-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktualisierung von in Mauterfassungsgeräten gespeicherten
Daten und/oder Programmen über
ein Funknetz, wobei jedes Mauterfassungsgerät an Bord eines Fahrzeuges
angeordnet ist und eine eindeutige Kennung aufweist.
-
Bei
der Verteilung von aktualisierten Daten bzw. Programmen (Updates)
an mobile Mauterfassungsgeräte
in einem elektronischen Mautsystem kann es zu Lastspitzen kommen,
die von einem verwendeten Funknetz nicht mehr bewältigt werden können. Dies
kann vor allem dann passieren, wenn alle oder sehr viele im Feld
befindlichen, d. h. an Bord von Fahrzeugen montierte Mauterfassungsgeräte, mit
Daten oder Programmen versorgt werden sollen und kann dazu führen, dass
das Mautsystem in seiner Funktion u.U. dauerhaft beeinträchtigt oder
sogar völlig
unbrauchbar wird.
-
Üblicherweise
teilen die Mauterfassungsgeräte – so genannte „On Board
Units" kurz OBUs – der Zentrale
mittels komplexer zufallsgesteuerter Algorithmen ihre Bereitschaft
mit, Daten oder Programme zu empfangen (dezentrale Update-Steuerung).
-
Nachteilig
an der bekannten Lösung
ist vor allem, dass sie aufgrund der aufwendigen stochastischen
Algorithmen teuer zu realisieren und relativ fehleranfällig ist.
-
Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Nachteile
zu überwinden.
-
Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
Mauterfassungsgeräte
anhand ihrer Kennungen einer Gruppe mit einer beschränkten Anzahl
an Plätzen
für Mauterfassungsgeräte zugeordnet
werden, wobei nur die der Gruppe zugeordneten Mauterfassungsgeräte berechtigt
sind, aktualisierte Daten und/oder Software von einem Server anzufordern,
wobei ein Mauterfassungsgerät
nach Aktualisierung seiner Software und/oder Daten aus der Gruppe
ausscheidet und anstelle des aus der Gruppe ausgeschiedenen Mauterfassungsgerätes ein
anderes, vorher nicht in der Gruppe enthaltenes Mauterfassungsgerät der Gruppe
zugeordnet wird.
-
Es
ist ein Verdienst der Erfindung, dass eine Zentrale des Mautsystems
eine im Folgenden auch „Update
Pool" genannte Gruppe
von Mauterfassungsgeräten
mit einer bestimmten Anzahl von Komponenten definieren kann, die
berechtigt sind, Daten oder Programme anzufordern. Somit kann die
Anzahl der Verbindungen zu den Feldkomponenten – den mobilen Mauterfassungsgeräten – beschränkt werden.
Die Feldkomponenten können
sich regelmäßig (deterministisch)
mit der Zentrale verbinden, d.h. einem Server der Zentrale, auf
welchem aktualisierte Daten und Programme gespeichert sind, und
erhalten bei dieser Gelegenheit die Aufforderung von der Zentrale
sich notwendige Updates zu laden. Nach der Aufforderung können die
Feldkomponenten unmittelbar den entsprechenden Update Prozess starten.
Dieses von der Zentrale kontrollierte Verfahren (zentrale Update-Steuerung)
ist deterministisch und bedingt damit eine Lastbegrenzung auf einen
konstanten Wert in der Zentrale und am Kommunikationsmedium. Die
Erfindung macht die bisher in den mobilen Mauterfassungsgeräten verwendeten,
aufwendigen stochastischen Algorithmen zur Lastverteilung obsolet
und verringert somit die Komplexität der Software, wodurch die
mobilen Mauterfassungsgeräte
stabiler und billiger werden.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform wird
bei Verbindungsaufbau eines Mautgerätes mit dem Server überprüft, ob eine
Aktualisierung der Daten und/oder der Software des Mautgerätes durchgeführt werden
muss und falls dies der Fall ist, wird überprüft, ob ein Platz in der Gruppe
frei ist, wobei bei einem freien Platz eine Aufnahme des Mautgerätes in die
Gruppe erfolgt. Auf diese Weise lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren
besonders effizient gestalten.
-
Eine
vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass für jedes
Mauterfassungsgerät
ein Zeitrahmen vorgegeben wird, innerhalb dessen sich, jedes Mauterfassungsgerät mit dem
Server verbinden und die Aktualisierung der Daten initialisieren
muss, wobei ein Mauterfassungsgerät, welches innerhalb des vorgegebenen
Zeitrahmens keine Verbindung mit dem Server aufbaut aus der Gruppe
ausgeschieden wird. Die Zeit, in der eine OBU den Softwaredownload
starten muss (wenn dies aus irgendeinem Grund nicht unmittelbar,
nach der Benachrichtigung geschehen kann) kann adaptiv vorgegeben
sein, damit nicht unnötig
Plätze
im Update Pool für
längere
Zeit belegt werden. Auf diese Weise lässt sich verhindern, dass von
anderen Mauterfassungsgeräten
benötigte
Plätze
in dem Update Pool von Mauterfassungsgeräten belegt werden, die über längere Zeit
keine Verbindung zu dem Server herstellen können.
-
Um
das erfindungsgemäße Verfahren
zu optimieren, kann eine Zuordnung von Mauterfassungsgeräten zu Untergruppen
unterschiedlicher Parametrierungen erfolgen, wobei die Parametrierung
einer Untergruppe bevorzugterweise der Verbindungshäufigkeit
zwischen einem Mauterfassungsgerät
und dem Server entspricht.
-
Sind
von vorneherein Mauterfassungsgeräte bekannt, die nur selten
eine Verbindung zu dem Server aufbauen, so kann beispielsweise in
der Gruppe eine vorgebbare Anzahl an Plätzen für Mauterfassungsgeräte reserviert
werden, die sich mit geringerer Häufigkeit als andere Mauterfassungsgeräte mit dem
Server verbinden, wobei ein zu diesen Mauterfassungsgeräten gehöriges Mauterfassungsgerät bei Überschreiten
des für
den Verbindungsaufbau mit dem Server vorgesehenen Zeitrahmens nicht
aus der Gruppe ausgeschieden wird, sondern mindestens solange in
der Gruppe verbleibt bis tatsächlich
ein Verbindungsaufbau zu dem Server stattgefunden hat. Auf diese
Weise kann sichergestellt werden, dass auch Mauterfassungsgeräte, welche
nur selten ein Update durchführen,
stets die Möglichkeit
haben, aktuelle Daten von dem Server anzufordern, ohne darauf warten
zu müssen,
bis vor ihnen gereihte, häufiger
mit dem Server kommunizierende Mauterfassungsgeräte ihre Daten aktualisiert
haben.
-
Günstigerweise
ist die Reihenfolge, in welcher die Mauterfassungsgeräte in die
Gruppe aufgenommen werden, deterministisch festgelegt. So kann eine
deterministische Regel für
die Reihenfolge vorgegeben werden, in welcher sich die einzelnen
Mauterfassungsgeräte
mit dem Server verbinden können. Auf
diese Weise lässt
sich auf sehr einfache und kostengünstige Weise sicherstellen,
dass alle Mauterfassungsgeräte
die Möglichkeit
haben, ihren Datenbestand zu aktualisieren.
-
Um
eine wiederholte Aktualisierung der in den Mauterfassungsgeräten gespeicherten
Daten zu ermöglichen,
kann die Reihenfolge, in welcher die Mauterfassungsgeräte in die
Gruppe aufgenommen werden, zyklisch sein.
-
Die
Erfindung samt weiteren Vorteilen wird im Folgenden anhand einiger
nicht einschränkender Ausführungsbeispiele
näher erläutert, welche
in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen schematisch:
-
1 einen
Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
und
-
2 eine
Liste mit Kennungen von Mauterfassungsgeräten.
-
Wie
in 1 dargestellt, erfolgt die Aktualisierung von
in Mauterfassungsgeräten
OBU, OBU' gespeicherten
Daten und/oder Programmen über
ein Funknetz FUN, beispielsweise ein zellular aufgebautes Mobilfunknetz,
wie das GSM-Netz. Jedes der Mauterfassungsgeräte OBU, OBU' ist an Bord eines Fahrzeuges angeordnet
und weist eine eindeutige Kennung KE1, KE2, KE3', KEN auf. Eine Zentrale bzw. ein Hostrechner
der Zentrale, auf welchem ein Server SER installiert ist, stellt
von Zeit zu Zeit eine neue Softwareversion bereit, die an im Feld
befindliche Mauterfassungsgeräte
OBU, OBU' verteilt
werden soll.
-
Um
die Belastung des Funknetzes FUN beim Herunterladen der neuen Software
von der Zentrale möglichst
gering zu halten, werden Mauterfassungsgeräte OBU, OBU' anhand ihrer Kennungen KE1, KE2, KE3', KEN einer Gruppe
GRU zugeordnet, welche nur eine beschränkte Anzahl an Plätzen für Mauterfassungsgeräte OBU,
OBU' aufweist. D.h.
die Anzahl der Mauterfassungsgeräte
OBU, OBU', die gleichzeitig
in der Gruppe GRU enthalten sein können, ist beschränkt. Nur
die in der Gruppe GRU aktuell enthaltenen Mauterfassungsgeräte OBU,
OBU' sind berechtigt,
aktualisierte Daten und/oder Software von dem Server SER anzufordern.
Die Zentrale definiert die Anzahl der Plätze für Mauterfassungsgeräte OBU,
OBU' in der Gruppe
GRU. Im Folgenden wird die Gruppe GRU auch als Update Pool bezeichnet.
-
Bei
Verbindungsaufbau eines Mautgerätes OBU,
OBU' mit dem Server
SER kann überprüft werden,
ob eine Aktualisierung der Daten und/oder der Software des Mautgerätes OBU,
OBU' durchgeführt werden
muss. Falls dies der Fall ist, wird überprüft, ob ein Platz in der Gruppe
GRU frei ist, wobei bei einem freien Platz eine Aufnahme des Mautgerätes OBU,
OBU' in die Gruppe
GRU erfolgt. Einem für
ein Update vorgesehenen Mauterfassungsgerät OBU, OBU' wird somit, falls ein freier Platz
in dem Update Pool vorhanden ist, dieser zugewiesen.
-
Nach
erfolgtem Update befindet sich die neue Software Version in den
Mauterfassungsgeräten
OBU, OBU' und ist
bereit zur Aktivierung.
-
Nach
Aktualisierung seiner Software und/oder Daten scheidet das jeweilige
Mauterfassungsgerät
OBU, OBU' temporär aus der
Gruppe GRU aus. Anstelle des aus der Gruppe GRU ausgeschiedenen
Mauterfassungsgerätes
OBU, OBU' wird ein
anderes vorher nicht in der Gruppe GRU enthaltenes Mauterfassungsgerät OBU in
die Gruppe GRU aufgenommen.
-
Für jedes
in der Gruppe GRU enthaltene Mauterfassungsgerät OBU, OBU' kann ein Zeitrahmen vorgegeben werden,
innerhalb dessen es sich mit dem Server SER verbinden und die Aktualisierung
der Daten initialisieren muss. Ein Mauterfassungsgerät OBU, OBU' welches innerhalb
des vorgegebenen Zeitrahmens keine Verbindung mit dem Server SER
aufbaut wird aus der Gruppe GRU ausgeschieden und ein anderes zuvor
nicht in der Gruppe enthaltenes Mauterfassungsgerät OBU kann
dessen Platz einnehmen. Somit kann sich ein berechtigtes Mauterfassungsgerät OBU, OBU' zwar innerhalb einer
parametrierbaren Zeit eine neue Softwareversion laden, gleichzeitig
wird aber verhindert, dass ein momentan nicht aktives Mauterfassungsgerät OBU, OBU' unnötigerweise
einen Platz in dem Updatepool blockiert.
-
Sobald
sich ein Mauterfassungsgerät
OBU, OBU' routinemäßig (z.
B. einmal am Tag) mit der Zentrale verbindet, erhält dieses
die Benachrichtigung über
die Verfügbarkeit
einer neuen Version und das berechtigte Mauterfassungsgerät OBU, OBU' beginnt mit dem
Downloadprozess. Hat sich ein Mauterfassungsgerät OBU, OBU' erfolgreich aktualisiert, gibt dieses
den belegten Platz im Updatepool frei, sodass dieser von einem anderen
Mauterfassungsgerät
OBU belegt werden kann.
-
Gemäß 2 kann
die Reihenfolge der Mauterfassungsgeräte OBU, OBU', mit welcher sie in den Update Pool,
d.h. die Gruppe GRU, aufgenommen werden sollen, auch in Form einer
Liste LIS festgelegt werden. In der Liste LIS können die Kennungen KE1, KE2,
KE3', KEN, KEN' der Mauterfassungsgeräte OBU,
OBU' gespeichert
sein, wobei die ersten n Kennungen KE1, KE2, KE3' die Gruppe GRU bilden (mit n > 1). Die Anzahl n der
Mauterfassungsgeräte
OBU, OBU', welche
die Gruppe GRU bilden, ist prinzipiell frei wählbar und kann nach Bedarf
angepasst werden.
-
Nach
erfolgtem Update eines Mauterfassungsgerätes OBU, OBU' kann dessen Kennung KE1,
KE2, KE3' an die
letzte Reihe der Liste LIS gesetzt werden. So kann beispielsweise
nach erfolgten Update die Kennung KE1 an die letzte Stelle der Liste LIS
gestellt werden. Wenn alle vorgereihten Mauterfassungsgeräte OBU wieder
aus der Gruppe GRU ausgeschieden sind, so ist das Mauterfassungsgerät OBU mit
der Kennung KE1 wieder in der Gruppe GRU und berechtigt Daten von
der Hostrechner der Zentrale herunterzuladen.
-
Es
gibt eine Anzahl von Möglichkeiten,
den Updateprozess zu optimieren. Neben einer geeigneten Dimensionierung
des Updatepools kann eine Zuordnung von Mauterfassungsgeräten zu Untergruppen
GRU', GRU'' unterschiedlicher Parametrierungen
erfolgen. Bevorzugterweise entspricht die Parametrierung einer Untergruppe
GRU', GRU'' der Verbindungshäufigkeit zwischen einem Mauterfassungsgerät OBU, OBU' und dem Server SER.
-
So
kann man beispielsweise eine Untergruppe GRU' des Updatepools für Mauterfassungsgeräte OBU' reservieren, die
sich häufig
mit dem Server SER verbindet. Bei Überschreiten des Zeitlimits
für einen
Verbindungsaufbau mit dem Server SER wird ein Mauterfassungsgerät OBU aus
der Untergruppe GRU' temporär aus dem
Updatepool ausgeschieden.
-
Während eine
Untergruppe GRU'' des Updatepools
für Mauterfassungsgeräte OBU,
OBU' reserviert
ist, die sich sehr selten mit der Zentrale verbinden, und somit
für diese
die Möglichkeit
zu schaffen, sich zu jedem Zeitpunkt zu aktualisieren. Eines dieser
Mauterfassungsgeräte
OBU' wird auch bei Überschreiten
des für
den Verbindungsaufbau mit dem Server SER vorgesehenen Zeitrahmens,
der für die
anderen Mauterfassungsgeräte
OBU gültig
ist, nicht aus dem Updatepool ausgeschieden. Das Mauterfassungsgerät OBU' verbleibt mindestens
solange in dem Updatepool bis tatsächlich ein Verbindungsaufbau
zu dem Server SER und gegebenenfalls ein Download aktualisierter
Daten bzw. Software stattgefunden hat.
-
Die
Liste LIS kann auf dem Hostrechner abgelegt sein, auf welchem auch
der Server SER installiert ist. Vor Herstellung einer Verbindung
mit einem der Mauterfassungsgeräte
OBU, OBU' kann von
Seiten des Servers SER überprüft werden,
ob sich deren im Rahmen eines Verbindungsaufbaus eine an den Server
SER übermittelte
Kennung KE1, KE2, KE3', KEN,
KEN' in der Gruppe
GRU befindet. Falls dies der Fall ist, wird falls erforder lich ein
Herunterladen von Daten und/oder Software von dem Server SER zugelassen.