Entwicklung eines Vorgehens zum Safety Assessment für sicherheits-kritische Informationssysteme
Christina Schäfer
Entwicklung eines Vorgehens zum
Safety Assessment für sicherheits-kritische
Informationssysteme in der
zivilen Gefahrenabwehr
am Beispiel der Feuerwehr
© 2019 Christina Schäfer
Autor: Christina Schäfer
Verlag & Druck: tredition GmbH, Hamburg
ISBN:
978-3-7482-1563-9 (Paperback)
978-3-7482-1564-6 (Hardcover)
978-3-7482-1565-3 (e-Book)
Das Werk, einschließlich seiner Teile, ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung ist ohne Zustimmung des Verlages und des Autors unzulässig. Dies gilt insbesondere für die elektronische oder sonstige Vervielfältigung, Übersetzung, Verbreitung und öffentliche Zugänglichmachung.
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek:
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar.
Entwicklung eines Vorgehens zum
Safety Assessment
für sicherheits-kritische Informationssysteme
in der zivilen Gefahrenabwehr
am Beispiel der Feuerwehr
zur Erlangung des akademischen Grades
DOKTOR DER INGENIEURWISSENSCHAFTEN (Dr.-Ing.)
der Fakultät für Maschinenbau
der Universität Paderborn
genehmigte
DISSERTATION
von
Dipl.-Inf. Christina Schäfer
aus Bochum
Tag des Kolloquiums: 05. Dezember 2018
Referent: Prof. Dr.-Ing. Rainer Koch
Korreferent: Prof. Dr. Gerd Szwillus
Zusammenfassung
Informationssysteme erhalten in der heutigen Zeit immer mehr Bedeutung in unterschiedlichsten Berufszweigen. Insbesondere in sicherheits-kritischen Kontexten werden Aufgaben durch Informationstechnologien übernommen oder unterstützt.
Die vorliegende Arbeit zielt auf eine Analyse des Entwicklungsprozesses von sicherheits-kritischen Informationssystemen und eröffnet Möglichkeiten erhöhte Sicherheitsstrukturen in bestehende Prozesse zu integrieren. Zunächst wurden Indikatoren bezüglich des Risikos in der Entwicklung von Informationssystemen in der zivilen Gefahrenabwehr ermittelt und mit bestehenden Ansätzen verglichen. Darauf aufbauend wurde zum einen ein Safety Assessment als paralleler Entwicklungszweig festgelegt und zum anderen ein Methodenkatalog für den Kontext der zivilen Gefahrenabwehr erstellt. Methoden wurden im Kontext angewendet und auf ihren Beitrag zum Safety Assessment geprüft.
Summary
Information systems are becoming more and more important in a wide variety of occupations today. In particular in safety-critical contexts, tasks are taken over or supported by information technologies.
The presented work provides an analysis of the development process of safetycritical information systems and opens possibilities to integrate increased safety structures into existing processes. First, indicators on civil safety information systems were identified and compared with existing approaches. Based on this, on the one hand, a Safety Assessment was defined as a parallel development process, and on the other hand, a method portfolio for the context of civil safety was created. Methods were applied in context and tested for their contribution to the Safety Assessment.
Vorwort und Danksagung
„Derjenige, der etwas zerbricht, um herauszufinden, was es ist, hat den Pfad der Weisheit verlassen.“ (J.R.R. Tolkien)
Die vorliegende Dissertation versucht einen Pfad für die Entwicklung von sicherheits-kritischen Informationssystemen zu schaffen, der eine gebrauchstaugliche Anwendung der Systeme in der zivilen Gefahrenabwehr schafft, ohne dass etwas „zerbricht“. Die Arbeit wurde im Rahmen meiner Tätigkeiten als Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Arbeitsgruppe „Computeranwendung und Integration in Konstruktion und Planung“ verfasst. Dazu war es mir möglich in verschiedene Forschungsprojekte Einblick zu erhalten, zu lernen und selbst zu gestalten. Dafür möchte ich besonders Dank an meinen Doktorvater Herrn Prof.-Dr.-Ing. Rainer Koch richten, für die Teilhabe in einem spannenden Forschungsfeld, die Betreuung meiner Arbeit und viele anregende Gespräche. Zusätzlich möchte ich meinen Dank an Herrn Prof. Dr. Gerd Szwillus ausdrücken, der maßgeblich meinen Start in das Themenfeld begleitet hat. Darüber hinaus hat der stets interessante Diskurs mit Kollegen und Freunden meine Arbeit geprägt, sodass ich sie hier nicht unerwähnt lassen möchte. Dass die vorliegende Arbeit letztlich fertiggestellt wurde, verdanke ich aber maßgeblich meiner Familie, die mich bestärkt, an mich geglaubt und mir immer wieder Mut gemacht hat, weiterzumachen. Dabei möchte ich insbesondere meinem Mann Daniel Schäfer, meinen Kindern Janina und Jonah und meinen Eltern Udo und Andrea Reck danken.
Damit bleibt: Es gilt mein Dank allen, die mich auf meinem Pfad hierhin begleitet haben!
Paderborn, den 12.12.2018
Christina Schäfer
Teile dieser Arbeit sind in folgenden Dokumenten vorveröffentlicht
• POTTEBAUM, J.; SCHÄFER, C.: IT-Systeme für das Krisenmanagement. In: Sicherheitskritische Mensch-Computer-Interaktion. Wiesbaden : Springer Fachmedien Wiesbaden, 2018, S. 253–276
• ZINKE, R.; KÜNZER, L.; SCHRÖDER, B.; SCHÄFER, C.: Integrating Human Factors into Evacuation Simulations - Application of the Persona Method for Generating Populations. Analytical Modeling and. In: Simulation Proceedings of the 14th ISCRAM Conference, 2017
• SCHAFER, C.; SAUERLAND, T.; POTTEBAUM, J.; MARTERER, R.; BEHNKE, D.; WIETFELD, C.; GRAY, P.; DESPOTOV, B.: Cloud-based semantic services for pan-European emergency preparation and planning. In: 2017 Annual IEEE International Systems Conference (SysCon) : IEEE, 2017 — ISBN 978-1-5090-4623-2, S. 1–7
• POTTEBAUM, J.; SCHAFER, C.; KUHNERT, M.; BEHNKE, D.; WIETFELD, C.; BUSCHER, M.; PETERSEN, K.: Common information space for collaborative emergency management. In: 2016 IEEE Symposium on Technologies for Homeland Security (HST) : IEEE, 2016 — ISBN 9781-5090-0770-7, S. 1–6
• SCHÄFER, C.; ZINKE, R.; KÜNZER, L.; HOFINGER, G.; KOCH, R.: Applying Persona Method for Describing Users of Escape Routes. In: Transportation Research Procedia Bd. 2 (2014), S. 636–641
• SCHÄFER, C.; KÜNZER, L.; ZINKE, R.: Intergation und Modellierung von menschlichen Faktoren für die Evakuierung von U-Bahn-Systemen. In: Proceedings of the INFORMATIK 2013. Koblenz, 2013
• FRIBERG, T.; SCHÄFER, C.; KOCH, R.: Methodology for Analysing Unstructured Usability Evaluation Data. In: . Berlin, Heidelberg : Springer, 2012, S. 249–260
• LINDEMANN, C. ; SCHÄFER, C. ; KOCH, R.: Requirements of Knowledge-Management in Industrial Organisations and the Sector of Public Safety and Security: Same or Different? In: Proceedings of the 8th International Conference on Intellectual Capital, Knowledge Management & Organisational Learning – ICICKM (2011)
• SCHÄFER, C ; POTTEBAUM, J ; LÖKEN, J ; und R. und KOCH: Geo-Entscheidungsunterstützung für die ABC-Gefahrenabwehr. In: Geoinformatik 2010. Kiel : Geoinformatik, 2010.
• RECK, C.: Entwicklung eines Konzepts zur modellbasierten Fehlerdiagnose. Informatiktage 2009, März 2009.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1