Wir haben es mal wieder geschafft: bereits seit dem Jahr 1980 stellen wir in Deutschland zwei Mal pro Jahr die Zeit um. Heute Nacht war es dann wieder soweit. Die Uhren wurden von Sommerzeit auf Winterzeit umgestellt, d.h. um 03:00 Uhr wurden die Uhren um 1 Stunde auf 02:00 Uhr zurückgestellt. Damit beträgt die Zeitdifferenz zur sogenannten Koordinierten Weltzeit (Coordinated Universal Time, UTC) wieder UTC + 1 statt wie zuvor UTC + 2.

Mittlerweile steht die Zeitumstellung in der Kritik. Das ursprüngliche Ziel dieser Maßnahme, Energie zu sparen, indem das Tageslicht nach der Umstellung auf die Winterzeit besser ausgenutzt werden kann, hat sich gemäß diverser Studien anscheinend nicht erfüllt. Stattdessen kämpfen die Menschen mit Störungen ihres Biorythmus, leiden quasi unter einer Art „Mini-Jetlag“ mit Konzentrationsstörungen, Tagesmüdigkeit, usw. Aus diesem Grund werden auch die Forderungen nach einer Abschaffung der Sommer-/Winterzeitumstellung immer lauter.

Aber die physischen Auswirkungen auf den Menschen sollen hier gar nicht das Thema sein. Die Zeitumstellung wirft auch interessante Probleme und Fragestellungen im Systems Engineering auf.

Haben Sie vielleicht auch ein modernes Fahrzeug, bei dem sie sich zwei Mal im Jahr wundern, dass sich die Zeit bei der eingebauten Uhr nicht automatisch umstellt? Und haben Sie dann nicht auch schon einmal gedacht: Das kann doch wohl nicht sein! Wir leben im Jahr 2015, Funkuhren für den Massenmarkt gibt es seit mittlerweile gut 30 Jahren, und mein hochwertiges 30.000 Euro Auto eines deutschen Markenherstellers kann so eine einfache Sache nicht?

Zugegeben, das mag verwundern. Aus der Perspektive eines Systems Engineers gibt es aber nachvollziehbare Erklärungen dafür.

Zunächst einmal ist der Automarkt global, d.h. Fahrzeuge in Deutschland werden nicht nur für den deutschen oder europäischen Markt hergestellt, sondern auch in sehr großen Mengen für den asiatischen und amerikanischen Markt produziert. Eine Lösung auf der Basis des deutschen Zeitzeichensenders DCF77, den wir in Deutschland beispielsweise für unsere Funkwanduhren verwenden, fällt damit raus. Beim DCF77 handelt es sich um einen Langwellensender in Mainflingen bei Frankfurt am Main der in etwa eine maximale Reichweite von 2.000 km hat. Zu wenig, um damit beispielsweise bis nach Asien oder Amerika zu senden. Zwar gibt es auch in anderen Regionen der Welt Zeitzeichensender, wie beispielsweise den US-amerikanischen WWF in Colorado, oder den JJY in Japan, aber einerseits arbeiten diese Sender auf anderen Frequenzen (beim WWF ist es Kurzwelle), und die Zeit ist in diesen Signalen auch unterschiedlich kodiert.

Nun könnte man argumentieren, dass man ja zu diesem Zweck eine Modularisierung der Empfangsmodule, der zugehörigen Antennenkonfigurationen und der benötigten Software vornehmen könnte, womit man dann in der Lage wäre alle Zeitzeichensender der Welt empfangen zu können, aber lohnt dieser hohe technische Aufwand um die doch relativ nebensächliche Anforderung einer kontinuierlich genauen Uhrzeit im Auto zu erfüllen? Wohl kaum.

Eine Alternative bietet ein Satelliten-basiertes Navigationssystem (GNSS), wie beispielsweise GPS (NAVSTAR Global Positioning System), oder das sich gerade in Aufbau befindliche europäische System GALILEO. Die Satelliten eines solchen Systems strahlen ja ständig ihre eigene, aktuelle Position, sowie die präzise Uhrzeit aus. Letztere ließe sich also dazu verwenden, auch konstant die Uhren im Fahrzeug in der genauen Zeit zu halten. Doch einen GPS-Empfänger inklusive Antenne im Fahrzeug zu verbauen, nur um die Zeit auszulesen, erscheint vom technischen Aufwand her und auch aus wirtschaftlichen Gründen nicht sinnvoll. Daher sind Besitzer eines Fahrzeugs mit werksseitig eingebautem Navigationsgerät im Vorteil: hier fällt die exakte Uhrzeit, inklusive Lokalisation unter zu Hilfenahme des Standorts des Fahrzeugs, quasi als Nebenprodukt ab, und ein Umstellen der Uhr entfällt.

Auch Lösungen die auf dem Radio Data System (RDS) basieren, d.h. die die Übermittlung von Zusatzinformationen beim konventionellen, terrestrischen FM-Hörfunk (UKW) benutzen, sind denkbar. Da mittlerweile aber Autoradio, DVD-Wiedergabe, Navigationssystem, die Bluetooth-Freisprecheinrichtung und weitere Komfortfunktionen immer mehr zu einem hochintegrierten Multifunktionsgerät zusammenwachsen, wird eine ständige Verfügbarkeit der genauen Uhrzeit immer mehr zum Standard, wodurch ein manuelles Umstellen der Sommer-/Winterzeit sowieso schon bald der Vergangenheit angehören wird.

Zumindest zeigt dieses kleine Beispiel, wie vermeintlich triviale Basisanforderungen an ein System durchaus nicht ganz so triviale Auswirkungen auf Systemdesign und -architektur haben können. Dabei spielt auch die Abwägung zwischen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, technischem Aufwand und dem Nutzerkomfort eine Rolle. Und seien wir doch mal ehrlich: die Zeit, die ich in diesen Blogartikel investiert habe, reicht wahrscheinlich aus um die Uhren in meinen Autos noch mindestens 100 Mal umzustellen.

Wer hat nicht an der Uhr gedreht?
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