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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten, ein System zur Durchführung des Verfahrens, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium.
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Zum Zwecke einer Übermittlung von Daten zwischen verschiedenen Abschnitten eines Netzwerks werden üblicherweise Vermittlungsvorrichtungen eingesetzt. Diese Vermittlungsvorrichtungen dienen zum einen als Ansprechpartner eines Kommunikationsteilnehmers in diesem Netzwerk und zum anderen als eine Art Übersetzer zwischen unterschiedlich konfigurierten Netzwerkabschnitten des Netzwerks. Die zuletzt genannte Vermittlung der Daten kann auf allen Schichten des OSI-Standardmodells stattfinden und ist nicht auf eine besondere Schicht beschränkt, insbesondere nicht auf die Vermittlungsschicht. Eine solche Vermittlungsvorrichtung wird im englischen Sprachraum als „Gateway“ bezeichnet. Bislang ist es zwar bekannt, einen Kommunikationsteilnehmer mit mehreren Vermittlungsvorrichtungen auszustatten. Jedoch ist von diesen mehreren Vermittlungsvorrichtungen lediglich eine dazu eingerichtet, aktiv Daten zwischen den unterschiedlichen Netzwerkabschnitten zu übermitteln. Die übrigen der mehreren Vermittlungsvorrichtungen verharren derweil in einem passiven Betriebszustand. Lediglich im Falle, dass die aktive Vermittlungsvorrichtung ausfällt, wird eine Funktion der ausgefallenen Vermittlungsvorrichtung durch eine der bislang passiven Vermittlungsvorrichtungen übernommen. In dieser zuvor beschriebenen Betriebsweise der mehreren Vermittlungsvorrichtungen eines Kommunikationsteilnehmers bleiben jedoch vorhandene Ressourcen der passiven Vermittlungsvorrichtung ungenutzt. Selbst hohe Lasten müssen hier allein mittels der aktiven Vermittlungsvorrichtung bewältigt werden. Folglich können je nach Lastanfall Engpässe bei der Übermittlung von Daten auftreten. Dies kann insbesondere im Falle einer Übermittlung von Prozessdaten zu Problemen führen. Prozessdaten sind beispielsweise Lokalisierungsdaten, Geschwindigkeitsdaten oder andere auf einen Betrieb des Kommunikationsteilnehmers als solche bezogene Daten. Beispielsweise sind für eine Übertragung von Prozessdaten schienengebundener Fahrzeuge eine Art und ein Umfang der zu übertragenden Prozessdaten in der Norm IEC 61375-2-6 festgelegt. Üblicherweise werden solche Prozessdaten mittels eines Veröffentlichungs- und Subskriptions-Protokolls zwischen Kommunikationsteilnehmern übertragen. Im Falle eines Engpasses bei der Datenübertragung besteht allerdings die Gefahr, dass eine Übertragung der Prozessdaten verzögert oder unterbrochen wird. Dies kann mithin negative Auswirkungen auf einen Betriebsablauf sowie auf eine Betriebssicherheit des Kommunikationsteilnehmers haben.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Übertragung von Daten anzugeben.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System anzugeben, mittels welchem das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des nebengeordneten Systemanspruchs.
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Ferner liegen der Erfindung die Aufgaben zugrunde, ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens sowie ein computerlesbares Medium anzugeben.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Computerprogramm gemäß dem nebengeordneten Computerprogrammanspruchs sowie durch ein computerlesbares Medium gemäß dem nebengeordneten Anspruch bezüglich eines computerlesbaren Mediums.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung können jeweils abhängigen Unteransprüchen entnommen werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen einem Kommunikationsteilnehmer erster Art und einem Kommunikationsteilnehmer zweiter Art werden Daten mittels mehrerer Vermittlungsvorrichtungen des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art zwischen dem Kommunikationsteilnehmer erster Art und dem Kommunikationsteilnehmer zweiter Art nebenläufig übertragen.
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Unter einer Vermittlungsvorrichtung soll im vorliegenden Zusammenhang ein hardwarebasiertes Gateway verstanden werden, welches wenigstens einen Prozessor aufweist und dazu eingerichtet ist, Daten in einem Netzwerk von einem ersten Netzwerkabschnitt des Netzwerks in einen weiteren Netzwerkabschnitt des Netzwerks zu übermitteln. Insbesondere handelt es sich bei dem Gateway um ein solches im Sinne der Informatik, welches auf allen Schichten des OSI-Standardmodells vermitteln kann. Beispielsweise handelt es sich bei der Vermittlungsvorrichtung um ein sogenanntes „mobile communication gateway“ (MCG) oder um ein sogenanntes „ground communication gateway“ (GCG).
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Des Weiteren ist das Merkmal „nebenläufig“ im vorliegenden Zusammenhang im Sinne der Informatik zu verstehen und zwar derart, dass mittels verschiedener der mehreren Vermittlungsvorrichtungen eines Kommunikationsteilnehmers Daten gleichzeitig übertragen oder empfangen werden. Dies schließt jedoch nicht aus, dass in einer vorteilhaften Ausführungsform zusätzlich mittels wenigstens einer der mehreren Vermittlungsvorrichtungen verschiedene Daten gleichzeitig übertragen werden. Dies kann beispielsweise virtuell und/oder mittels verschiedener Kommunikationskanäle realisiert werden.
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Auf diese Weise können bislang ungenutzte Ressourcen bereits vorhandener Vermittlungsvorrichtungen genutzt werden. Ferner kann so eine besonders schnelle und zuverlässige Datenübertragung realisiert werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die genannten Daten nebenläufig gemäß einem Veröffentlichungs- und Subskriptions-Protokoll übertragen werden.
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Unter dem Veröffentlichungs- und Subskriptions-Protokoll soll im vorliegenden Zusammenhang ein Datenübertragungsverfahren verstanden werden, welches auf einem nachrichtenorientierten Middlewaresystem basiert und bei welchem mittels eines Kommunikationsteilnehmers Daten in einem Netzwerk veröffentlicht werden, die daraufhin von all denjenigen weiteren Kommunikationsteilnehmern empfangen werden, welche eine Subskription bei dem die Daten veröffentlichenden Kommunikationsteilnehmer hinterlegt haben. Das Veröffentlichungs- und Subskriptions-Protokoll ist auch bekannt als „publish and subscribe“-Protokoll, welches abgekürzt wird mit „pub-sub“-Protokoll. Prominentestes Beispiel für ein solches Veröffentlichungs- und Subskriptions-Protokoll stellt das Standardprotokoll „OPC UA Pub Sub“ der OPC-Foundation dar. Alternativ kann das Veröffentlichungs- und Subskriptions-Protokoll mittels des Message Queuing Telemetry Transport-Protokolls (MQTT) realisiert werden. Das vorhergehend beschriebene Veröffentlichungs- und Subskriptions-Protokoll unterscheidet sich von einem „Anfrage und Antwort“-Protokoll, welches auch als „request-response“-Protokoll oder „client-server“-Protokoll bekannt ist, dadurch, dass bei dem letztgenannten Protokoll jeweils konkret ein Empfänger von einem Sender angesprochen wird. Mittels des Veröffentlichungs- und Subskriptions-Protokoll wird es ermöglicht, Daten dann zu übertragen, wenn beispielsweise vorgegebene Parameter vorbestimmte Schwellwerte überschreiten oder unterschreiten, festgelegte Zeitpunkte erreicht oder Zeitintervalle abgelaufen sind. Eine Datenübertragung kann so auf das Notwendigste reduziert werden. Beispielsweise können Anfragen, auf welche keine verwertbare Antwort folgt, einfach vermieden werden. Damit wird eine effiziente Datenübertragung ermöglicht.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, eine Subskription zu erzeugen. Hierzu wird mittels des Kommunikationsteilnehmers erster Art ein Subskriptionsauftrag an eine der mehreren Vermittlungsvorrichtungen des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art gesandt. Ein solcher Subskriptionsauftrag weist zumindest Anweisungen bezüglich einer Art oder eines Umfangs von zu übermittelnden Daten auf. Des Weiteren kann der Subskriptionsauftrag Anweisung bezüglich einer Häufigkeit oder eines Zeitpunkts aufweisen, zu oder nach welchem eine Übermittlung vorbestimmter Daten stattfinden soll. Ferner kann der Subskriptionsauftrag weitere Bedingungen aufweisen, unter deren Voraussetzung eine Datenübermittlung stattfinden soll. Bevorzugt werden mittels des Subskriptionsauftrags Prozessdaten angefordert. Solch Prozessdaten sind Daten, anhand derer ein Betriebsablauf und/oder ein Betriebszustand einer Vorrichtung charakterisierbar sind. Beispielsweise handelt es sich bei einer Information bezüglich einer Auslastung der Vorrichtung, einer Geschwindigkeit, einer räumlichen Position, einem Fahrtziel oder einer Temperatur der Vorrichtung, insbesondere des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art, um Prozessdaten.
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Zudem wird hierzu der genannte Subskriptionsauftrag in einer Datenbank gespeichert. Unter der Datenbank soll im vorliegenden Zusammenhang ein Datenbanksystem verstanden werden, welches zum Zwecke einer elektronischen Datenverwaltung eingerichtet ist. Beispielsweise ist dieses Datenbanksystem als ein verteiltes, repliziertes Datenbanksystem, als ein verteiltes, repliziertes Dateisystem, als ein virtueller Gemeinspeicher, welcher in der Informationstechnologie auch als „Virtual Shared Memory“ (VSM) bezeichnet wird, oder als ein verteilter gemeinsamer Speicher, welcher in der Informationstechnologie als „Distributed Shared Memory“ (DSM) bezeichnet wird, bekannt..
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Des Weiteren wird hierzu anhand eines Auswahlkriteriums erster Art ein in der Datenbank gespeicherter Subskriptionsauftrag ausgewählt. Das Auswahlkriterium erster Art kann beispielsweise eine angeforderte Datenmenge, eine Anzahl an angeforderten Variablen, wie beispielsweise Variablen von Prozessdaten, eine Häufigkeit der Übermittlung der Daten oder ein anderer in dem Subskriptionsauftrag festgelegter Parameter sein.
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Ferner wird anhand eines Auswahlkriteriums zweiter Art eine der mehreren Vermittlungsvorrichtungen zum Zwecke einer Übernahme des Subskriptionsauftrags ausgewählt. Bei dem Auswahlkriterium zweiter Art handelt es sich um ein Kriterium bezüglich einer Auslastung einer Hardware der Vermittlungsvorrichtungen. Ein solches Kriterium ist beispielsweise eine CPU-Last, eine Auslastung eines Speichers, wie beispielsweise des Hauptspeichers oder eines externen Speichers, einer Anzahl an freien Kommunikationskanälen oder ein anderes Kriterium bezüglich der Hardware als solches, wie beispielsweise ein zur Verfügung stehender Gesamtspeicher, eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit oder eine maximale Übertragungskapazität. Des Weiteren ist denkbar, dass das Auswahlkriterium zweiter Art aus einer frei wählbaren Kombination der zuvorgenannten Kriterien zusammengesetzt ist. Zudem wird der ausgewählte Subskriptionsauftrag von der zur Übernahme des Subskriptionsauftrags ausgewählten Vermittlungsvorrichtung übernommen und ausgeführt.
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Auf diese Weise kann eine flexible und individuell gestaltbare Verteilung einer Arbeitslast auf verschiedene Vermittlungsvorrichtungen realisiert werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante wird vorgesehen, dass mittels des Kommunikationsteilnehmers erster Art der Subskriptionsauftrag an eine der mehreren Vermittlungsvorrichtungen des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art gesandt wird. So kann jede der Vermittlungsvorrichtungen unabhängig von den übrigen der mehreren Vermittlungsvorrichtungen als Ansprechpartner für den Kommunikationsteilnehmer erster Art dienen. Des Weiteren wird der genannte Subskriptionsauftrag mittels dieser einen der mehreren Vermittlungsvorrichtungen des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art in einer von den mehreren Vermittlungsvorrichtungen gemeinsam zugänglichen Datenbank gespeichert. Bei der genannten Datenbank handelt es sich insbesondere um die bereits zuvor beschriebene Datenbank. Dies ermöglicht einen schnellen Zugriff aller Vermittlungsvorrichtungen auf eine zentrale Datenbank.
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Ferner sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, dass die mittels des Subskriptionsauftrags angeforderten Daten anhand derjenigen Vermittlungsvorrichtung der mehreren Vermittlungsvorrichtungen veröffentlicht werden, durch welche der Subskriptionsauftrag übernommen wurde. So ist der Subskriptionsauftrag eindeutig einer Vermittlungsvorrichtung zugeordnet und im Falle eines Ausfalls dieser Vermittlungsvorrichtung kann sogleich der Subskriptionsauftrag von einer weiteren Vermittlungsvorrichtung übernommen werden. So kann eine Betriebssicherheit erhöht werden.
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Ferner sieht eine vorteilhafte Ausführungsvariante vor, dass anhand des Auswahlkriteriums zweiter Art diejenige Vermittlungsvorrichtung der mehreren Vermittlungsvorrichtungen zum Zwecke einer Übernahme eines Subskriptionsauftrags ausgewählt wird, deren Hardwareauslastung im Vergleich zu einer Hardwareauslastung der übrigen der mehreren Vermittlungsvorrichtungen am geringsten ist. Dies ermöglicht es, eine Verteilung der Arbeitslast möglichst gleichmäßig auf die mehreren Vermittlungsvorrichtungen zu verteilen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Auswahlkriterium zweiter Art derart gewichtet wird, dass eine Übernahme von Subskriptionsaufträgen auf vorbestimmte Vermittlungsvorrichtungen beschränkt wird. Dies ermöglicht es, eine einfache Gruppierung der mehreren Vermittlungsvorrichtungen vorzunehmen. Weiter ist denkbar, dass zwischen solchen Vermittlungsvorrichtungen unterschieden wird, welche Subskriptionsaufträge bearbeiten und solchen, welche mit anderen Aufgaben betraut sind. Ferner ist denkbar, dass die Vermittlungsvorrichtungen derart gruppiert werden, dass ein Teil dieser Vermittlungsvorrichtungen entweder gar keine Subskriptionsaufträge bearbeitet oder lediglich im Falle eines Ausfalls einer anderen Vermittlungsvorrichtung Subskriptionsaufträge dieser ausgefallenen Vermittlungsvorrichtung übernimmt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass Subskriptionsaufträge gemäß einer vorbestimmten Reihenfolge zumindest eines Teils der mehreren Vermittlungsvorrichtungen diesen zugeordnet werden. Ein solches Prinzip ist ebenfalls bekannt als „Round-Robin“-Verfahren.
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Ferner wird in einer vorteilhaften Weiterbildung ein Verfahren zum Zwecke einer Änderung eines von einer der Vermittlungsvorrichtungen übernommenen Subskriptionsauftrags vorgeschlagen. Hierbei wird mittels des Kommunikationsteilnehmers erster Art ein Änderungsauftrag bezüglich einer Änderung eines vorbestimmten Subskriptionsauftrags an eine beliebige der mehreren Vermittlungsvorrichtungen des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art übersandt. Dieser Änderungsauftrag wird in einer Datenbank gespeichert. Insbesondere handelt es sich bei der genannten Datenbank um die vorhergehend beschriebene Datenbank. Mittels derjenigen Vermittlungsvorrichtung, durch welche der zu ändernde Subskriptionsauftrag übernommen wurde, wird der Änderungsauftrag aus der Datenbank ausgewählt und ausgeführt. Dies ermöglicht es, den Änderungsauftrag an eine beliebige der mehreren Vermittlungsvorrichtungen zu übersenden und daraufhin den Änderungsauftrag aufwandsgünstig zuzuordnen. Anhand dieses Verfahrens wird des Weiteren eine rasche und zuverlässige Änderung von Subskriptionsaufträgen ermöglicht.
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Des Weiteren wird in einer vorteilhaften Weiterbildung ein Verfahren zum Zwecke einer Löschung einer Subskription vorgeschlagen. Hierbei wird mittels des Kommunikationsteilnehmers erster Art ein Löschungsauftrag bezüglich eines Löschens eines bestimmten Subskriptionsauftrags an eine beliebige der mehreren Vermittlungsvorrichtungen des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art übersandt. Dieser Löschungsauftrag wird in einer Datenbank gespeichert. Bei dieser Datenbank handelt es sich insbesondere um die zuvor bereits beschriebene Datenbank. Zudem wird hierbei mittels derjenigen Vermittlungsvorrichtung, durch welche der zu löschende Subskriptionsauftrag übernommen wurde, der Löschungsauftrag aus der Datenbank ausgewählt und der vorbestimmte Subskriptionsauftrag gelöscht. Zum Zwecke einer Löschung einer Subskription kann so jeder der mehreren Vermittlungsvorrichtungen angesprochen werden, unabhängig davon, ob diese mit der Ausführung des zu löschenden Subskriptionsauftrags betraut ist oder nicht. Demnach wird ein rasches und zuverlässiges Löschen von Subskriptionsaufträgen ermöglicht.
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Ferner sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, dass jede Vermittlungsvorrichtung der mehreren Vermittlungsvorrichtungen des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art von mindestens einer übrigen der mehreren Vermittlungsvorrichtungen auf einen mangelhaften Betriebszustand hin überwacht wird. Dies ermöglicht es, eine hohe Betriebssicherheit und Ausfallsicherheit des Verfahrens zur Datenübertragung bereitzustellen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass mittels jeder der mehreren Vermittlungsvorrichtungen des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art in regelmäßigen Zeitabständen eine Information bezüglich deren Betriebszustand ausgegeben wird. Mittels wenigstens einer der übrigen Vermittlungsvorrichtungen der mehreren Vermittlungsvorrichtungen wird überprüft, ob die genannte Information ausgegeben wurde. Auf diese Weise kann eine effiziente und sichere Überwachung der Vermittlungsvorrichtungen hin auf einen fehlerhaften Betriebszustand realisiert werden.
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Eine erste vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass mittels jeder der mehreren Vermittlungsvorrichtungen des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art in regelmäßigen Zeitabständen eine Information bezüglich des Betriebszustands in einer Datenbank gespeichert wird. Denkbar ist hierbei, dass es sich bei der genannten Datenbank um die zuvor ausführlich beschriebene Datenbank handelt. Mittels wenigstens einer der übrigen Vermittlungsvorrichtungen wird daraufhin überprüft, ob die gespeicherte Information vorliegt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird vorgesehen, dass mittels wenigstens einer der übrigen Vermittlungsvorrichtungen der mehreren Vermittlungsvorrichtungen die genannte Information ausgewertet wird, sofern diese ausgegeben wurde. Auf diese Weise kann ein mangelhafter Betriebszustand einer Vermittlungsvorrichtung auch dann erkannt werden, falls die Vermittlungsvorrichtung nicht gänzlich ausfällt, sondern lediglich fehlerhaft arbeitet. Beispielsweise kann ein solches Fehlverhalten einer Vermittlungsvorrichtung mittels eines dem Fachmann bekannten Selbsttests einer Vermittlungsvorrichtung erkannt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass im Falle, dass ein Ausfall einer der mehreren Vermittlungsvorrichtungen festgestellt wird, derjenige Subskriptionsauftrag oder diejenigen Subskriptionsaufträge der ausgefallenen Vermittlungsvorrichtung von wenigstens einem Teil der übrigen der mehreren Vermittlungsvorrichtungen übernommen wird/werden. Auf diese Weise kann auf einfache Weise verhindert werden, dass Vermittlungsvorrichtungen in einem passiven Betriebszustand für den Fall eines Ausfalls einer aktiven Vermittlungsvorrichtung bereitzustehen haben. Ressourcen von vorhandenen Vermittlungsvorrichtungen können so zum Zwecke einer Verhinderung von Engpässen genutzt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass der wenigstens eine Subskriptionsauftrag der ausgefallenen Vermittlungsvorrichtung von wenigstens einer anhand des Auswahlkriteriums zweiter Art aus den übrigen der mehreren Vermittlungsvorrichtungen ausgewählten Vermittlungsvorrichtung übernommen und ausgeführt wird. Neben einer Optimierung einer Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit kann so eine Arbeitslast weiterhin gleichmäßig auf die übrigen der mehreren Vermittlungsvorrichtungen verteilt werden.
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Mittels des erfindungsgemäßen Systems wird das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt.
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Das System zur Durchführung des Verfahrens weist einen Kommunikationsteilnehmer erster Art sowie einen Kommunikationsteilnehmer zweiter Art auf. Dabei weist der Kommunikationsteilnehmer zweiter Art mehrere Vermittlungsvorrichtungen auf. Die genannten mehreren Vermittlungsvorrichtungen sind hierbei dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Bei den genannten Vermittlungsvorrichtungen handelt es sich insbesondere um die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vermittlungsvorrichtungen. Ein solches System ermöglicht es, verfügbare Ressourcen effizient zu nutzen und gleichmäßig auszulasten. Ferner kann auf diese Weise eine Verfügbarkeit und eine Ausfallsicherheit des Systems verbessert werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Kommunikationsteilnehmer erster Art als ein stationärer Kommunikationsteilnehmer ausgebildet ist. Bevorzugt handelt es sich bei dem stationären Kommunikationsteilnehmer um ein landseitiges System mit festem Standort. Des Weiteren ist hierbei vorgesehen, dass der Kommunikationsteilnehmer zweiter Art als ein mobiler Kommunikationsteilnehmer ausgebildet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem mobilen Kommunikationsteilnehmer um ein Fahrzeug. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein schienengebundenes Fahrzeug. In Anbetracht der immer größer werdenden Datenmengen, welche aus mobilen Kommunikationsteilnehmern versandt oder von diesen empfangen werden sollen, wird so auf einfache Weise eine effiziente sowie zuverlässige Übertragung von Daten ermöglicht.
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Des Weiteren sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des Systems vor, dass die mehreren Vermittlungsvorrichtungen des Kommunikationsteilnehmers zweiter Art dazu eingerichtet sind, Daten zwischen einem lokalen Netzwerk und einem Mobilfunknetzwerk zu übermitteln. Auf diese Weise können Auswirkungen eines schlechten Empfangs einer Vermittlungsvorrichtung auf eine Übertragung von Daten durch einen guten Empfang weiterer Vermittlungsvorrichtungen kompensiert werden. Ein solcher Unterschied zwischen einem Empfang einer Vermittlungsvorrichtung und weiterer Vermietungsvorrichtungen kann beispielsweise durch die Nutzung unterschiedlicher Netzprovider entstehen.
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Mittels des erfindungsgemäßen Computerprogramms wird bei dessen Ausführung das erfindungsgemäße System dazu veranlasst, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
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Des Weiteren sieht die Erfindung ein computerlesbares Medium vor, welches Instruktionen aufweist, anhand derer das erfindungsgemäße System dazu veranlasst wird, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Bei dem computerlesbaren Medium kann es sich beispielsweise um eine CD-ROM, eine DVD, einen USB- oder Flash-Speicher oder um ein nicht körperliches Medium, wie ein Datenstrom und/oder ein Datenträgersignal handeln.
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Die voranstehend beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden im Zusammenhang mit den Figuren in der folgenden Beschreibung der Ausführungen der Erfindung näher erläutert. Soweit zweckdienlich, werden in den Figuren dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet. Das Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung der Erfindung und beschränkt die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Zudem können alle in dem Ausführungsbeispiel angegebenen Merkmale isoliert betrachtet und in geeigneter Weise mit den Merkmalen eines beliebigen Anspruchs kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems zur Durchführung eines Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung sowie eine Illustration des Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 eine weitere schematische Illustration des Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems 10 in einer schematischen Darstellung. Des Weiteren illustriert 1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100.
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In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das System 10 beispielhaft einen stationären Kommunikationsteilnehmer 12 auf, welcher bevorzugt ein landseitiges System ist. Des Weiteren weist das System 10 beispielhaft ein schienengebundenes Fahrzeug 14 als mobilen Kommunikationsteilnehmer auf. Das schienengebundene Fahrzeug 14 selbst weist drei Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 auf, welche dazu eingerichtet sind, Daten D zwischen dem stationären Kommunikationsteilnehmer 12 und dem schienengebundenen Fahrzeug 14 nebenläufig zu übertragen 101. Beispielhaft sind die drei Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 jeweils dazu eingerichtet, Daten D zwischen einem lokalen Netzwerk L des schienengebundenen Fahrzeugs 14 und einem Mobilfunknetzwerk M zu übertragen. Ferner weist das schienengebundene Fahrzeug 14 eine zentrale Datenbank 22 auf. Im Rahmen des nachfolgend beschriebenen Beispiels des Verfahrens 100 haben die drei Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 gemeinsam Zugriff auf diese Datenbank 22.
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2 zeigt eine weitere schematische Illustration des zuvor genannten Beispiels des Verfahrens 100 zur Übertragung von Daten D. Bei den genannten Daten D handelt es sich vorliegend beispielhaft um Prozessdaten D des in 1 schematisch dargestellten schienengebundenen Fahrzeugs 14. Mittels des Mobilfunknetzes M und den drei Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 werden im vorliegend beschriebenen Beispiel des Verfahrens 100 die Prozessdaten D nebenläufig zu dem stationären Kommunikationsteilnehmer 12 übertragen 101. Die genannte nebenläufige Übertragung 101 der Prozessdaten D erfolgt hierbei gemäß eines Veröffentlichungs- und Subskriptions-Protokolls. Hierbei wird beispielhaft das Standardprotokoll der OPC-Foundation mit der Bezeichnung „OPC UA Pub Sub“ verwendet. Alternativ ist eine Verwendung des Message Queuing Telemetry Transport-Protokolls denkbar, welches ebenfalls unter der abgekürzten Schreibweise MQTT-Protokoll bekannt ist. Auf diese Weise werden Prozessdaten D lediglich dann übertragen, wenn diese unter den innerhalb eines Subskriptionsauftrags festgelegten Konditionen vorliegen. So kann einfach auf unnötigen Datenverkehr aufgrund von Anfragen des stationären Kommunikationsteilnehmers 12 verzichtet werden.
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2 illustriert des Weiteren beispielhaft, auf welche Weise eine Subskription erzeugt wird 102. Hierzu wird zunächst mittels des stationären Kommunikationsteilnehmers 12 ein Subskriptionsauftrag an eine der drei Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 des schienengebundenen Fahrzeugs 14 gesandt 104. Dabei sind alle drei Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 als gleichberechtigte Ansprechpartner des schienengebundenen Fahrzeugs 14 eingerichtet. Daher kann der genannte Subskriptionsauftrag an eine beliebige der drei Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 gesandt werden 104. Daraufhin wird der genannte Subskriptionsauftrag in der gemeinsam zugänglichen Datenbank 22 des schienengebundenen Fahrzeugs 14 gespeichert 106. Der Subskriptionsauftrag weist vorliegend zumindest Anweisungen bezüglich der Art und des Umfangs von zu übermittelnden Prozessdaten D und/oder bezüglich einer Häufigkeit einer Übermittlung dieser Prozessdaten D auf. Für schienengebundene Fahrzeuge ist in der Norm IEC 61375-2-6 festgelegt, welche Parameter oder Prozessvariablen von dem schienengebundenen Fahrzeug 14 an den stationären Kommunikationsteilnehmer 12, der sogenannten Landseite, zu übersenden sind.
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Nachdem der genannte Subskriptionsauftrag in der Datenbank 22 gespeichert wurde 106, wird dieser als einer von mehreren möglichen in der Datenbank 22 gespeicherten Subskriptionsaufträgen einer der drei Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 wie folgt beschrieben zugeordnet: Anhand eines Auswahlkriteriums zweiter Art wird zunächst eine der drei Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 ausgewählt 108. Bei dem Auswahlkriterium zweiter Art handelt es sich um ein Kriterium bezüglich einer Auslastung einer Hardware der Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20. Ein solches Kriterium ist beispielsweise eine CPU-Last, eine Auslastung eines Speichers, wie beispielsweise des Hauptspeichers oder eines externen Speichers, einer Anzahl an freien Kommunikationskanälen oder ein anderes Kriterium bezüglich der Hardware als solches, wie beispielsweise ein zur Verfügung stehender Gesamtspeicher, eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit oder eine maximale Übertragungskapazität. Des Weiteren ist denkbar, dass das Auswahlkriterium zweiter Art aus einer frei wählbaren Kombination der zuvorgenannten Kriterien zusammengesetzt ist. Zusätzlich ist denkbar, dass das Auswahlkriterium zweiter Art derart gewichtet wird, dass zunächst lediglich vorbestimmte Vermittlungsvorrichtungen für eine Auswahl bereit stehen und übrige Vermittlungsvorrichtungen nur im Falle eines Ausfalls einer solchen vorbestimmten Vermittlungsvorrichtung zum Zwecke einer Übernahme von Subskriptionsaufträgen auswählbar sind.
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Des Weiteren wird anhand eines Auswahlkriteriums erster Art einer von möglicherweise mehreren in der Datenbank 22 gespeicherten Subskriptionsaufträgen ausgewählt 108. Als Auswahlkriterium erster Art wird zumindest ein in dem Subskriptionsauftrag festgelegter Parameter herangezogen. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Datenmenge, eine Anzahl an angeforderten Daten D, eine Häufigkeit an zur Übermittlung angeforderten Daten D und/oder weitere in der Norm IEC 61375-2-6 festgelegten Prozessvariablen handeln. Der auf die zuvor genannte Weise ausgewählte 110 Subskriptionsauftrag wird daraufhin von der zur Übernahme des Subskriptionsauftrags ausgewählten Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 übernommen 112. Nach der genannten Übernahme 112 wird der diesbezüglich ausgewählte Subskriptionsauftrag mittels der hierfür ausgewählten Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 ausgeführt 114.
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2 illustriert zudem, dass die nebenläufig agierenden Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 sich gegenseitig hin auf einen fehlerhaften Betriebszustand überwachen 132. Hierzu wird in dem vorliegend beschriebenen Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 mittels jeder der drei Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 in regelmäßigen Zeitabständen eine Information bezüglich deren Betriebszustand ausgegeben 134. Denkbar ist hierbei, dass diese Information in der gemeinsam zugänglichen Datenbank 22 gespeichert wird. Mittels der übrigen Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 wird überprüft, ob die genannte Information ausgegeben wurde 136. Zusätzlich ist denkbar, dass mittels der übrigen Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 die genannten Informationen im Hinblick auf einen Betriebszustand der die Information ausgebenden Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 ausgewertet werden. Dies ermöglicht eine Erkennung eines fehlerhaften Betriebszustands, falls eine Vermittlungsvorrichtung zwar nicht ausgefallen ist, jedoch fehlerhaft arbeitet. Tritt der Fall ein, dass ein Ausfall einer der mehreren Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 festgestellt wird 138, wird derjenige Subskriptionsauftrag oder diejenigen Subskriptionsaufträge, welche der ausgefallenen Vermittlungsvorrichtung zugeordnet sind von wenigstens einer der übrigen Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 übernommen 140. Beispielhaft wird hierzu zunächst der Subskriptionsauftrag oder die Subskriptionsaufträge der ausgefallenen Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 in der Datenbank 22 gespeichert 106. Gemäß dem Auswahlkriterium zweiter Art wird daraufhin eine der übrigen Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 zum Zwecke einer Übernahme der Subskriptionsaufträge oder eines Subskriptionsauftrags der ausgefallenen Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 ausgewählt 108. Auf diese Weise kann eine Arbeitslast trotz eines Ausfalls einer der Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 gleichmäßig auf die übrigen Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 verteilt werden.
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Ferner illustriert 2 beispielhaft, auf welche Weise eine Änderung eines Subskriptionsauftrags realisiert wird 116. Zunächst wird mittels des stationären Kommunikationsteilnehmers 12 ein Änderungsauftrag bezüglich einer Änderung eines vorbestimmten Subskriptionsauftrags an eine beliebige der mehreren Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 22 übersandt 118. Dieser Änderungsauftrag wird in der gemeinsamen Datenbank 22 gespeichert 120. Daraufhin wird diejenige Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 ausgewählt, welcher der zu ändernde Subskriptionsauftrag ursprünglich zugeordnet wurde. Daraufhin wird dieser genannten Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 der Änderungsauftrag zugeordnet. Mittels dieser Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 wird sodann der Änderungsauftrag aus der Datenbank 22 ausgewählt und ausgeführt 122. Der auf diese Weise geänderte Subskriptionsauftrag wird so von derselben Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 weiterhin ausgeführt 114.
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Darüber hinaus illustriert 2 beispielhaft, auf welche Weise ein Subskriptionsauftrag gelöscht wird 124. Hierbei wird mittels des stationären Kommunikationsteilnehmers 12 ein Löschungsauftrag bezüglich eines Löschens eines bestimmten Subskriptionsauftrags an eine beliebige der mehreren Vermittlungsvorrichtungen 16, 18, 20 des schienengebundenen Fahrzeugs 14 übersandt 126. Der Löschungsauftrag wird in der Datenbank 22 gespeichert 128. Daraufhin wird diejenige Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 ausgewählt 108, mittels welcher der zu löschende Subskriptionsauftrag ausgeführt wird 114. Mittels der auf diese Weise ausgewählten Vermittlungsvorrichtung 16, 18, 20 wird der Löschungsauftrag aus der Datenbank ausgewählt und ausgeführt 130.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die vorhergehenden Ausführungen näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
