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Zwölf Personen, zwei Server, 10.000 Arbeitsstunden, 2.100 GB Daten, 23 Softwaredienste, 92 Pods, 1.200 Tickets, 833 Pull-Requets und insgesamt 3.600 Commits! Das sind die Zahlen aus zwölf Monaten ROCIT – unserer Projektgruppe, die am 25.09.2020 in ihrer Abschlusspräsentation zwischenzeitlich vor insgesamt über 50 Teilnehmern in Microsoft-Teams ihren abschließenden Projekt-Höhepunkt erreichte.

In der circa zweistündigen Veranstaltung konnten wir sowohl das gesamte Betreuerteam der Universität, unter der Leitung von Prof. Marx Gómez, als auch die Kollegen der AMCON GmbH begrüßen. Doch auch viele Interessierte aus den unterschiedlichen Arbeitsgruppen und den anderen Masterprojekten der Universität waren zu Gast. Wie bereits in den letzten Projektpräsentationen und -Workshops stellten wir zu Beginn in einer ausführlichen Präsentation die Spezifikationen der Projektgruppe vor und sprachen über unsere Projektziele, das Team, die Vorgehensweise, die Anforderungserhebung, die Projektarchitektur und -technologien. Gerade die zentrale Erkenntnis aus den Anforderungsworkshops, dass für den Busunternehmer eine retrospektive Betrachtung der historischen Daten im Vordergrund steht, war ein zentrales Thema, da sich aufgrund dessen auch die Projektgruppe primär mit dem Ziel, ein Bus-Informationssystem zu entwickeln, beschäftigte. Dennoch konnten wir ebenfalls unseren Ansatz des Prognose-Modells mittels Multilayer Perceptron (MLP) und einen Routen-Segmentierungsansatz im Rahmen des Meetings präsentieren. Hierbei haben wir für ein entsprechendes Routen-Segment ein MLP-Modell mit ca. 3.000 Fakten zur Prognose der Fahrzeit entwickelt. Wir halten diesen Ansatz insgesamt für sehr vielversprechend, stießen aber auf das Problem, dass die Datenmenge pro Segment begrenzt ist und so bisweilen keine ausgereiften Ergebnisse erzielt werden konnten.

Nach der darauffolgenden Live-Demo und der damit verbundenen Präsentation unseres fertigen Produktes, konnten wir ein finales Fazit aus den letzten 12 Monaten ziehen: Der Busunternehmer hat mehr Interesse an einer Analyse von Daten für die Verbesserung des Unternehmens als an einer Vorhersage für die Zukunft.​ Das Feedback der befragten Busunternehmer hat uns gezeigt, dass unser Produkt dafür einen echten Mehrwert bringen kann und gerade im Bereich Usability und Oberflächendesign den aktuell am Markt vorhandenen Produkten stellenweise weit voraus ist. Für eine umfängliche Prognose der Fahrtzeiten fehlt es derzeit zwar noch an Echtzeitdaten, auch der endgültige Einfluss der Fahrplan-Daten muss noch untersucht werden und auch der Bedarf an weiteren Ressourcen ist noch nicht final geklärt, dennoch kann der Unternehmer durch unser Tool den Fahrplan so planen, dass es gar nicht mehr oder nur zu wenigen Verspätungen kommt. Aus Sicht des Projektes können wir festhalten, dass unsere Projektmanagement-Methode des Scrumbans mehr als erfolgreich umgesetzt werden konnte, die Kommunikation innerhalb der Projektmitglieder hervorragend ablief und unsere Infrastruktur über das ganze Projekt hin mit einer der wichtigsten Faktoren für das gute Endergebnis war. Auch die aktuelle Corona-Pandemie konnte unseren erfolgreichen Abschluss des Projektes nicht hinderlich werden, auch wenn ungefähr die Hälfte der Projektzeit aus dem Home-Office gearbeitet wurde. Zusätzlich konnte ein Short-Paper im Rahmen der EnviroInfo2020-Konferenz veröffentlicht werden, welches den wissenschaftlichen Mehrwert unseres Projektes noch einmal unterstreichen konnte.

Insgesamt konnte erfolgreich ein umfangreichen Bus-Informationssystem entwickelt werden, dass Möglichkeiten der Verbesserung des Einsatzes von Bussen, deren Routen und der Pünktlichkeit bietet. Durch unser System können die Entscheidungen des Busunternehmers unterstützt werden. Einen finalen Ausblick wagten wir dann ebenso: Das Einnehmen von anderen Kundenperspektiven, z.B. des Fahrgastes oder des Busfahrers, könnten vielversprechende Zukunftsaussichten im Rahmen einer Fortsetzung des Projektes werden. Aber auch eine Datenstromanalyse der Echtzeitdaten und das Evaluieren von weiteren Funktionen wären mögliche Projektausblicke. Auch bei der Prognose müsste eine umfängliche Analyse des Segmentierungsansatzes durchgeführt werden. Trotzdem waren wir über das grandiose und deutliche Lob von allen Seiten gegenüber unserer Arbeit überwältigt.

Abschließend möchten wir uns für die letzten 12 Monate bedanken – für eine erstklassige Betreuung seitens der Universität aber auch von unserer Kooperationsfirma AMCON GmbH. Nun werden wir die finale Version der Dokumentation zu Ende bringen und damit das Projekt erfolgreich abschließen. Danke an alle, die uns unterstützt haben!

Die EnviroInfo 2020 ist die 34. Ausgabe der seit langem bestehenden und etablierten internationalen und interdisziplinären Konferenzreihe zu führenden Umweltinformations- und Kommunikationstechnologien. Die Konferenz ist offen für Beiträge zu innovativen Themen an der Schnittstelle zwischen Informatik und Umweltforschung. In diesem Jahr durften auch wir Teil der Konferenz sein und erfolgreich unser Short-Paper “Improving Delay Forecasts in Public Transport using Machine Learning Techniques” vorstellen.

Hier geht es zu unserem Paper: http://rocit.space/wp-content/uploads/2020/08/Improving-Delay-Forecasts-in-Public-Transport-using-ML-Techniques.pdf

Die Konferenz wird vom Forschungszentrum Interactive media, Smart systems and Emerging technologies (RISE) organisiert. RISE ist ein Exzellenzzentrum und ein Joint Venture zwischen den drei öffentlichen Universitäten Zyperns (University of Cyprus, Cyprus University of Technology und Open University of Cyprus), der Stadtverwaltung von Nikosia, dem Max-Planck-Institut für Informatik aus Deutschland und dem University College London (Großbritannien). Die Konferenz wird in thematischen Tracks und Workshops organisiert. Die Veranstaltung findet gewöhnlicherweise im historischen Zentrum von Nikosia in einem modernen Konferenzsaal statt. Dieses Jahr musste sie aufgrund der aktuellen Corona-Pandemie online durchgeführt werden.

Im Rahmen der zwei-tägigen Konferenz (hier geht es zum offiziellen Programm: http://cyprusconferences.org/enviroinfo2020/program/) durfte unser Projektgruppenmitglied, Alexander Dölling, am zweiten Tag der Veranstaltung unser Short-Paper kurz präsentieren und stand den Teilnehmern Frage und Antwort. Wir freuen uns darüber, dass wir diese einmalig Möglichkeit erhalten haben unsere Forschungsansätze präsentieren zu dürfen und fühlen uns geehrt Teil der EnviroInfo 2020 gewesen zu sein!

Am 05. August fand der letzte Workshop für das Projekt mit Nicolai Weber, dem Geschäftsführer der Verkehrsgesellschaft Breitenbach mbH & Co. KG, statt. In dem 45-minütigen Meeting wurde zunächst eine kurze Vorstellungsrunde abgehalten, gefolgt von unserer mittlerweile bekannten Live-Demonstration unseres ROCIT-Systems. Es wurden außerdem für den Geschäftsführer relevante, mögliche Features der Anwendung besprochen. Dabei wurden konkrete Wünsche und Vorstellungen, wie beispielsweise ein Ausbau der Informationsdarstellungen des Fahrerverhalten, thematisiert und diskutiert. Insgesamt erhielten wir, wie bereits in vorherigen Workshops, ein erfreuliches Feedback über unseren aktuellen Projektstand.

Besonders positiv aufgefallen sind dem Geschäftsführer dabei der schnelle Datenaufruf innerhalb des gesamten Programms und die damit verbundenen kurzen Wartezeiten. Des Weiteren wurde die Diversität der Analyseoptionen und die Möglichkeit der individuellen Konfigurierbarkeit der Analysen gelobt. Zuletzt wurden das Layout und die visuelle Darstellung des Programms positiv hervorgehoben. Beides wirke sehr hochwertig und mache den Gesamtauftritt des ROCIT-Systems stimmig.

Am 20 Juli war es soweit: Wir konnten unser “Work-In-Progress”-Paper „Improving Delay Forecasts in Public Transport using Machine Learning Techniques“, welches das Modell unserer Verspätungsprognose als Grundlage hat, im Rahmen der EnviroInfo 2020 erfolgreich und fristgerecht einreichen.

Aufgrund der in den letzten Jahren immer intensiver geführten Debatte über den Klimawandel nimmt der ÖPNV in der Diskussion um Mobilitätskonzepte eine immer zentralere Rolle ein, um den in den letzten Jahrzehnten vorherrschenden Fokus auf den Individualverkehr zu ersetzen. Die Verbesserung der Attraktivität des öffentlichen Busverkehrs ist ein Schlüsselfaktor, um ihn wettbewerbsfähig zu machen und hängt von der Zuverlässigkeit und Pünktlichkeit des Angebots ab. Um diese Attraktivität zu erhöhen, ist es entscheidend, die Informationen zu verbessern, die ein ÖPNV-Anbieter an seine Kunden weitergeben kann, insbesondere die Qualität der bereitgestellten Verspätungsprognose.

In unserem Papier wurden Buspositionen und Fahrplandaten von Busunternehmen in Deutschland mit Daten von externen Dienstleistern zu Wetter und Verkehr in einem Data Warehouse zusammengeführt. Auf Basis dieser Daten wurden verschiedene Modelle des maschinellen Lernens mit dem MLP- und LSTM-Modellansatz trainiert. Während unser MLP-Ansatz das Training eines verallgemeinerten Modells beinhaltete, umfasste unser LSTM-Ansatz das Training vieler spezialisierter Modelle. Während die für die Ausbildung der Modelle erforderliche Routensegmentierung bereits abgeschlossen ist, befinden sich unsere LSTM-Modelle noch in der Entwicklung. Daher konnten wir noch keine aussagekräftigen Ergebnisse vorlegen. Wir erwarten jedoch, dass sich die LSTM-Modelle besser an die Bedingungen spezifischer Segmente des Streckennetzes anpassen werden. Darüber hinaus kann in Zukunft auch ein Metamodell getestet werden, das sowohl das LSTM-Modell mit dem Streckensegmentansatz als auch das MLP-Modell integriert. Damit könnte der beste der beiden recht unterschiedlichen Ansätze kombiniert werden.

Hier geht es zum Paper: http://rocit.space/wp-content/uploads/2020/08/Improving-Delay-Forecasts-in-Public-Transport-using-ML-Techniques.pdf

Seit nun mittlerweile neun Monaten läuft unser ROCIT-Projekt („Real-time forecasts Optimization Concerning timetable Information of public Transport”). Damit ist bereits Drei-Viertel des einjährigen Projektes vergangen und wir gehen nun in die heiße Schlussphase der Unternehmung über. Im letzten Quartal wollen wir unsere Informationsplattform finalisieren, die letzten Fehler in der Software bereinigen und eine ausführliche Dokumentation des Projektes aufziehen. Bereits jetzt sind wir mit unserem Produkt mehr als zufrieden: Binnen neun Monaten konnten wir eine funktionstüchtige Plattform entwickeln, die Busunternehmern bei der Analyse ihrer Flotte unterstützt und eine Reihe von Auswertungsmöglichkeiten bereitstellt, um zukünftige Entscheidungen leichter zu treffen. Das aufgezogene Projektmanagement und die damit verbundene umfangreiche Infrastruktur sowie die ausführliche Anforderungsanalyse, die während der gesamten Projektphase begleitend durchgeführt worden ist, bildeten dabei die solide Grundlage für eine erfolgreiche Entwicklung der Informationsplattform. Die mittlerweile 13 Backenddienste, die als Mikroservices die einzelnen Funktionalitäten der Software darstellen, das umfangreiche Data Warehouse, welches die fundamentale Datenverwaltung der Plattform bildet und das akribisch ausgearbeitete und optisch ansprechende Frontend, bilden gemeinsam die Grundlage für eine bisher gelungene Projektarbeit. Und trotzdem, es gibt noch viel zu tun! Lange Zeit zum Ausruhen ist nicht, da noch eine ausführliche Projekt-Dokumentation angefertigt werden muss und auch die letzten Bugs beseitigt bzw. die Anforderungen umgesetzt werden wollen. Zuversicht und ein langer Atem zahlen sich gerade in der Softwareentwicklung aus. Auf geht´s ins Finale!

Nachdem wir schon bereits Anfang des Jahres ein Workshop mit dem Busunternehmer Terfloth  durchführten, war es nun am 23. Juni wieder soweit: Im Rahmen unseres zweiten Workshops konnten wir den Kollegen der AMCON GmbH unseren aktuellen Projektstand präsentieren und in einer Applikation-Testing-Phase (Akzeptanztest) weitere Anforderungen und Feedback für unser Projekt sammeln. Neben Geschäftsführer, Rolf Norrenbrock, und Projektleiter, Alex Mut, nahmen auch Vertriebler, Ausbildungsleiter und einige Softwareentwickler von AMCON an dem Online-Termin teil.

Allgemein konnten wir von allen Teilnehmern viel positives Feedback während des Workshops aufnehmen. Gerade die vielen neuen Statistikmöglichkeiten im Analysebereich kamen gut an und auch, dass die die Implementierung des Feedbacks aus den letzten Meetings mittlerweile in unsere Informationsplattform erfolgreich integriert werden konnte, wurde als sehr positiv gesehen. Zusätzlich konnten noch weitere Anforderungen festgehalten werden: So wäre für einen einfacheren Einstieg eine Art Tutorial sinnvoll, das einen geführten Start in die Anwendung erlaubt. Auf der Echtzeitkarte wäre eine Start- bzw. Stopp-Funktion, sowie eine Zeiteinstellung mit Minuten- und Stundensprünge für die historischen Daten sowie die allgemeine Einstellung der Abspielgeschwindigkeit der Echtzeitkarte vorteilhaft. Auch das Hinzufügen von Tooltips (kurze Infotexte) zu den verschiedenen Buttons und Funktionen sowie ergänzende Ladebalken bei längeren Ladezeiten konnten als weitere Anforderungen für das Frontend festgehalten werden. Des Weiteren wurden viele kleine Bugs gefunden, die nun in der nächsten Zeit behoben werden sollen. Auch die anderen Anforderungen möchten wir in unser ROCIT-System noch einpflegen.

Nachdem wir die Halbjahrespräsentation, aufgrund der anhaltenden Corona-Krise, als Online-Vorstellung erfolgreich hinter uns bringen und somit das metaphorische “Projekt-Bergfest” feiern konnten, starteten wir Anfang April direkt mit neuem Elan in die zweite Hälfte des Projektes. Noch bis zum 30. September haben wir als Projektgruppe die Möglichkeit, unsere Ziele, die wir uns für die nächsten beiden Quartale gesetzt haben, umzusetzen und unser Vorhaben zu finalisieren.  

Zu Beginn des neuen Semesters stand vor allem die Projektdokumentierung auf der Tagesordnung. So konnten wir unsere erste Version der Dokumentation, die mit insgesamt 166 Seiten sowohl alle wichtigen Projektaspekte der ersten sechs Monate vorstellt als auch die angefertigten Protokolle aus den abgehaltenen Meetings beinhaltet, zum Semesterstart in einer tollen Teamleistung fertigstellen. Auch fand wieder unsere regelmäßig stattfindende Retrospektive auf der Agenda, also einer bekannten Methode aus dem SCRUM-Projektmanagement, die allen Projektteilnehmern die Möglichkeit bietet, die bisherigen Schritte zu bewerten und Maßnahmen zur Verbesserung zu ermitteln. Auch wurden in dem Rahmen wieder besonders gute Teile des Projektes hervorgebracht sowie außerordentliche Leistungen von einzelnen Mitgliedern gelobt.  

Da wir außerdem die einmalige Möglichkeit bekommen, ggf. ein Paper über unser Projekt im “PROGRESS in IS” (https://www.springer.com/series/10440) zu veröffentlichen, sind die nächsten Wochen ganz im Sinne der Entwicklung eines wissenschaftlich fundierten Papers reserviert. Das PROGRESS in IS umfasst die verschiedenen Bereiche der Informationssysteme in Theorie und Praxis und stellt die neuesten Fortschritte in diesem Bereich vor. Es richtet sich insbesondere an Forscher, Doktoranden und fortgeschrittene Praktiker. Unter dem voraussichtlichen Titel “Real-time Forecasts Optimization Concerning Timetable Information of Public Transport” wollen wir uns mit unserem Paper bewerben und der Frage nachgehen, welche Rolle Einflussfaktoren wie Wetter und Verkehr in der Prognose von Ankunftszeiten für Fahrzeuge im ÖPNV spielen. Für uns als Projektgruppe, wäre eine Veröffentlichung selbstverständlich eine große Ehre! 

Am 27.03.2020 fand die Halbjahrespräsentation der ROCIT-Projektgruppe statt, die aufgrund des aktuellen Corona-Ausbruches online durchgeführt werden musste. Nichtsdestotrotz konnten wir insgesamt 35 Teilnehmer an unserer Microsoft-Teams-Präsentation verbuchen und sowohl das Betreuerteam der Universität, unter der Leitung von Prof. Marx Gómez, als auch einige Mitarbeiter der AMCON GmbH begrüßen.  

Im Rahmen des gemeinsamen circa zweistündigen Meetings, hatten wir die Möglichkeit, unseren aktuellen Projektstand vorzustellen. Zu Beginn führten wir in die Präsentation mit einer kurzen Einleitung in unser Projekt, samt der dazugehörigen Vision und Mission, ein. Nachdem unsere Teammitglieder und deren Einteilung in die drei Entwicklungsteams (Frontend, Backend und Data Warehouse) vorgestellt wurden, konnten wir anschließend ausführlich unsere Projektarchitektur präsentieren sowie unseren verwendeten Scrumban-Prozess näher erläutern. Ebenfalls wurde unsere durchgeführte Anforderungsanalyse, die verwendeten Technologien und unsere erfolgreiche Umsetzung von Continuous Integration & Continuous Delivery vorgestellt. 

Nach der Theorie ging es in die Live-Demo: Hier konnten wir die aktuellen Funktionalitäten der Frontend-Applikation demonstrieren. So wurden den Teilnehmern zu Beginn die neuen Features der Realtime-Karte nähergebracht und nacheinander präsentiert. Mittlerweile ist es möglich, auf der Karte die Zeit einzustellen und so die Busfahrten in einer Region zu einem bestimmten Zeitpunkt nachzuverfolgen. Außerdem können die entsprechenden Busse, Haltestellen und Linienabläufe gruppiert und nach Wunsch optisch variabel dargestellt werden, um Busunternehmern so zukünftig einen noch besseren Überblick über die eigenen Busflotten zu ermöglichen und weitere Optimierungspotentiale erkenntlich zu machen. Neben der Karte wurde auch das neue Dashboard-System vorgestellt, in dem Busunternehmer die von der Busflotte erhobenen Daten analysieren können. Mit Hilfe von Diagrammen kann der Busunternehmer zukünftig die Daten seiner Busflotte entweder über vorgegebene Widgtes aus Grafana, einer eingebetteten interaktiven Open-Source-Visualisierungssoftware, oder individuell über unsere eigenentwickelten Widgtes darstellen lassen. Im letzten Part der Live-Demo wurden die einzelnen Admin-Bereiche der Frontend-Applikation vorgestellt. 

Auch ist ein technischer Durchstich im Rahmen der ersten Verspätungsvorhersage im ROCIT-System umgesetzt worden. In dem Prognoseprozess wurden die Datenquellen gesichtet, die Daten dem ETL-Prozess unterzogen, in einem DWH aufbereitet und die Einflussfaktoren auf die Ankunft des Busses ausgewählt. Anschließend wurde mit Prozessen des  Machine Learnings, wie Multi-Layer-Perceptron, Support-Vector-Machine und Decision-Tree (Random Forest), eine entsprechende Berechnung der Prognose entworfen. Im Anschluss wird ein neuronales Netz auf Basis der Daten aus dem DWH trainiert, die Ergebnisse ausgewertet und die Prognose für die Busankunft erstellt. 

Zum Ende hin wurde noch der Ausblick für das zweite Halbjahr des Projektes vorgestellt und die damit verbundenen Entwicklungsschritte für die Version 2.0 des Informationsmanagementsystems präsentiert. Hierbei haben wir den Fokus auf die Verbesserung des Prognose-Modells, der Weiterentwicklung von Frontend und Backend und die Durchführung eines weiteren Workshops mit Kunden in Aussicht. Im Anschluss der Präsentation gab es noch Raum für einige Fragen und die Teilnehmer wurden um Feedback gebeten, über das wir uns sehr gefreut haben. Wir bedanken uns sehr für die Teilnahme und das damit verbundene Interesse an unserem Projekt und werden nun motiviert in das zweite Halbjahr starten!

Auch wenn unser Poster aufgrund der aktuellen Schließung der Uni Oldenburg nicht ab heute die Flure der Abteilung VLBA zieren kann, so möchten wir es euch trotzdem nicht vorenthalten. Deshalb könnt ihr ab sofort das Poster in voller PDF-Pracht aus dem Home-Office betrachten:

Auch die Arbeit unserer Projektgruppe bleibt durch die Ausbreitung des Corona-Virus (COVID-19) nicht unberührt. Das gesellschaftliche Leben ist derzeit in ganz Europa durch die aus China stammende Atemwegserkrankung nur mit Einschränkungen möglich. Auch unsere Projektgruppe muss deswegen ihre Arbeitsroutinen umstellen und die für den 27.03. öffentlich geplante Halbjahrespräsentation umdisponieren.

Ursprünglich sollte die Halbjahrespräsentation öffentlich an der Universität stattfinden und gemeinsam mit Vertretern von AMCON, der Universität und ggf. ausgewählten Busunternehmern sowie Interessierten durchgeführt werden. Dies ist natürlich durch die aktuelle Situation nicht möglich. Deswegen organisieren wir derzeit eine Online-Lösung, an der sich die Teilnehmer aus dem Home-Office dazuschalten können, um so den derzeitigen Stand des Projektes sicher aus dem Internet vorgestellt zu bekommen. An dem bisherigen Termin (27. März) möchten wir also aktuell festhalten, um so auch die weitere Projektentwicklung nicht zu gefährden.

Auch in der alltäglichen Arbeit hat sich derzeit vieles im Projekt geändert. Alle wöchentlichen Team-Meetings werden ab sofort in Discord, einem kostenlosen Programm für Instant Messaging, Chat, Sprach- und Videokonferenzen, durchgeführt. Alle Projektmitglieder können so zukünftig sicher von zu Hause an den Meetings teilnehmen. Außerdem wird mit sofortiger Wirkung nur noch im Home-Office gearbeitet. Somit wollen wir als Projektgruppe den aktuellen Maßnahmen zur Eindämmung der Verbreitung Folge leisten und dem Virus Einhalt gebieten.

Bleibt gesund!