In den Zügen im DB-Streckennetz ist das heutige Mobile Terminal MTx das Hauptarbeitsgerät des Bordpersonals. Zugbegleiter:innen im Fernverkehr sowie Kundenbetreuer:innen und Prüfer:innen im Nahverkehr kontrollieren damit Fahrkarten, erheben nachträglich Fahrpreise bzw. erhöhte Beförderungsentgelte oder verkaufen Tickets. In naher Zukunft wird dieses etablierte System von der innovativen Neuentwicklung MOSAIK abgelöst. Ein nicht zu unterschätzender Vorgang, denn welche Bedeutung ein Mobiles Terminal für einen reibungslosen Betrieb hat, zeigt schon die gewaltige Anzahl der MTx-Endgeräte: Etwa 12.000 Einheiten werden bei DB Regio, DB Fernverkehr oder Partnern eingesetzt.

Das heutige MTx ist eine All-In-One-Industrielösung. Sie vereint mehrere Hardware-Komponenten, zum Beispiel einen Imager zum Scannen von Barcodes, einen NFC-Reader für die Kontrolle chipkartenbasierter eTickets, einen Magnetkartenleser für Kreditkartenzahlung sowie einen Drucker in einem Gerät. „Wir haben bei unserer heutigen, seit 2015 im Einsatz befindlichen Lösung MTx wie bei den beiden vorherigen Generationen ein spezielles Industriegerät verwendet und uns darüber hinaus im Bereich des Betriebssystems sogar eine spezielle Android-Version entwickeln lassen, die den damaligen Sicherheitsanforderungen der DB gerecht wurde", sagt Hubertus Fuchs, Leiter Mobiles Terminal und eTicket DB Vertrieb und damit auch verantwortlich für die Neuentwicklung von MOSAIK. Schon damals wurde in der Wirtschaftlichkeitsberechnung mit einer Laufzeit von sieben Jahren gerechnet. Und dieser Lebenszyklus endet im kommenden Jahr. „Das MTx arbeitet weiterhin grundsätzlich robust und auch die Hardware hält weiterhin stand. Aber wir sind insbesondere im Bereich Software inzwischen sehr limitiert, auch durch die Verwendung von maximal Android 7 als Betriebssystem", sagt Hubertus Fuchs. „Wir müssen mit sehr großem Aufwand Sicherheitspatches für höhere Android-Versionen auf Android 7 rückportieren, damit wir sie auf das MTx bekommen. Darüber hinaus gestaltet sich die Umsetzung von neuen Funktionen in der veralteten Software-Architektur oftmals äußerst schwierig, aufwändig und fehleranfällig."

Seit einem Jahr fährt auf einigen Strecken der DB nun auch das neue System MOSAIK mit. Dabei handelt es sich aber nicht einfach nur um eine Weiterentwicklung oder ein Update des alten Systems, sondern um eine innovative und modulare Neuerfindung.

Innovative Software-Entwicklung und Verwendung von Standard-Hardware

„Die Grundsoftware des MTx stammt prinzipiell aus dem letzten Jahrtausend", sagt Robert Daub, Product Owner bei DB Systel. „Wir wollten das gesamte System moderner und nutzerfreundlicher machen." Der Clou: Die MOSAIK-Software wird komplett durch die DB und in einem agilen, nutzerzentrierten Vorgehen neu entwickelt. Wo möglich werden am Markt verfügbare Software-Komponenten integriert, so beispielsweise bei den für die Kontrolle von Barcodes benötigten Scan-Libraries. Im Bereich der verwendeten Hardware setzt die DB zukünftig statt auf ein Industriegerät auf Standard-Hardware und eine Mehrkomponentenlösung aus Smartphone, Drucker, SmartCard-Reader und Zahlungsterminal. „Wir wollen und können mit MOSAIK die Innovationszyklen des Marktes nutzen und gleichzeitig die Abhängigkeit von bestimmter Hardware eliminieren", sagt Hubertus Fuchs. Auch MOSAIK wird mit Android betrieben, allerdings in der neuesten und Update-fähigen Version. Die App läuft auf einem handelsüblichen Consumer-Smartphone. Der Vorteil: Selbst Mittelklasse-Geräte verfügen schon über leistungsstarke Kameras, NFC-Chips, Funktechnologien und USB-Anschlüsse, die für MOSAIK benötigt werden.

Das neue System bietet weitere Vorteile. So nutzt MOSAIK die Hardware nicht exklusiv. Auch andere für den Dienst benötigte Anwendungen können parallel auf dem Endgerät installiert und verwendet werden. Das bisherige Diensthandy und das separate Kontrollgerät verschmelzen somit zu einem Gerät. Auch bei der Zuordnung der benötigten Funktionen und Module auf die konkreten Bedürfnisse der jeweiligen Mitarbeiter:innen oder Rollen kann mit MOSAIK flexibler reagiert werden. Die Nutzer:innen bekommen nur die Funktionen, Daten und Hardware-Komponenten, die für die jeweilige Rolle benötigt werden.

„Wir haben uns grundsätzlich das Ziel gesetzt, vorhandene Standards und auch Elemente des bestehenden IT-Baukastens des Konzerns zu nutzen, um möglichst keine proprietären Lösungen zu schaffen", sagt Hubertus Fuchs. Für MOSAIK wird so auf bestehende Standard-Systeme aufgesetzt, zum Beispiel auf das Enterprise Mobility Management (EMM) des Konzerns für das Managen mobiler Endgeräte, den DB Playstore zur Verteilung der App oder den Dienst DB User für die Nutzer-Anmeldung. Aber auch die Einbindung von MOSAIK in einen konzernexternen Systemkontext ist grundsätzlich möglich.

Bei der Softwareentwicklung wurden ebenfalls komplett neue Wege gegangen. Es wurde keinerlei Code vom MTx portiert. Bei der Neuentwicklung wurde auf die Programmiersprache Kotlin gesetzt, das monolithische Backend wird sukzessive in eine Microservice-Architektur überführt. Außerdem werden Tools eingesetzt, die direkt nach der Entwicklung der Anwendung das Ergebnis auf sicherheitsrelevante Fehler überprüfen. Die App wird inzwischen über Nacht automatisch implementiert und durch die stark ausgebaute Testautomatisierung qualitätsgesichert. Darüber hinaus wurden auch die Releasemanagement- und Inbetriebnahmeprozesse auf komplett neue Beine gestellt. So braucht die Veröffentlichung von Releases und SW-Anpassungen inzwischen nicht mehrere Monate, sondern kann von einem auf den anderen Tag erfolgen. „Fachlich war das meiste von dem, was wir eingebaut haben, schon da", sagt Robert Daub. „Wir haben es aber dank der eingesetzten Technologien und Programmiersprachen sowie von der UI und dem UX auf völlig neue Füße gestellt".

Erfolgreicher Einsatz in den ersten drei Regionen

Wie gut MOSAIK schon jetzt funktioniert, zeigt das äußerst positive Feedback der derzeit knapp 300 Nutzer:innen in den drei Pilot-Regionen, in denen das modulare System bereits im Einsatz ist und das bisherige MTx ersetzt hat: S-Bahn München, S-Bahn Stuttgart und die Verkehrsverbünde der Regio-Region Mitte. Den dortigen MOSAIK-Nutzer:innen stehen Funktionen zur Verfügung, die mit dem MTx teilweise nur umständlich nutzbar oder noch gar nicht vorhanden waren. Neben einer blitzschnellen Kontrolle diverser Barcode-Standards und einer zuverlässigen eTicket-Kontrolle lässt sich auch eine Fahrpreisnacherhebung in den unterschiedlichsten Varianten schnell und einfach durchführen. „Mit einer aktuellen Smartphone-Standardkamera und der eingebauten Library zur Barcodeerkennung sind wir heute schon schneller als mit einem MTx", sagt Hubertus Fuchs. Weitere Features sind zum Beispiel eine Online-Adressdaten-Validierung oder eine Online-Betrugserkennung.

Durch die agile Entwicklung fließt das Nutzerfeedback der Erstanwender in den Pilot-Regionen direkt und laufend in die Weiterentwicklung der Software ein. Auch weitere Funktionen stehen bereits auf der Agenda, beispielsweise die bargeldlose Zahlung mit allen gängigen modernen Zahlungsmethoden - sowohl kontaktlos als auch kontaktbehaftet - oder das automatisierte Auslesen von Ausweisdaten bei der Erfassung von Personalien. Ein weiterer Schwerpunkt ist das Thema Verkauf: Mit MOSAIK können zukünftig nicht nur nahezu alle Tarife, Tickettypen und -standards in Deutschland kontrolliert, sondern auch verkauft werden. Somit steht die Umsetzung der diversen Verkaufsfunktionen vom DB-Tarif über die diversen Landestarife zu allen Verbundtarifen im Fokus der diesjährigen Arbeit am Projekt, danach folgen die vielzähligen regionalen und verbundspezifischen Anforderungen.

Die ständige Weiterentwicklung

Der deutschlandweite Massenrollout ist für 2022 fest eingeplant. Bis dahin finden noch vier EU-Ausschreibungen für die zukünftig einzusetzende Hardware statt, nämlich für Smartphone, Drucker, SmartCard-Reader und elektronisches Zahlungsterminal. Für den Rollout werden dann entsprechende Starterpakete für die Nutzer:innen in den Regionen geschnürt, welche die benötigten Geräte enthalten, die bereits vorkonfiguriert sein werden. Und schließlich werden die fertigen Sets bundesweit verteilt, die Nutzer:innen geschult und dann heißt es: „Goodbye MTx und welcome MOSAIK".

Doch selbst dann ist die Arbeit noch lange nicht abgeschlossen - wenn sie es denn jemals sein wird. Denn das System ist so ausgelegt, dass es im Betrieb permanent weiterentwickelt und optimiert werden wird - und es künftig keinen so großen und aufwändigen Rollout mehr bedarf. „Unser Ziel ist es, unser Produkt laufend weiter zu entwickeln - für den Einsatz in Zügen und auch Bussen- sowohl für die DB, aber auch für externe Partner", sagt Hubertus Fuchs. „Unser Backlog für Weiter- und Neuentwicklung ist bereits prall gefüllt und unsere Kolleg:innen in den Teams haben bereits wundervolle, innovative Ideen, wie wir unsere Nutzer:innen noch glücklicher machen können."