVS-Dienste (Meta-Modelle der realen Welt ) werden die bereits für eine IVS-Dienstekategorie konkretisierten Architekturkonzepte der IVS-Rahmenarchitektur für einen realen IVS-Dienst weiter konkretisiert und angewendet.

Die IVS-Architektur eines realen IVS-Dienstes muss allerdings nicht zwangsweise in allen Punkten konform zur IVS-Rahmenarchitektur und IVS-Referenzarchitektur sein. Breite und Tiefe der IVS-Architektur-Konzeptinstanziierung liegen im Ermessen des Realisiers. Die Bewertung der IVS-Architektur und damit des Nutzen eines realen IVS-Dienstes liegt dann im Ermessen des Nutzers.

Qualität von IVS-Architektur

Gibt es eine „gute“ IVS-Architektur?

Konstruktive Weitsicht ist eine wünschenswerte Qualifikation eines IVS-Architekten; er hat sie oder er hat sie nicht. Hat er sie, wird er die Freiheitsgrade für IVS-Dienste-Gestaltung nutzen, damit die aktuell zu realisierenden Dienstmerkmale einem der Hauptziele von IVS-Architektur, soweit für ihn erkennbar, zukünftigen Integrations- oder Erweiterungsmöglichkeiten nicht im Wege stehen.

Eine IVS-Referenzarchitektur oder die IVS-Architektur eines realen IVS-Dienstes sind dann eine „gute“ Architektur, wenn sie die Merkmale der IVS-Rahmenarchitektur konzeptgetreu in die Architektur einer IVS-Dienstekategorie oder einen realen IVS-Dienstes übertragen.

Man muss jedoch verstehen, dass „gut“ ein Ideal ist. Das heißt, dass IVS-Rahmenarchitektur im konkreten Anwendungsfall vorrangig eine Orientierungs- und Bewertungshilfe ist, um dem Vorsatz, eine gute Architektur zur erzielen, auch nachvollziehbar zu folgen. Unvermeidbare Abweichungen können dann erkannt, bewertet und in ein Gesamtbild eingeordnet werden.

Verbindung von TOGAF Konzepten mit Vorstellungen von IVS-Architektur

Architekturdomänen von TOGAF

Datei:TOGAFArchitekturdomänen2.png

Architekturdomänen von TOGAF

Um die Diskussion um Begriffe und ihre Semantik im Projekt "IVS-Architektur Straße für Deutschland" von Anfang an objektiver und effektiver zu gestalten und auf die übergeordnete Zielsetzung der konsensualen Schaffung einer IVS-Rahmenarchitektur und von drei IVS-Referenzarchitekturen auszurichten, bietet die Standardisierungsinitiative TOGAF das Metamodell der in Schichten angeordneten TOGAF-Architekturdomänen an, mit dem Ziel unter dem Schlagwort Unternehmensarchitektur, das komplexe Verhalten von Unternehmen auf der Grundlage vereinbarter (standardisierter) Grundkonzepte (sogenannte Basisarchitekturen) zukünftig gleichartig beschreiben zu können.

Hier schließt sich der Kreis zu der aktuellen Vorstellung von IVS-Architektur,der von der IVS-Pyramide als hierarchisches Ordnungsprinzip geprägt ist, das auf die Schichten des TOGAF-Schichtenmodells abgebildet werden kann.

Abbildung der TOGAF-Architekturdomänen auf die Ebenen der IVS-Pyramide

Natürlich muss klar sein, dass von Los 1 nur die wichtigsten Ebenen/Unterebenen und deren Bereiche adressiert werden können und müssen, eben diejenigen, die für die Funktionalität und das Verhalten von IVS-Diensten bedeutsam sind (Qualität vor Quantität). Bildhaft gesprochen geht es darum, für IVS-Dienste solche Teilbereiche in den TOGAF-Ebenen zu identifizieren, die geeignet sind, allgemeine Gestaltungsziele für IVS-Architekturen (IVS-Referenzarchitekturen, IVS-Architektur realer IVS-Dienste) den allgemeinen TOGAF-Zielen unterzuordnen. IVS-Ziele sind in diesem Sinne spezieller als TOGAF-Ziele. Konformität wäre z.B. gegeben, wenn Merkmale eines IVS-Ziels auch als Merkmale eines TOGAF-Ziels feststellbar sind.

Abbildung der Ebenen der IVS-Pyramide auf die Architekturdomänen von TOGAF

Beziehung zwischen TOGAF und IVS

TOGAF steht insgesamt für eine semantische Struktur, die TOGAF-relevante Konzepte in Beziehung bringt und damit eine Grundordnung für übergreifendes Gestalten von TOGAF-Domänen vermittelt. Durch Gestalten sollen Formen von Zusammenarbeit von IVS-Akteuren in globalisierenden Zusammenhängen verbessert oder gar erst ermöglicht werden. Effizienz und Effektivität sind dabei wesentliche Qualitätsmerkmale in der Ausrichtung gestalterischer Entscheidungen.

IVS als Ganzes ist bisher „unscharf“ definiert. Es müssen also Wege für Interpretationen gefunden werden, auf denen für Dritte nachvollziehbar dargestellt werden kann, wie eine allgemeine TOGAF-Sicht auf TOGAF-Konzepte auf IVS-Konzepte abgebildet oder damit in Beziehung gebracht werden können. Dazu muss umgekehrt auch dargelegt werden, dass die gemeinhin spezielleren IVS-Konzepte eine TOGAF-Relevanz in sich tragen. Mit anderen Worten, es muss verifizierbar werden, dass der IVS-Gestaltungsfokus dem TOGAF-Gestaltungszweck entspricht.

Für die sprachliche Ausstattung der Bestandteile der Terminologie und ihre Darstellung sollte man sich auf die Verwendung von – möglichst schon existierenden und bewährten – Standards und den dort angebotenen Konzepten einigen. Nur damit können subjektive Sachverhalte zumindest in der Darstellung objektiviert werden.

Beispiel von IVS-Leitbildern auf den verschiedenen Ebenen der IVS-Pyramide

Strategie-Ebene

• Der Reisende ist Mittelpunkt des gemeinsamen Handelns aller IVS-Akteure
• Anwendung des Open Data Prinzips
• Einhaltung der DELEGIERTE VERORDNUNG (EU) Nr. 886/2013 DER KOMMISSION vom 15. Mai 2013 zur Ergänzung der Richtlinie 2010/40/EU des Europäischen Parlaments und des Rates in Bezug auf Daten und Verfahren für die möglichst unentgeltliche Bereitstellung eines Mindestniveaus allgemeiner für die Straßenverkehrssicherheit relevanter Verkehrsinformationen für die Nutzer
• Einhaltung der DELEGIERTEN VERORDNUNG (EU) 2015/962 DER KOMMISSION vom 18. Dezember 2014 zur Ergänzung der Richtlinie 2010/40/EU des Europäischen Parlaments und des Rates hinsichtlich der Bereitstellung EU-weiter Echtzeit-Verkehrsinformationsdienste
• Einhaltung der DELEGIERTE VERORDNUNG (EU) Nr. 886/2013 DER KOMMISSION vom 15.5.2013 zur Ergänzung der IVS-Richtlinie 2010/40/EU des Europäischen Parlaments und des Rates in Bezug auf die Bereitstellung von Informationsdiensten für sichere Parkplätze für Lastkraftwagen und andere gewerbliche Fahrzeuge

Geschäftsprozess-Ebene

• Service-Orientierung
• Datenaustasuch über den National Access Point MDM

Informationsarchitekur-Ebene

• Offene Schnittstellen
• Nutzung und Anwendung internationaler Standards für den Datenaustausch