DevOps
Artikel: Azure DevOps für den Schienenverkehr von morgen
06/2022 - Beim ITS World Congress in Hamburg 2021 konnten die Besucher:innen eine Premiere auf der Schiene erleben: Erstmalig stattete die Digitale Schiene Deutschland zusammen mit namhaften Partnern aus der Industrie einen Triebzug mit einem integrierten System aus sensorbasierter Umfeldwahrnehmung, Lokalisierung und einer Digitalen Karte aus. Microsofts Azure DevOps spielt bei der technologischen Entwicklung eine wichtige Rolle.
Es war nicht weniger als der Blick in die Zukunft des Schienenverkehrs, der im Oktober 2021 im Rahmen des ITS Weltkongresses in Hamburg erlebt werden konnte. Ausgestattet mit hochmodernen Sensoren an der Zugfront fuhr die umgerüstete S-Bahn des Projekts Sensors4Rail auf Sonderfahrten durch die Stadt: Das Pilotprojekt der Digitalen Schiene Deutschland weist in Richtung digitaler Zukunft der Bahn.
Der Triebzug steckt voller komplexer Software, modernster Sensoren und leistungsstarker Rechner-Hardware. Als eines von zwei innovativen Projekten der Digitalen Schiene Deutschland und seiner Kooperationspartner sorgte Sensors4Rail auf dem ITS World Congress in Hamburg für viel positives Aufsehen.
Im digitalen Software-Innenleben von Sensors4Rail kennt sich Dr. Sebastian Skibinski (Software-Lead, Digitale Schiene Deutschland - Sensors4Rail, DB Netz) genau aus: „Der vorgestellte Prototyp ist ein sehr komplexes System. Seine Sensorik und Recheneinheiten sind in der Lage, die erfassten Sensordaten in Echtzeit zu verarbeiten.“
Ein perfektes Zusammenspiel
Auf diesen Recheneinheiten wird eine Vielzahl von Software-Komponenten ausgeführt, die im Rahmen des Projekts partnerübergreifend zwischen der DB Netz und den Projektpartnern wie Siemens Mobility, Bosch Engineering, IBEO Automotive Systems und HERE Technologies spezifiziert und entwickelt wurden.
All diese Software-Komponenten greifen in einer komplexen Art und Weise ineinander und tauschen Informationen aus. Das aufwändige und perfekt aufeinander abgestimmte Zusammenspiel der Software-Bestandteile macht die verschiedenen Funktionen, die im „Sensors4Rail“ Projekt gezeigt wurden, erst möglich.
Hierbei ermöglicht es die Cloud-Lösung Azure DevOps, die von verschiedenen Partnern entwickelten Software-Elemente kollaborativ zusammenzuführen, weiterzuentwickeln, zu testen und final als Speicherabbild bereitzustellen.
Hochmoderne Sensoren zur Umfeldwahrnehmung und Lokalisierung stellen genaueste Informationen über das Zugumfeld und die exakte Position zur Verfügung. Auf Basis dieser Daten könnten Züge zukünftig optimal gesteuert werden und in optimalen Abständen fahren, was die Kapazität der Strecke erhöht.
Ohne Cloud geht nichts
Eine wichtige Rolle dabei spielen verschiedene Cloud-Lösungen. Zum einen kommt Microsofts Cloud-Lösung Azure DevOps für die Software-Entwicklung und Bereitstellung zum Einsatz. Zum anderen wird im Projekt Amazons Cloud-Lösung AWS für den Empfang und die Bereitstellung der Sensordaten genutzt.
Dr. Sebastian Skibinski weist auf die besondere Rolle von Enablern wie Azure DevOps in komplexen Projekten hin: „Bei dieser Größe ist für die Software-Entwicklung, für die Durchführung der Tests und für die Bereitstellung ein Enabler fundamental wichtig.“
„Ohne diese Basis hätte der Austausch von Software-Komponenten und die Arbeit an gemeinsamen Schnittstellen beispielsweise per E-Mail erfolgen müssen“, sagt Skibinski. Mithilfe der Cloud-Lösung von Microsoft habe man jedoch kollaborativ an Software-Komponenten und ihren Schnittstellen arbeiten können. Nachgelagerte Software-Entwicklungsprozesse wurden automatisiert.
Ein Gewinn für beide Seiten
Stephan Witt (Product Owner, Azure DevOps-Team) weist in diesem Zusammenhang darauf hin, dass es für die Partner im Konzern vorteilhaft war, auf das Portfolio strategischer Partner der DB Systel zurückgreifen zu können. Denn die darin enthaltenen Produkte und Leistungen erfüllen alle IT-Sicherheits- und Datenschutzrichtlinien.
Auf diese Weise stehen Software-Großprojekte der DB-Gesellschaften von Anfang an auf einem soliden und sicheren Fundament. „Und die Konzernpartner können sicher sein, dass die Lösung des strategischen Partners skalierbar ist und auf die spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten werden kann“, weiß Witt.
Beim Projekt „Sensors4Rail“ kam darum Microsofts Azure DevOps zur Anwendung. „Die Zusammenarbeit mit Microsoft war wie schon bei vergangenen Projekten ausgezeichnet“, betont Witt. Alle Erwartungen der Projektbeteiligten wurden erfüllt und für Microsoft wurde das erste Pilotprojekt im DB-Konzern ein voller Erfolg: Azure DevOps verließ Mitte 2021 erfolgreich die Prototypenphase und steht nun allen DB-Kolleg:innen über das DB Systel Portfolio zur Verfügung.
Ständige Weiterentwicklung
„Die Plattform wird laufend verbessert“, sagt Stephan Witt. „Wir möchten Ergebnisse und Lessons Learned festhalten, die im Weiteren wichtige Erkenntnisse für zukünftige Projekte liefern.“
Für das DevOps-Team der DB-Systel ist es selbstverständlich, seine Arbeit nach DevOps-Prinzipien durchzuführen: Neue Anforderungen und Feedback werden richtlinienkonform umgesetzt und diese Erweiterungen betrieben. Beides erfolgt ebenfalls in Azure DevOps, um zukünftigen Anforderungen und Ansprüchen im Konzern gerecht zu werden.
Was ist das DevOps-Prinzip bei DB Systel?
DevOps ist ein Akronym aus den Begriffen „Development“ und „Operations“. Damit ist die Zusammenlegung der beiden Teildisziplinen (Software-)Entwicklung einerseits und (Software-)Betriebsführung andererseits gemeint. DevOps-Teams sind demnach dafür verantwortlich, dass eine Anwendung nicht nur entwickelt wird, sondern auch stabil läuft. Das Grundprinzip lautet: "You build it. You run it." In dieser Art der optimierten Zusammenarbeit werden Menschen, Prozesse und Technologien so miteinander vereint, dass Kund:innenbedürfnisse besser und schneller bedient werden und für mehr Sicherheit und Compliance gesorgt wird. Mehr Infos und viele Details im Video der DB Systel: 244 Sekunden DevOps bei der Deutschen Bahn – Was ist das und wie geht das?
Das Projekt „Sensors4Rail“ startet nun bereits in die zweite Projektphase. Von 2022 bis 2023 sind zahlreiche Messfahrten geplant. In der zweiten Phase liegt das Augenmerk auf der Sensordatenakquisition. Durch eine Ausweitung des Testgebietes auf weitere Strecken im Hamburger S-Bahn-Netz können wertvolle Erkenntnisse über die Performance der Funktionen in unterschiedlichen Szenarien und Streckenabschnitten gewonnen werden. Außerdem steht eine Erhöhung der Diversität der Daten im Vordergrund. Dazu zählen neben neuen Teststrecken auch die Aufnahmen von Rohdaten bei unterschiedlichsten Wetterbedingungen und Tages- sowie Nachtzeiten. Diese Rohdaten der Sensoren dienen als Grundlage für die fortwährende Weiterentwicklung des Systems durch ein wiederholtes Training der verwendeten neuronalen Netze – und auch dabei werden Enabler wie Microsofts Azure DevOps wieder eine entscheidende Rolle spielen.
Weiter