Die schmale Landstraße führt durch ein Waldstück. Der Fahrer des Tanklasters fühlt sich fit, frisch und ausgeschlafen. Am Ausgang des Waldes zieht von links plötzlich Bodennebel über die Fahrbahn. Der Brummipilot bremst ab und schaltet runter. In diesem Moment erblickt er am rechten Fahrbahnrand ein Rudel Wild, welches die Straße überqueren will. Vollbremsung und Lenkrad festhalten. Die Flüssigkeit im halb gefüllten Tank schießt nach vorne. Die Wucht ihres Aufpralls ist bis ins Führerhaus zu spüren. Dank der umsichtigen Fahrweise des Fahrers ist nichts passiert, außer einem Schreck, gepaart mit einem Schuss Adrenalin. 

Der Fahrlehrer ist mit seinem Prüfling zufrieden: Wirklich gefährlich hätte es auch nicht werden können, denn die Szene spielte sich in einem Fahrsimulator von Krauss-Maffei Wegmann (KMW) ab. “Unser Ziel ist es, Systeme zu bauen, die realitätsnah sind und sich sehr einfach an spezifische Schulungsfälle anpassen lassen”, erklärt Alex Baumeister, der seit 1996 bei KMW tätig ist und heute als Abteilungsleiter Entwicklung und Fertigung von Ausbildungssimulatoren verantwortet. Rückgrat der Systeme ist eigenentwickelte Software.

Die hohe Usability ist laut Baumeister einer der Erfolgsgaranten: So lässt sich ein Übungsszenario binnen weniger Minuten aufbauen. “Der Ausbilder braucht keine Programmierkenntnisse oder Erfahrungen mit Scriptsprachen, sondern kann sich mit wenigen Mausklicks Übungsabläufe zusammenstellen. Mehr noch: Während der laufenden Fahrt lassen sich Umweltbedingungen und Ereignisse - wie der plötzlich auftauchende Nebel oder der Wildwechsel - spontan und dynamisch ändern.”

Martin Schwarz, IT-Consultant der FERCHAU-Niederlassung München, verstärkt das KMW- Team „Visualisierung und Datenbasen” seit rund einem Jahr. Schwerpunkt seiner Arbeit sind Bilder und Grafik. Genauer: die Analyse bestehender Bilder, neue Szenarien erschaffen und Rendering. Kurz gesagt gestaltet er die grafische Darstellung der simulierten Umwelt besonders realitätsnah. “Der Fortschritt in diesem Bereich ist rasant. Viele kennen hochausgefeilte Grafiken heute von Computerspielen her. Da müssen Fahrsimulatoren mithalten können, um möglichst naturgetreu zu wirken”, erklärt Schwarz, der Dipl.-Ing. für Computervisualistik ist. Imposante Bewegungssimulationen, Bremsmanöver, Rückstellkräfte am Lenkrad, die die Kräfte der Räder simulieren, gehören ebenso dazu wie ein guter Sound, um den Live-Charakter abzurunden. In enger Absprache mit den Kunden erweitert er bestehende Anwendungen und entwickelt neue Szenarien. Folgende Werkzeuge und Technologien kommen dabei zum Einsatz: “Visual Studio” (C++), „CMake“ als Build-System, “SVN” für die Versionskontrolle und OpenGL. 

Eine Stärke von KMW-Simulatoren ist die naturgetreue Abbildung der Realität. Die Daten dazu werden großenteils selbst erstellt - etwa durch Kameras, die einen Streckenverlauf aufzeichnen -, die im Softwarelabor dann verfeinert und ergänzt werden. So verfügt KMW über Tools, um digitalisierte Bahnstrecken mit Signalen, Weichen und Magneten auszustatten und sie abhängig voneinander zu schalten.

Die vielfältigen Möglichkeiten dynamischer Karten und Funktionen kommen aber erst dann zur Geltung, wenn sie dem Ausbilder per Knopfdruck zur Verfügung stehen und er sie während der laufenden Übung dazuschalten kann. Die Entwicklung grafischer Benutzeroberflächen (GUIs) als Schnittstelle zwischen Simulation und Anwender (Ausbilder) ist die Domäne von Dipl.-Ing. Markus Autengruber. Der IT-Consultant von FERCHAU München hat in Wien Medieninformatik studiert. Computervision, Grafik sowie Virtual und Augmented Reality sind seine Steckenpferde. Seit März 2011 unterstützt er die Gruppe “Ausbildertools” bei KMW. “Zu meinen Aufgaben gehört es, bestehende Features zu warten und aufzuwerten und neue Funktionen in bestehende GUIs zu integrieren sowie komplett neue Bedienoberflächen zu konzipieren”, erklärt er. 

Durch Autengrubers Arbeit wird der Fahrlehrer zum Regisseur des Ausbildungsablaufs: Er erhält eine kombinierte 2D-/3D- Ansicht der Fahrstrecke, kann Events markieren und dort platzieren, wo sie den Fahrzeuglenker zusätzlich herausfordern. Spielende Kinder am Straßenrand, Seitenwind, plötzlich einsetzender Starkregen, Bremsversagen und die Ampel, die auf rot springt und an den Nerven des zu schnell fahrenden Prüflings zerrt. Die Übungen sollen die Schüler an Grenzsituationen heranführen und ihnen helfen, richtige Verhaltensstrategien zu üben. Autengrubers Arbeitsgeräte sind ebenfalls die Entwicklungs-Tools von Microsoft. Darüber hinaus greift er auf das “QT-Framework” zurück. Zur Dokumentation setzt er das Open-Source-Produkt “doxygen” ein, und für die Versionskontrolle greift er auf CVS und SVN zurück. 

Beide FERCHAU-IT-Consultants schätzen insbesondere die enge und produktive Zusammenarbeit mit den Kollegen bei KMW. Als Vorgehensmodell wird seit März 2011 durchgehend Scrum verwendet. Das Vieraugenprinzip bei der Qualitätssicherung von Source-Code habe sich bewährt. “Da unsere Produkte sehr kundenspezifisch sind, ist eine flexible Systemarchitektur das eine. Wir verwenden Module und Kernkomponenten wieder und können Gesamtlösungen heute zu weiten Teilen konfigurieren”, erklärt Baumeister. Das verkürze Lieferzeiten, sichere die Qualität von Software und vereinfache die Wartung.

Methoden und Tools
- Programmierung - Microsoft Visual Studio (C++)
- Dokumentation - doxygen
- Versions-Management - CVS oder Apache Subversion (SVN)
- Grafische Oberflächen - QT-Framework

Mehr Infos:
Christoph Sedlmeir, Leiter IT-Solutions München
www.ferchau.de/go/muenchen 
muenchen@ferchau.de