Verteilte Versionsverwaltung von hierarchisch-sequentiellen Datenstrukturen am Beispiel von Eisenbahnfahrplänen

Abstract

Die Verwaltung von umfangreichen Datensätzen, die von mehreren Bearbeitern erstellt und gepflegt werden, ist eine anspruchsvolle Aufgabe, insbesondere wenn die Daten häufigen Änderungen unterworfen sind. Versionskontrollsysteme können in solchen Fällen mit Erfolg eingesetzt werden. Die verbreiteten Werkzeuge bieten für hierarchisch strukturierte Daten, die als geordnete Bäume modelliert werden, jedoch nur einen eingeschränkten Funktionsumfang. Insbesondere die Unterschiedsfeststellung und Zusammenführung verschiedener Version ist nicht optimal gelöst. Zudem haben Versionskontrollsysteme in dieser Form nur in wenigen Einsatzgebieten wie der Softwaretechnik Verbreitung gefunden.

Diese Arbeit stellt einen Ansatz für die Versionsverwaltung komplexer Datenstrukturen am Beispiel von Eisenbahnfahrplandaten vor, die sich als Beispieldatensatz durch ihre Struktur, ihren Umfang und die komplexen Prozesse in ihrem Lebenszyklus gut als Beispiel eignen. Es werden sowohl die notwendigen Algorithmen als auch Einsatzszenarien für Versionskontrollsysteme im Rahmen der Fahrplanbearbeitungsprozesse vorgestellt und bewertet. Der vorgestellte Ansatz unterstützt die Unterschiedsfeststellung und Zusammenführung nah am fachlichen Datenmodell in vollen Umfang, fügt sich unterstützend in die fahrplanspezifischen Prozesse ein und ist im Rahmen dieser Arbeit prototypisch implementiert worden.

Managing large data sets created and maintained by multiple users in parallel has always been a challenge, especially if the update frequency is high. Version control systems can be used to alleviate the intrinsic problems of such scenarios. However, the tools widely used can offer only limited functionality for hierarchically structured data usually modeled with ordered trees. For example, determining the differences between versions and the merging of different versions doesn't work optimally for such data. Also, version control systems are only widely used in few domains such as software engineering.

This thesis describes an approach for the version control of complex hierarhichally and sequentially structured data using the management of railway timetables as a sample domain. Railway timetables are large data sets usually modeled as ordered trees, are part of numerous complex processes and are therefore a good candidate to be managed with a version control system. In this thesis, various difference detection and merge algorithms as well as possibilities for integration with the timetable-specific processes are described and evaluated. The presented approach has been shown to be adequate for its intended purpose and has been implemented in a prototype as a part of this thesis.