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Nr. 78, 26.10.2013  voriger  Übersicht  weiter  REIHEN  SUCHE  Feedback 

Auf dem richtigen Gleis

Modelleisenbahnen sind nur nette Freizeitbeschäftigungen für »große« Kinder. Oder?


Verbunden mit einem Computer werden Schienen und Züge zu einem eingebetteten Echtzeitsystem. Christian Motika (links) und Reinhard von Hanxleden Foto: pur.pur

Wer sich ins Untergeschoss des Gebäuderiegels zwischen Westring und Wilhelm-Seelig-Platz verirrt, mag sich im ersten Moment tatsächlich eher in einem Hobbykeller wähnen als an der Uni. Denn hier stößt man auf eine 18 Quadratmeter große Modellbahnanlage im Maßstab 1:87 oder H-Null, wie es im Fachjargon heißt. Auf den zweiten Blick aber fallen mehrere Computer auf, die an die Anlage angeschlossen sind, und unter den Gleisen verbindet ein Wust aus Kabeln Dutzende Weichen, Signale und Sensoren mit den Rechnern. Also doch mehr als ein maßstabsgetreues Spielzeug?

»Für uns ist die Modellbahn ein ideales Lehr- und Lernobjekt«,


sagt Christian Motika, Doktorand in der Arbeitsgruppe Echtzeitsysteme und Eingebettete Systeme am Institut für Informatik. Regelmäßig organisiert die von Professor Reinhard von Hanxleden geleitete Arbeitsgruppe Praktika für Bachelor- und Masterstudierende an der Modellbahn, und auch beim jährlichen Girls’ Day kommt sie zum Einsatz. Schon die Schüle­rinnen, die für einen Tag in (noch) mehrheitlich männlich dominierte Berufsfelder reinschnuppern, können unterstützt von versierten Informatikerinnen und Informatikern einen Zug so program­mieren, dass er unfallfrei seine Runden auf der Anlage dreht. Den Studierenden gelingt das während ihres einsemestrigen Praktikums mit bis zu elf Zügen, die gleichzeitig auf der Anlage verkehren – »und zwar pünktlich«, wie Christian Motika augenzwinkernd anmerkt.

So vielseitig einsetzbar ist die Modellbahn für die Arbeitsgruppe Echtzeitsysteme und Ein­gebettete Systeme deshalb, »weil sie selbst ein klassisches eingebettetes System ist, das in Echtzeit arbeitet«, sagt Motika und erläutert, was es damit auf sich hat: »Als eingebettete Systeme bezeichnen wir Computer, die man nicht direkt als solche erkennt, weil sie in anderen Gegenständen verbaut sind und deren Funktionalität im Verborgenen sichern, beispielsweise in Mikrowellenöfen oder Waschmaschinen.« Die Software für solche Systeme muss wartungsfrei und besonders robust sein, denn sie soll deren Lebenszeit überdauern und ohne Updates auskommen – tatsächlich machen Haushaltsgeräte und Modelleisenbahnen, anders als PCs oder Smartphones, eher selten mit dem Ruf nach neuen Softwareversionen auf sich aufmerksam.

Ein Echtzeitsystem sei nichts anderes als ein Computer, der seine Rechenergebnisse zum richtigen Zeitpunkt ausgibt, erläutert Christian Motika: »So ist es bei einem Autounfall unter Umständen überlebenswichtig, dass der Airbag nicht zu früh, aber auch nicht zu spät auslöst.« Ähnliches gilt – im Miniaturmaßstab – für die Modellbahn: Wird eine Weiche oder ein Signal zum falschen Zeitpunkt gestellt, kann das zu Chaos und zum Zusammenbruch des Systems führen.

All das können die Informatik-Studierenden auf der Anlage viel unmittelbarer erleben als am Bildschirm. »Wir wollen sie für Sicherheitsaspekte beim Programmieren sensibilisieren«, sagt Christian Motika. Und das sehr realitätsnah: So läuft auf den Modellbahn-Computern eine Software, mit der auch die Luft- und Raumfahrtbranche sicherheitskritische Lösungen erarbeitet. »Unsere Studierenden können hier das Werkzeug kennen lernen, mit dem Airbus die Landeklappen seiner Flugzeuge steuert«, freut sich Motika. Und falls bei der Modelleisenbahn doch einmal etwas schiefgeht, kommt auf der Anlage der »Aufräum-Knopf« zum Einsatz: Züge, die sich im Gewirr der Weichen und Signale verirrt haben, führt er in eine sichere Position zurück. Per Hand würde das bei bis zu elf Zügen auf 127 Schienenmetern einfach zu lange dauern.

Jirka Niklas Menke
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