Das System »Pegelonline«, das aktuelle Pegelinformationen der wichtigsten Wasserstraßen Deutschlands liefert, entstand in Zusammenarbeit mit der EES GmbH, die für die konkrete Softwareentwicklung verantwortlich ist. Es ist Bestandteil des gewässerkundlichen Informationssystems der WSV und richtet sich an Länder, Kommunen und Bürger, die vor allem bei Hochwasser zeitnahe Wasserstandsinformationen benötigen.

So bietet die WSV eine Schnittstelle für alle Internetnutzer, um wichtige Informationen außerhalb des behördlichen Intranets verfügbar zu machen. Grundlage des Leistungsangebots von Pegelonline ist dabei ein klar strukturierter Datenfluss von den einzelnen Messstationen über regionale und zentrale gewässerkundliche Server bis zur zentralen Datenbereitstellung.

Im Rahmen der Hoheitsaufgaben der WSV werden rund 7300 Kilometer Binnenwasserstraßen betreut. Neben den vertraglichen Bund-Länder-Vereinbarungen zur Meldung von Wasserstandsdaten (vor allem Hochwassermeldedienst) besteht auch in anderen Bereichen wie etwa der Freizeitgestaltung und Erholung großes Interesse an den Daten der Wasserstraßen in Deutschland.

Info Das Projekt Pegelonline

Auftraggeber

Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)

Bundesministerium für Verkehr,

Bau- und Wohnungswesen (BMVBW)

Projektleiter Informationstechnik:

Dr. Christian Michl

Fachstelle der WSV für Informationstechnik (F-IT) Bundesanstalt für Wasserbau

Am Ehrenberg 8, 98693 Ilmenau

Telefon: +49-3677-669-2209

E-Mail: christian.michl@baw.de

Auftragnehmer

EES GmbH,

Bruno-Taut-Straße 8, 12524 Berlin

Projektleiter

Dipl. Ing. Bodo Müller

Telefon: +49 30 67970238

E-Mail: b.mueller@ees-gmbh.de

Die Erhebung der Daten erfolgt über einen Abrufdienst, der als Kommunikationsserver auftragsgesteuert Daten entfernter Messstationen via Datenfernübertragung erhält. Messwerte der Außenstationen werden Server-intern in einer Datenbank verwaltet und über einen Regionalserver an das System Pegelonline weitergereicht.

Die Verteilung an alle, die zeitkritische Informationen benötigen, erfolgt via Internet über einen Applikationsserver. Für jeden Nutzer werden dabei auf einer Downloadseite die von ihm benötigten Wasserstandsdaten in Form von Pegellisten generiert und im ASCII-Format zur Verfügung gestellt. Der Nutzer übernimmt die Daten durch einen Download aus dem Internetbrowser heraus, wobei der Zugang über eine Nutzeridentifikation und ein Passwort administriert wird. Der Anwender benötigt ausschließlich einen leistungsfähigen Internetzugang, um zu beliebigen Zeitpunkten die bereitgestellten Informationen abzurufen. Auch die zeitunabhängige Übernahme der Informationen durch mehrere Mitarbeiter auf der Empfängerseite ist gewährleistet. Weiterhin können Interessenten Pegel in einer Kartenübersicht selektieren, Wasserstandsdaten einsehen oder sich grafisch darstellen lassen.

Software

Die Software basiert auf einer standardisierten Multi-Tier-Architektur (SAGA, Standards und Architekturen für E-Government-Anwendungen). Der Nutzerzugriff auf die gewässerkundlichen Fachanwendungen beruht dabei auf drei Säulen: der Client-Tier (Präsentationsschicht), der Middle-Tier (Applikationsschicht) und dem Backend (Datenhaltungsschicht). Im Rahmen der Client-Tier handelt es sich um HTML-Anwendungen, die über Standard-Browser dem Nutzer zur Verfügung stellen. Die Applikationsschicht regelt die Dateneingabe, -verknüpfung sowie -aufbereitung und besteht aus Java-Servlets und Java-Server-Pages (JSP) innerhalb eines Servlet-Tomcat-Containers bzw. der einzelnen Java Applikationen.

Die Kommunikation mit dem Backend ist über JDBC (Java Database Connector) gewährleistet, wobei das relationale Datenbank-Managementsystem Informix zum Einsatz kommt. Zur grafischen Aufbereitung und Zusammenführung der Daten werden Extensible-Markup-Language (XML), Extensible-Stylesheet-Language (XSL) und das auf XML basierende Vektorformat SVG (Scalable-Vector-Graphics) verwendet. Die Vorteile von Java, XML und SVG liegen in der Systemplattform-unabhängigen Nutzung, dem Einsatz einer standardisierten Datenbeschreibung und einem flexiblen interaktiven grafischen Datenzugriff.

Die hohe Verfügbarkeit der Daten ist durch die Vernetzung mehrerer Datenbank- und Abrufserver im Intranet sichergestellt. Die zentrale Datenbank (Pegelonline) residiert auf einem Failover-Datenbankcluster, der in ein primäres aktives und ein sekundäres passives System aufgeteilt ist. Die verwendeten Web-Server liegen gedoppelt vor und werden in kalter Redundanz betrieben. Ein Betriebskonzept, das alle Systemteile beschreibt, Handlungsanweisungen festlegt und Eskalationsstrategien vorgibt, garantiert eine Dienstleistungsqualität, die sich jederzeit an die steigenden internen und externen Anforderungen anpassen lässt.

Implementierung im Intra- und Internet

Das Intranet der WSV ist Bestandteil des WAN des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BVBW-WAN), das vom Netzwerk-Kompetenz-Zentrum des Deutschen Wetterdienstes (DWD) betrieben wird. Über das BVBW-WAN kommunizieren unter anderem alle am Projekt beteiligten Behörden. Der zentrale Knoten des BVBW-WAN befindet sich in Offenbach. Hier erfolgt der Übergang vom BVBW-WAN zum Internet über die zentrale Firewall. Die Anbindung der F-IT am Knoten Offenbach ist aus Sicherheitsgründen redundant ausgelegt. In der Dienststelle der Bundesanstalt für Wasserbau in Ilmenau existieren drei lokale Netzwerksegmente, denen unterschiedliche Aufgaben und unterschiedliche IP-Bereiche zugeordnet sind. Der verwendete Datenbankcluster ist im LAN-Segment der F-IT installiert und aus dem BVBW-WAN oder dem Internet nicht direkt zu erreichen. Der Kommunikationsserver, der den Daten-Input aus den Regionalservern und die Administration des Gesamtsystems ermöglicht, gehört zum Intranet-Segment der F-IT. Er ist aus dem LAN-Segment der F-IT und aus dem BVBW-WAN, jedoch nicht aus dem Internet erreichbar. Die Webpage www.pegelonline.wsv.de wird auf einem Applikationsserver, der dem Internet-Segment der F-IT angehört, zur Verfügung gestellt. Er ist sowohl aus dem LAN-Segment der F-IT, dem BVBW-WAN als auch dem Internet erreichbar.

Über den zentralen Router im DWD erreichen somit beliebige Internetnutzer den Applikationsserver von Pegelonline im Internet-Segment der F-IT. Dieser Web-Server kommuniziert stellvertretend mit dem Datenbankcluster und bereitet die ausgewählten Daten als Grafik oder als Zeitreihe auf und stellt sie zum Download zur Verfügung.

Die Beschickung des Zentralsystems mit Daten erfolgt über das BVBW-WAN, das den Datenstrom über den zentralen Knoten in Offenbach zur F-IT leitet. Die Wasser- und Schifffahrtsämter (WSÄ) steuern die Messdatenabfrage über die Kommunikations- und Datenbankserver innerhalb eines Citrix-Metaframe-Terminalserver-Netzwerks, das regionale Bündelungsstellen in den Wasser- und Schifffahrtsdirektionen (WSD) besitzt. Von dort erfolgt das Übertragen der Daten auf den Kommunikationsserver der F-IT im dortigen Intranet-Segment, der die Speicherung der Informationen in der Datenbank stellvertretend realisiert. Weiterhin werden auf dem System mit Hilfe einer Web-Applikation Daten und Nutzer je nach Zuständigkeit administriert.

Das Informationssystem ist unter den Adressen www.wasserstaende.de, www.pegelstaende.de und www.pegelonline.wsv.de zu erreichen. Mathias Hein