Zielplattformen
Einordnung
Dieser Artikel beschreibt die Zielplattformen, auf denen die Einsatzsoftware betrieben werden soll.
Die Definition der Zielplattformen ist eine wichtige Grundlage für spätere Architekturentscheidungen, insbesondere für die Auswahl geeigneter Programmiersprachen und Frameworks.
Die Auswahl orientiert sich ausschließlich an realen Einsatzbedingungen im Katastrophenschutz sowie an den tatsächlich vorhandenen Geräten innerhalb des THW.
Neue Plattformen oder Spezialhardware werden nicht als Grundlage des Designs angenommen.
Grundprinzip
Die Einsatzsoftware muss auf den Geräten funktionieren, die im Einsatz real vorhanden sind.
Diese Geräte lassen sich in drei Gruppen einteilen:
- Smartphones im Einsatzraum
- Arbeitsplätze in Führungsstrukturen
- Visualisierungssysteme für Lageübersichten
Diese drei Gruppen unterscheiden sich deutlich hinsichtlich
- Bildschirmgröße
- Eingabemöglichkeiten
- Arbeitsumgebung
- Nutzungsdauer
- Aufgaben im Einsatz
Die Software muss diese Unterschiede berücksichtigen.
Smartphones im Einsatzraum
Smartphones werden primär zur Datenerfassung verwendet.
Typische Aufgaben sind beispielsweise:
- Erfassen von Schadensmeldungen
- Fotografische Dokumentation
- Erfassen von Messwerten
- Übermittlung von Beobachtungen
- Kontrolle der selbst erfassten Daten
Eine umfassende Datenanalyse oder komplexe Lagevisualisierung ist auf Smartphones in der Regel nicht sinnvoll.
Die Gründe hierfür sind unter anderem:
- kleine Bildschirme
- eingeschränkte Eingabemöglichkeiten
- Nutzung unter schwierigen Einsatzbedingungen
- hohe Ablenkungsgefahr im Einsatzraum
Die Gestaltung der Smartphone-Funktionalität muss sich daher eng am mentalen Modell der Helfer orientieren.
Betriebssysteme
Im Ehrenamt werden unterschiedliche Smartphones eingesetzt.
Typischerweise handelt es sich um:
- Android-Smartphones
- Apple iPhones
Dabei können sowohl neue als auch ältere Geräte im Einsatz sein.
Die Software muss daher auf einer möglichst großen Bandbreite von Geräten funktionieren.
Arbeitsplätze in Führungsstrukturen
Ein wesentlicher Teil der Arbeit mit Einsatzdaten erfolgt nicht im Einsatzraum, sondern in Führungsstrukturen.
Typische Orte hierfür sind:
- Führungsfahrzeuge
- Einsatzstäbe
- Lage- und Koordinierungsstellen
Die dort verwendeten Geräte sind in der Regel Laptops oder vergleichbare Arbeitsplatzsysteme.
Typische Aufgaben sind:
- Datenanalyse
- Lagebewertung
- Planung von Maßnahmen
- Erstellung von Lagemeldungen
Für diese Aufgaben stehen größere Bildschirme sowie Tastatur und Maus zur Verfügung.
Betriebssysteme
In diesen Umgebungen werden typischerweise Systeme mit Microsoft Windows eingesetzt.
Aktuell ist insbesondere verbreitet:
- Windows 10 LTSC
Perspektivisch ist ein Übergang zu
- Windows 11 LTSC
zu erwarten.
Diese Systeme werden sowohl im Hauptamt als auch im Ehrenamt verwendet.
Arbeitsplätze in Lage- und Koordinierungsstellen
In größeren Lage- und Koordinierungsstellen können unterschiedliche Arbeitsplatztypen eingesetzt werden.
Typische Konfigurationen sind beispielsweise:
- Laptops
- stationäre Arbeitsplatzrechner
- Thin-Clients
Diese Systeme werden meist für folgende Aufgaben genutzt:
- Datenanalyse
- Lageübersicht
- Koordination von Maßnahmen
- Erstellung von Lagebildern
Die Arbeitsumgebung ähnelt dabei häufig einer klassischen Bürosituation.
Visualisierungssysteme
Ein wichtiger Bestandteil moderner Einsatzführung ist die Darstellung von Lageinformationen auf größeren Bildschirmen.
Typische Beispiele sind:
- große Lagebildmonitore
- Statusdisplays
- Informationsdisplays in Führungsräumen
Diese Systeme dienen primär der gemeinsamen Lageübersicht.
Technische Umsetzung
Solche Anzeigen können beispielsweise über kleine Einplatinencomputer betrieben werden.
Ein typisches Beispiel hierfür ist der Einsatz von
- Raspberry-Pi-Systemen
Diese Systeme greifen in der Regel auf eine zentrale Anwendung zu, die die erforderlichen Informationen bereitstellt.
Alternativ kann eine Visualisierung lokal so installiert sein, dass sie beim Einschalten automatisch gestartet wird.
Webbrowser
Viele der genannten Systeme greifen über einen Webbrowser auf Anwendungen zu.
Typische Browser in den beschriebenen Umgebungen sind:
- Microsoft Edge
- Mozilla Firefox
Diese Browser sind sowohl im Hauptamt als auch im Ehrenamt weit verbreitet.
Serverumgebungen
Serverkomponenten der Einsatzsoftware können auf klassischen Linux-Systemen betrieben werden.
In der Praxis wird hierfür typischerweise
- Debian Linux
eingesetzt.
Der Einsatz von Containern ist möglich.
Typische Technologien hierfür sind:
- Docker
- Podman
Komplexe Container-Orchestrierungssysteme werden hingegen nicht als notwendige Grundlage angenommen.
Offlinefähigkeit
Ein zentraler Bestandteil des Systemdesigns ist die Fähigkeit, auch ohne Netzverbindung zu funktionieren.
Dies betrifft insbesondere:
- Smartphones im Einsatzraum
- Systeme in Einsatzfahrzeugen
- lokale Führungsstrukturen
Die Anforderungen an den Betrieb ohne Netzwerk werden im Artikel Netzausfall näher beschrieben.
Architektonische Implikationen
Aus den definierten Zielplattformen ergeben sich mehrere architektonische Konsequenzen.
Erstens muss die Software auf sehr unterschiedlichen Geräteklassen lauffähig sein, von Smartphones über Windows-Arbeitsplätze bis hin zu Anzeige- und Visualisierungssystemen.
Zweitens spricht die große Verbreitung von Webbrowsern, insbesondere auf Windows-Arbeitsplätzen und Visualisierungssystemen, dafür, Webtechnologien bei der Gestaltung der Benutzeroberflächen ernsthaft zu prüfen.
Drittens ergibt sich aus der geforderten Offline-Fähigkeit, dass die Architektur nicht allein unter der Annahme einer jederzeit verfügbaren Serververbindung entworfen werden darf.
Viertens muss geprüft werden, in welchem Umfang einzelne Plattformen lokale Komponenten benötigen, beispielsweise für lokale Datenhaltung, kontrollierten Dateizugriff, Datenaustausch über Wechseldatenträger oder den automatischen Start definierter Visualisierungen.
Damit spricht die Plattformlandschaft einerseits für eine möglichst einheitliche technische Basis, andererseits aber gegen vorschnelle Festlegungen auf eine ausschließlich browserbasierte Lösung.
Offene Architekturfrage
Auf Grundlage der Zielplattformen ist derzeit noch offen, welche konkrete technische Form der Client-Anwendung die am besten geeignete ist.
Insbesondere kommen aus heutiger Sicht grundsätzlich mehrere Ansätze in Betracht:
- reine Browser-Anwendung
- Progressive Web App
- native Anwendung
- lokal installierte Anwendung mit integrierter Webtechnologie
- Kombination aus lokalen und webbasierten Komponenten
Welche dieser Varianten geeignet ist, muss in späteren Architekturentscheidungen systematisch geprüft werden.
Maßgebliche Prüfkriterien sind insbesondere:
- zuverlässige Offline-Fähigkeit
- kontrollierte lokale Datenhaltung
- Nutzung lokaler Ressourcen
- Installierbarkeit in den vorhandenen Umgebungen
- Wartbarkeit über lange Zeiträume
- einheitliche Bedienbarkeit über mehrere Plattformen
Die Zielplattformen legen daher noch keine konkrete Client-Architektur fest, engen den sinnvollen Lösungsraum aber bereits deutlich ein.
Zusammenfassung
Die Einsatzsoftware muss auf einer begrenzten, aber klar definierten Menge von Plattformen funktionieren.
Diese Plattformen sind:
- Smartphones (Android und iOS) für Datenerfassung
- Windows-Arbeitsplätze für Analyse und Führung
- Visualisierungssysteme für Lageanzeigen
- Linux-Server für zentrale Dienste
Die Definition dieser Plattformen bildet eine wichtige Grundlage für spätere Entscheidungen zur Systemarchitektur und zur Auswahl geeigneter Programmiersprachen.
Gleichzeitig zeigt sich bereits an den Zielplattformen, dass eine spätere Architekturentscheidung die Vorteile einer einheitlichen technischen Basis mit den Anforderungen an Offline-Fähigkeit und lokale Nutzbarkeit sorgfältig ausbalancieren muss.