DE102022206653A1 - Method, planning device and communication system for data transmission between track-bound vehicles and a land-based device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Planungseinrichtung (20) und ein Kommunikationssystem (1) zum Steuern einer Übertragung von Daten zwischen einer Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen (3, 5) und einer landseitigen Einrichtung (13) über ein drahtloses lokales Kommunikationsnetz (7). Bei dem Verfahren wird mittels einer landseitigen Planungseinrichtung (20) die Datenübertragung geplant (M). Bei dem Planen (M) wird eine Forderung zur Datenübertragung zwischen wenigstens einem spurgebundenen Fahrzeug (3, 5) der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen (3, 5) und der landseitigen Einrichtung (13) berücksichtigt. Ferner werden bei dem Planen (M) eine datentechnische Kapazität des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes (7) und eine Aufenthaltsinformation, welche den Aufenthaltszeitraum wenigstens eines spurgebundenen Fahrzeugs (3, 5) der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen (3, 5) innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes (7) repräsentiert, berücksichtigt. Die Daten werden über das drahtlose lokale Kommunikationsnetz (7) während eines Aufenthalts des wenigstens einen spurgebundenen Fahrzeugs (3, 5) der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen (3, 5) innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes (7) in Abhängigkeit der Planung (M) übertragen (0) .The invention relates to a method, a planning device (20) and a communication system (1) for controlling the transmission of data between a plurality of track-bound vehicles (3, 5) and a land-based device (13) via a wireless local communication network (7). In the method, data transmission is planned (M) using a land-based planning device (20). When planning (M), a requirement for data transmission between at least one track-bound vehicle (3, 5) of the plurality of track-bound vehicles (3, 5) and the land-based device (13) is taken into account. Furthermore, when planning (M), a data capacity of the wireless local communication network (7) and location information, which determines the period of stay of at least one track-bound vehicle (3, 5) of the plurality of track-bound vehicles (3, 5) within the range of the wireless local Communication network (7) is taken into account. The data is transmitted via the wireless local communication network (7) during a stay of the at least one track-bound vehicle (3, 5) of the plurality of track-bound vehicles (3, 5) within the range of the wireless local communication network (7) depending on the planning (M ) transferred (0) .
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Planungseinrichtung und ein Kommunikationssystem zum Steuern einer Übertragung von Daten zwischen einer Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen und einer landseitigen Einrichtung über ein drahtloses lokales Kommunikationsnetz.The invention relates to a method, a planning device and a communication system for controlling a transmission of data between a plurality of track-bound vehicles and a land-based device via a wireless local communication network.
Grundsätzlich ist es bekannt, Daten zwischen einer Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen und einer landseitigen Einrichtung über ein drahtloses lokales Kommunikationsnetz, beispielsweise WLAN (WLAN: Wireless Local Area Network) zu übertragen.In principle, it is known to transmit data between a plurality of track-bound vehicles and a land-based device via a wireless local communication network, for example WLAN (WLAN: Wireless Local Area Network).
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, die Übertragung von Daten zwischen der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen und der landseitigen Einrichtung über das drahtlose lokale Kommunikationsnetz zu verbessern.Against this background, the object of the invention is to improve the transmission of data between the majority of track-bound vehicles and the land-based device via the wireless local communication network.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.This task is solved by the subject matter of the independent claims.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Datenübertragung mittels einer landseitigen Planungseinrichtung geplant. Bei dem Planen wird eine Forderung zur Datenübertragung zwischen wenigstens einem spurgebundenen Fahrzeug der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen und der landseitigen Einrichtung berücksichtigt. Ferner wird bei dem Planen eine datentechnische Kapazität des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes berücksichtigt. Ferner wird eine Aufenthaltsinformation, welche den Aufenthaltszeitraum wenigstens eines spurgebundenen Fahrzeugs der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes repräsentiert, berücksichtigt. Die Daten werden über das drahtlose lokale Kommunikationsnetz während eines Aufenthalts des wenigstens einen spurgebundenen Fahrzeugs der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes in Abhängigkeit der Planung übertragen.According to the method according to the invention, the data transmission is planned using a land-based planning device. When planning, a requirement for data transmission between at least one track-bound vehicle of the plurality of track-bound vehicles and the land-based device is taken into account. Furthermore, the data capacity of the wireless local communications network is taken into account when planning. Furthermore, location information, which represents the period of stay of at least one track-bound vehicle of the plurality of track-bound vehicles within the range of the wireless local communication network, is taken into account. The data is transmitted via the wireless local communication network during a stay of the at least one track-bound vehicle of the plurality of track-bound vehicles within the range of the wireless local communication network depending on the planning.
Das Verfahren ist vorzugsweise ein computerimplementiertes Verfahren.The method is preferably a computer-implemented method.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sich spurgebundene Fahrzeuge in der Regel für eine beschränkte Zeitdauer innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes aufhalten. Ein Grund dafür ist, dass eine hohe Auslastung der spurgebundenen Fahrzeuge gewünscht ist und demnach ein Aufenthalt (insbesondere ein Halt oder ein Abstellen) innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes von beschränkter Dauer ist. Während dieser Zeitdauer ist häufig die Übertragung von großen Datenmengen zwischen den spurgebundenen Fahrzeugen und der landseitigen Einrichtung gewünscht. Diese Daten enthalten beispielsweise Inhalte einer lokalen Festplatte des spurgebundenen Fahrzeugs und/oder Inhalte einer Videodatenbank, die mittels eines Videoüberwachungssystems des spurgebundenen Fahrzeugs erzeugte Bildinformationen enthält. Zudem enthalten die Daten beispielsweise Softwareaktualisierungen für Subsysteme des spurgebundenen Fahrzeugs und/oder Medieninhalte, wie Filme, für Fahrgastunterhaltungssysteme des spurgebundenen Fahrzeugs.The invention is based on the knowledge that track-bound vehicles generally stay within the range of the wireless local communications network for a limited period of time. One reason for this is that high utilization of track-bound vehicles is desired and therefore a stay (particularly a stop or parking) within the range of the wireless local communication network is of limited duration. During this period of time, the transmission of large amounts of data between the track-bound vehicles and the land-based facility is often desired. This data contains, for example, contents of a local hard drive of the track-bound vehicle and/or contents of a video database that contains image information generated by a video surveillance system of the track-bound vehicle. In addition, the data includes, for example, software updates for subsystems of the track-bound vehicle and/or media content, such as films, for passenger entertainment systems of the track-bound vehicle.
Zudem wurde mit der Erfindung erkannt, dass selbst bei einer großen Bandbreite, die durch das drahtlose lokale Kommunikationsnetz bereitgestellt wird, Flaschenhälse bei der Übertragung der Daten aufgrund der Anzahl der Fahrzeuge, der zu übertragenden Datenmenge und/oder der beschränkten Aufenthaltsdauer der Fahrzeuge entstehen können. Dies kann beispielsweise dazu führen, dass spurgebundene Fahrzeuge das drahtlose lokale Kommunikationsnetz verlassen müssen, ohne die erforderliche Datenübertragung abgeschlossen zu haben. Im Ergebnis kann dies zu Störungen des Betriebs der spurgebundenen Fahrzeuge führen. Alternativ ist die Aufenthaltsdauer der Fahrzeuge innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes zu erhöhen. Dies kann die gewünschte hohe Auslastung der spurgebundenen Fahrzeuge beeinträchtigen (da die Fahrzeuge lange innerhalb der Reichweite des Kommunikationsnetzes verweilen müssen).In addition, the invention recognized that even with a large bandwidth provided by the wireless local communication network, bottlenecks can arise in the transmission of data due to the number of vehicles, the amount of data to be transmitted and / or the limited length of stay of the vehicles. This can, for example, result in track-bound vehicles having to leave the wireless local communications network without completing the required data transmission. As a result, this can lead to disruptions in the operation of track-bound vehicles. Alternatively, the length of time vehicles stay within the range of the wireless local communications network must be increased. This can affect the desired high utilization of track-bound vehicles (since the vehicles have to stay within the range of the communication network for a long time).
Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Anzahl der spurgebundenen Fahrzeuge dar, die gleichzeitig Daten über das drahtlose lokale Netz übertragen sollen. Die dabei entstehenden Konflikte führen zu zusätzlicher Wartezeit und wiederholten Versuchen der Übertragung der Daten.A particular challenge is the number of track-bound vehicles that have to simultaneously transmit data via the wireless local network. The resulting conflicts lead to additional waiting time and repeated attempts to transfer the data.
Es wurde mit der Erfindung erkannt, dass eine reine Erhöhung der Anzahl der Zugangspunkte des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes keine zufriedenstellende Lösung darstellt. Ein Grund dafür ist die entstehende Überlappung von Frequenzen der Funkübertragung und die damit einhergehenden Interferenzen (sowohl innerhalb eines Kanals als auch zwischen unterschiedlichen Kanälen).The invention recognized that simply increasing the number of access points of the wireless local communications network does not represent a satisfactory solution. One reason for this is the resulting overlap of radio transmission frequencies and the associated interference (both within a channel and between different channels).
Die erfindungsgemäße Lösung behebt diese Probleme durch die landseitige Planungseinrichtung, welche die Übertragung der Daten plant. Dabei werden Forderungen zur Datenübertragung, die datentechnische Kapazität (Übertragungskapazität) des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes und die Aufenthaltsinformation berücksichtigt.The solution according to the invention solves these problems through the land-based planning device, which plans the transmission of the data. This involves demands for data transfer that contain data technical capacity (transmission capacity) of the wireless local communication network and the location information are taken into account.
Den Begriff „Forderung“ versteht der Fachmann vorzugsweise dahingehend, dass die Forderung beispielsweise auf einer Anfrage bzw. Wunsch (Englisch request) eines Kommunikationsteilnehmers basiert, der bestimmte Daten erlangen oder bestimmte Daten anderen Kommunikationsteilnehmern zur Verfügung stellen möchte.The person skilled in the art preferably understands the term “demand” to mean that the demand is based, for example, on a request or request from a communication participant who would like to obtain certain data or make certain data available to other communication participants.
Unter dem Begriff „Kapazität“ versteht der Fachmann die Fähigkeit des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes, Daten zu übertragen.The expert understands the term “capacity” as the ability of the wireless local communications network to transmit data.
Der Aufenthaltszeitraum wird beispielsweise durch die Ankunftszeit, welche einen Zeitpunkt, an dem das spurgebundene Fahrzeug in die Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes gelangt, repräsentiert, und durch die erwartete Abfahrtszeit, welche einen Zeitpunkt, an dem das spurgebundene Fahrzeug voraussichtlich die Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes verlässt, repräsentiert, ermittelt.The stay period is represented, for example, by the arrival time, which represents a time at which the track-bound vehicle comes into the range of the wireless local communications network, and by the expected departure time, which represents a time at which the track-bound vehicle is expected to reach the range of the wireless local communications network leaves, represents, investigates.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die Verwendung der Planungseinrichtung an landseitiger Stelle, vorzugsweise zentral, eine Verwaltung und Planung von unterschiedlichen Forderungen zur Datenübertragung erfolgen kann. Dabei können unterschiedliche Kriterien berücksichtigt werden, um die vorgegebenen Kapazitäten effizient auszunutzen. Insbesondere die vorgegebenen Bandbreiten können maximal genutzt werden, indem Konflikte zwischen unterschiedlichen Vorhaben zur Datenübertragung von mehreren Fahrzeugen reduziert oder verhindert werden.A significant advantage of the invention is that by using the planning device on land, preferably centrally, different requests for data transmission can be managed and planned. Different criteria can be taken into account in order to efficiently utilize the given capacities. In particular, the specified bandwidths can be used to the maximum by reducing or preventing conflicts between different data transmission plans from multiple vehicles.
Die Datenübertragung zwischen dem spurgebundenen Fahrzeug und der landseitigen Einrichtung erfolgt vorzugsweise mittels einer Kommunikationseinrichtung, welche eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit aufweist. Bei einer Datenübertragung ausgehend von dem spurgebundenen Fahrzeug zu der landseitigen Einrichtung ist die Sendeeinheit an dem spurgebundenen Fahrzeug angeordnet und die Empfangseinheit landseitig angeordnet. Bei einer umgekehrten Datenübertragung ausgehend von der landseitigen Einrichtung zu dem spurgebundenen Fahrzeug ist die Sendeeinheit landseitig und die Empfangseinheit an dem spurgebundenen Fahrzeug angeordnet. Die Sendeeinheit und Empfangseinheit des spurgebundenen Fahrzeugs oder der landseitigen Einrichtung werden jeweils von einer einzigen Sende-Empfangseinheit gebildet. Die Sende-Empfangseinheit des spurgebundenen Fahrzeugs kann von einer Kommunikationseinrichtung des Fahrzeugs, insbesondere ein Mobile-Communication Gateway (MCG), gesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Sende-Empfangseinheit der landseitigen Einrichtung von einer Kommunikationseinrichtung der landseitigen Einrichtung, insbesondere eines Ground-Communication-Gateways, gesteuert werden.The data transmission between the track-bound vehicle and the land-based device is preferably carried out by means of a communication device which has a transmitting unit and a receiving unit. When data is transmitted from the track-bound vehicle to the land-based device, the transmitting unit is arranged on the track-bound vehicle and the receiving unit is arranged on the land side. In the case of a reverse data transmission starting from the land-based device to the track-bound vehicle, the transmitting unit is arranged on the land-side and the receiving unit on the track-bound vehicle. The transmitting unit and receiving unit of the track-bound vehicle or the land-based facility are each formed by a single transmitting-receiving unit. The transceiver unit of the track-bound vehicle can be controlled by a communication device of the vehicle, in particular a mobile communication gateway (MCG). Alternatively or additionally, the transceiver unit of the land-based device can be controlled by a communication device of the land-based device, in particular a ground communication gateway.
Das spurgebundene Fahrzeug ist vorzugsweise ein Schienenfahrzeug, beispielsweise ein Triebzug.The track-bound vehicle is preferably a rail vehicle, for example a multiple unit.
Die landseitige Einrichtung umfasst vorzugsweise eine Betriebsleitzentrale. Die Betriebsleitzentrale verwaltet weiter vorzugsweise mehrere Dienste, wie beispielsweise ein Kameraüberwachungssystem, ein Fahrgastinformationssystem und/oder ein Instandhaltungssystem. Diese Dienste werden von entsprechenden Einrichtungen des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs unterstützt. So weist jedes spurgebundene Fahrzeug beispielsweise ein Kameraüberwachungssystem, welches Videodaten erzeugt, die optisch erfasste Bereiche innerhalb des spurgebundenen Fahrzeugs repräsentieren, auf. Ferner weist jedes spurgebundene Fahrzeug beispielsweise ein Fahrgastinformationssystem, beispielsweise ein Fahrgastunterhaltungssystem, welches den Fahrgästen Musik und Filme zu Verfügung stellt, auf. Ferner weist jedes spurgebundene Fahrzeug beispielsweise ein Instandhaltungssystem, welches für die Instandhaltung des spurgebundenen Fahrzeugs relevante Informationen zur Verfügung stellt, auf.The land-based facility preferably includes an operations control center. The operations control center further preferably manages several services, such as a camera monitoring system, a passenger information system and/or a maintenance system. These services are supported by the corresponding facilities of the respective track-bound vehicle. For example, each track-bound vehicle has a camera monitoring system that generates video data that represents optically captured areas within the track-bound vehicle. Furthermore, each track-bound vehicle has, for example, a passenger information system, for example a passenger entertainment system, which makes music and films available to passengers. Furthermore, each track-bound vehicle has, for example, a maintenance system which provides relevant information for the maintenance of the track-bound vehicle.
Der Fachmann versteht unter der Formulierung „zwischen einer Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen und einer landseitigen Einrichtung“, dass Daten sowohl ausgehend von einem der Fahrzeuge an die Landseite als auch ausgehend von der landseitigen Einrichtung an das Fahrzeug übertragen werden können. Mit anderen Worten: Beide Richtungen der Datenübertragung sind von der Formulierung „zwischen einer Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen und einer landseitigen Einrichtung“ umfasst. The person skilled in the art understands the phrase “between a plurality of track-bound vehicles and a land-side device” to mean that data can be transmitted both from one of the vehicles to the land side and from the land-side device to the vehicle. In other words: Both directions of data transmission are covered by the phrase “between a plurality of track-bound vehicles and a land-based facility”.
Daten, die während des Aufenthalts des Fahrzeugs innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes zu übertragen sind, sind beispielsweise:
- - Videodaten, welche durch ein Kameraüberwachungssystem, insbesondere ein CCTV-System (CCTV: Closed-Circuit Television), des spurgebundenen Fahrzeugs erfasst wurden, auf dem Fahrzeug gespeichert sind und an die landseitige Einrichtung zu übertragen sind;
- - Filme und Musik für ein Fahrgastunterhaltungssystem, welche von der landseitigen Einrichtung an das spurgebundene Fahrzeug zu übertragen sind;
- - Software-Updates für Komponenten des spurgebundenen Fahrzeugs;
- - Fahrzeugdiagnose-Nachrichten, welche zur landseitigen Einrichtung hochzuladen sind.
- - Video data that was captured by a camera surveillance system, in particular a CCTV system (CCTV: Closed-Circuit Television), of the track-bound vehicle, is stored on the vehicle and is to be transmitted to the land-based facility;
- - films and music for a passenger entertainment system to be transmitted from the land-based facility to the track-bound vehicle;
- - Software updates for tracked vehicle components;
- - Vehicle diagnostic messages to be uploaded to the shore facility.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das drahtlose lokale Kommunikationsnetz innerhalb einer Depoteinrichtung, welche für den Aufenthalt der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen vorgesehen ist, angeordnet. Die Aufenthaltsinformation umfasst die Ankunftszeit des spurgebundenen Fahrzeugs innerhalb der Depoteinrichtung und die Abfahrtszeit des spurgebundenen Fahrzeugs aus der Depoteinrichtung.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the wireless local communication network is arranged within a depot facility which is intended for the stay of the plurality of track-bound vehicles. The location information includes the arrival time of the track-bound vehicle within the depot facility and the departure time of the track-bound vehicle from the depot facility.
Die Depoteinrichtung ist beispielsweise ein Gebäude und/oder Gelände zum Abstellen der spurgebundenen Fahrzeuge (häufig einfach Depot genannt). Bei der Einfahrt in die Depoteinrichtung gelangt das spurgebundene Fahrzeug in eine Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes und verbindet sich mit einem der Zugangspunkte des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes (association). Das drahtlose lokale Kommunikationsnetz ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein Fahrzeug, welches sich innerhalb des Depots befindet, gleichzeitig innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes ist. Mit anderen Worten: Das drahtlose lokale Kommunikationsnetz hat eine Reichweite über das gesamte Depot hinweg oder zumindest eine Reichweite über einen für die Datenübertragung vorgesehenen Teilbereich des Depots hinweg.The depot facility is, for example, a building and/or area for parking track-bound vehicles (often simply called a depot). When entering the depot facility, the track-bound vehicle comes within range of the wireless local communications network and connects to one of the access points of the wireless local communications network (association). The wireless local communications network is preferably designed in such a way that a vehicle that is located within the depot is at the same time within the range of the wireless local communications network. In other words: The wireless local communication network has a range across the entire depot or at least a range across a portion of the depot intended for data transmission.
Die Abfahrtszeit ist vorzugsweise eine erwartete Abfahrtszeit des spurgebundenen Fahrzeugs aus der Depoteinrichtung.The departure time is preferably an expected departure time of the track-bound vehicle from the depot facility.
Die Planungseinrichtung kann eine Recheneinrichtung als Teil der Depoteinrichtung und/oder eine Recheneinrichtung nahe bei der Depoteinrichtung umfassen. Ebenso kann die landseitige Einrichtung als Teil der Depoteinrichtung oder nahe bei der Depoteinrichtung ausgeführt sein.The planning device can include a computing device as part of the depot device and/or a computing device close to the depot device. Likewise, the landside facility can be designed as part of the depot facility or close to the depot facility.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Planungseinrichtung Teil einer entfernt von der Depoteinrichtung angeordneten landseitigen Einrichtung. Diese landseitige Einrichtung umfasst vorzugsweise eine Betriebsleitzentrale.In a preferred development, the planning device is part of a land-based device arranged remotely from the depot device. This land-based facility preferably includes an operations control center.
Weiter vorzugsweise dient die Planungseinrichtung zur Planung der Datenübertragung innerhalb der Depoteinrichtung. Alternativ oder zusätzlich kann die Planungseinrichtung zur Planung der Datenübertragung für mehrere Depoteinrichtungen, die an unterschiedlichen Orten vorhanden sind, ausgeführt sein.Further preferably, the planning device serves to plan the data transmission within the depot device. Alternatively or additionally, the planning device can be designed to plan the data transmission for several depot devices that are present at different locations.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Forderung zur Datenübertragung auf Basis einer fahrzeugseitigen Anfrage, welche von dem wenigstens einen spurgebundenen Fahrzeug der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen ausgeht, und/oder auf Basis einer Anfrage, welche von einem Dienst und/oder einer Anwendung der landseitigen Einrichtung ausgeht, ermittelt.According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, the request for data transmission is based on a vehicle-side request which originates from the at least one track-bound vehicle of the plurality of track-bound vehicles and/or on the basis of a request which comes from a service and/or an application originating from the shore-based facility.
Vorzugsweise wird eine datentechnische Verbindung zwischen dem spurgebundenen Fahrzeug und der landseitigen Einrichtung aufgebaut, wenn das Fahrzeug in eine Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes gelangt. Weiter vorzugsweise wird dann geprüft, welche Anwendung oder welcher Dienst ein Herunterladen von Daten ausgehend von der landseitigen Einrichtung auf das Fahrzeug fordert. Weiter vorzugsweise wird zudem geprüft, welche Informationen, die auf dem Fahrzeug gespeichert sind, zur landseitigen Einrichtung hochgeladen werden sollen.Preferably, a data connection is established between the track-bound vehicle and the land-based device when the vehicle comes within range of the wireless local communications network. Further preferably, it is then checked which application or service requests data to be downloaded from the land-based device to the vehicle. Further preferably, it is also checked which information that is stored on the vehicle should be uploaded to the land-based facility.
Weiter vorzugsweise wird eine datentechnische Verbindung zwischen dem spurgebundenen Fahrzeug und einem drahtlosen Zugangspunkt des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes aufgebaut (association), wenn das Fahrzeug in die Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes gelangt. Weiter vorzugsweise wird daraufhin eine Kommunikationsverbindung zwischen dem spurgebundenen Fahrzeug und der landseitigen Einrichtung aufgebaut. Beispielsweise erfolgt diese Kommunikationsverbindung über das World Wide Web (Internet).Further preferably, a data connection is established between the track-bound vehicle and a wireless access point of the wireless local communications network (association) when the vehicle comes within the range of the wireless local communications network. Further preferably, a communication connection is then established between the track-bound vehicle and the land-based device. For example, this communication connection takes place via the World Wide Web (Internet).
Die Basis für den Aufbau der Kommunikationsverbindung zwischen dem spurgebundenen Fahrzeug und der landseitigen Einrichtung ist wie oben beschrieben beispielsweise der Aufbau einer datentechnischen Verbindung zwischen dem spurgebundenen Fahrzeug und einem drahtlosen Zugangspunkt des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes. Alternativ oder zusätzlich kann der Aufbau der Kommunikationsverbindung mit der landseitigen Einrichtung dadurch ausgelöst werden, dass einer der drahtlosen Zugangspunkte erkennt, dass ein spurgebundenes Fahrzeug eingetroffen ist. Ferner kann das Eintreffen des spurgebundenen Fahrzeugs über Sensoren an der Depoteinrichtung ermittelt werden.As described above, the basis for establishing the communication connection between the track-bound vehicle and the land-based device is, for example, the establishment of a data connection between the track-bound vehicle and a wireless access point of the wireless local communication network. Alternatively or additionally, the establishment of the communication connection with the land-based device can be triggered by one of the wireless access points recognizing that a track-bound vehicle has arrived. Furthermore, the arrival of the track-bound vehicle can be determined via sensors at the depot facility.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Forderung von dem jeweiligen spurgebundenen Fahrzeug ausgelöst, wenn dieses in die Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes gelangt. Dabei werden auf dem spurgebundenen Fahrzeug gespeicherte Daten, welche für die Übertragung an die landseitige Einrichtung vorgesehen sind, ermittelt. Ferner werden von der landseitigen Einrichtung bereitgestellte Daten, welche für die Übertragung an ein spurgebundenes Fahrzeug der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen vorgesehen ist, ermittelt.According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, the request is triggered by the respective track-bound vehicle when it comes into the range of the wireless local communication network. Data stored on the track-bound vehicle is intended for transmission to the land-based facility are determined. Furthermore, data provided by the land-based device, which is intended for transmission to a track-bound vehicle of the plurality of track-bound vehicles, is determined.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung sendet das wenigstens eine spurgebundene Fahrzeug der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen eine Fahrzeugidentifikationsinformation, welche eine Identifikation des spurgebundenen Fahrzeugs repräsentiert, an die Planungseinrichtung.In a preferred development, the at least one track-bound vehicle of the plurality of track-bound vehicles sends vehicle identification information, which represents an identification of the track-bound vehicle, to the planning device.
Alternativ oder zusätzlich sendet das wenigstens eine spurgebundene Fahrzeug eine Depotidentifikationsinformation und/oder eine Depotortsinformation, welche eine Identifikation einer Depoteinrichtung, die das drahtlose lokale Kommunikationsnetz enthält, repräsentiert, an die Planungseinrichtung.Alternatively or additionally, the at least one track-bound vehicle sends depot identification information and/or depot location information, which represents an identification of a depot device that contains the wireless local communications network, to the planning device.
Alternativ oder zusätzlich sendet das wenigstens eine spurgebundene Fahrzeug eine Datenübertragungsliste, welche als Listeneinträge die zu übertragenden Daten enthält, wobei für jeden Listeneintrag die Art des Dienstes, den die zu übertragenden Daten betreffen, die Art der zu übertragenden Daten, die Priorität der zu übertragenden Daten und/oder die Datenmenge der zu übertragenden Daten enthält, an die Planungseinrichtung.Alternatively or additionally, the at least one track-bound vehicle sends a data transmission list which contains the data to be transmitted as list entries, the type of service to which the data to be transmitted relate, the type of data to be transmitted, and the priority of the data to be transmitted for each list entry and/or contains the amount of data to be transmitted to the planning device.
Alternativ oder zusätzlich sendet das wenigstens eine spurgebundene Fahrzeug eine Abfahrtszeitinformation, welche einen erwarteten Zeitpunkt, an dem das spurgebundene Fahrzeug die Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes verlässt, repräsentiert, an die Planungseinrichtung.Alternatively or additionally, the at least one track-bound vehicle sends departure time information, which represents an expected point in time at which the track-bound vehicle leaves the range of the wireless local communication network, to the planning device.
Alternativ können die genannten Informationen ausgehend von Komponenten der landseitigen Einrichtung an die Planungseinrichtung gesendet werden.Alternatively, the information mentioned can be sent to the planning device based on components of the land-based device.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt die Planungseinrichtung die datentechnische Kapazität des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes durch eine Abfrage einer Datenbank. Dazu wird beispielsweise eine Depotidentifikationsinformation verwendet, welche eine Identifikation der Depoteinrichtung, die das drahtlose lokale Kommunikationsnetz enthält, repräsentiert.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the planning device determines the data capacity of the wireless local communications network by querying a database. For this purpose, for example, depot identification information is used, which represents an identification of the depot device that contains the wireless local communications network.
Alternativ oder zusätzlich ermittelt die Planungseinrichtung die datentechnische Kapazität des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes auf Basis von Kapazitätsinformationen, die eine Kapazität des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes repräsentieren, welche mittels wenigstens eines spurgebundenen Fahrzeugs der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen durch datentechnisches Abtasten des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes ermittelt werden.Alternatively or additionally, the planning device determines the data capacity of the wireless local communications network based on capacity information that represents a capacity of the wireless local communications network, which is determined by means of at least one track-bound vehicle of the plurality of track-bound vehicles by data-technical scanning of the wireless local communications network.
Dazu fragt die Planungseinrichtung datentechnisch an, dass die spurgebundenen Fahrzeuge das drahtlose lokale Kommunikationsnetz datentechnisch abtasten und das Ergebnis rückmelden. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug das Ergebnis des Abtastens autonom an die Planungseinrichtung (ohne vorherige Anfrage durch die Planungseinrichtung) rückmelden, wenn das Abtasten regelmäßig dann durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug versucht, den Zugangspunkt zu detektieren und sich damit zu verbinden, beispielsweise bei Einfahrt in die Depoteinrichtung.To do this, the planning device requests data technology that the track-bound vehicles scan the wireless local communication network for data technology and report back the result. Alternatively or additionally, the vehicle can autonomously report the result of the scanning back to the planning device (without prior request by the planning device) if the scanning is carried out regularly when the vehicle tries to detect and connect to the access point, for example when entering into the depot facility.
Die folgenden Informationen werden beispielsweise bei der Ausführung des drahtlosen Kommunikationsnetzes als WLAN-Kommunikationsnetz als Teil des Ergebnisses von dem spurgebundenen Fahrzeug an die Planungseinrichtung gemeldet:
- - für einen der WLAN-Zugangspunkte, mit dem das spurgebundene Fahrzeug verbunden ist: WLAN SSID (Service Set Identifier), WLAN BSSID (Mac-Adresse, BSSID: Basic Service Set Identifier), WLAN RSSI (Received Signal Strength Indicator), Frequenzband, Kanal und unterstützte Rate;
- - für die benachbarten (nicht verbundenen) WLAN-Zugangspunkte: WLAN SSID, WLAN BSSID (Mac-Adresse), WLAN RSSI, Frequenzband, Kanal und unterstützte Rate.
- - for one of the WLAN access points to which the tracked vehicle is connected: WLAN SSID (Service Set Identifier), WLAN BSSID (Mac Address, BSSID: Basic Service Set Identifier), WLAN RSSI (Received Signal Strength Indicator), frequency band, channel and supported rate;
- - for the neighboring (unconnected) WiFi access points: WiFi SSID, WiFi BSSID (Mac address), WiFi RSSI, frequency band, channel and supported rate.
Bei der Ausführung des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes als WLAN-Kommunikationsnetz können die genannten Informationen durch Decodierung eines WLAN-Beacons, welcher von dem WLAN-Zugangspunkt ausgesendet wird, erlangt werden.When executing the wireless local communications network as a WLAN communications network, the information mentioned can be obtained by decoding a WLAN beacon that is emitted by the WLAN access point.
Auf Basis dieser Informationen ermittelt die Planungseinrichtung vorzugsweise:
- - die Anzahl der WLAN-Zugangspunkte, welche innerhalb der Depoteinrichtung vorhanden sind (durch Zählen der Anzahl unterschiedlicher WLAN BSSID);
- - die mögliche Funkinterferenz (falls unterschiedliche WLAN-Zugangspunkte nahe beieinanderliegende Kanäle oder gleiche Kanäle gemeinsam nutzen);
- - den maximalen Durchsatz, welcher pro WLAN-Zugangspunkt basierend auf den unterstützten Raten erreichbar ist und durch den jeweiligen WLAN-Zugangspunkt gemeldet wird;
- - den das jeweilige spurgebundene Fahrzeug am besten bedienende WLAN-Zugangspunkt gemäß WLAN RSSI (Abhängig von der Größe der Depoteinrichtung kann ein WLAN-Zugangspunkt nahe bei dem spurgebundenen Fahrzeug liegen und ein anderer WLAN-Zugangspunkt weit entfernt von dem spurgebundenen Fahrzeug liegen, sodass der am besten bedienende WLAN-Zugangspunkt für jedes Fahrzeug ein anderer sein kann.)
- - the number of WLAN access points present within the depot facility (by counting the number of different WLAN BSSIDs);
- - the possible radio interference (if different Wi-Fi access points share channels that are close to each other or share the same channels);
- - the maximum throughput that can be achieved per WLAN access point based on the supported rates and reported by the respective WLAN access point;
- - the WLAN access point that best serves the respective track-bound vehicle according to WLAN RSSI (Depending on the size of the depot facility, one WLAN access point may be close to the tracked vehicle and another WLAN access point may be far from the tracked vehicle, so the best serving WiFi access point may be different for each vehicle .)
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei dem Planen ferner eine erwartete Belastung einer Funkumgebung innerhalb des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes berücksichtigt.According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, an expected load on a radio environment within the wireless local communications network is also taken into account during planning.
Vorzugsweise wird hierfür prognostiziert, welche Belastung der Funkumgebung während der geplanten Datenübertragung vorliegen wird.For this purpose, it is preferably predicted what load the radio environment will be during the planned data transmission.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei dem Planen ferner die Art der zu übertragenden Daten und/oder eine Priorität der zu übertragenden Daten berücksichtigt.According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, the type of data to be transmitted and/or a priority of the data to be transmitted is also taken into account during planning.
Der Fachmann versteht unter dem Begriff „Art“ vorzugsweise den Datentyp. Diese Informationen sind beispielsweise als Metadaten einer Datei, welche die Daten enthält, zugeordnet. So ist beispielsweise in den Metadaten der Datei als Attribut vermerkt, dass diese Datei Diagnosedaten enthält, welche demnach eine hohe Kritikalität aufweisen. Zudem ist in den Metadaten einer anderen Datei als Attribut beispielsweise vermerkt, dass diese Datei Daten enthält, mit deren Hilfe in landseitigen Systemen Abrechnungsdaten erzeugt werden, welche demnach eine hohe Kritikalität aufweisen. Des Weiteren ist in den Metadaten einer weiteren Datei als Attribut beispielsweise vermerkt, dass diese Datei Belegungsinformationen enthält, welche eine geringe Kritikalität aufweisen. Schließlich ist in den Metadaten einer weiteren Datei als Attribut beispielsweise vermerkt, dass diese Datei Daten für eine Komfortfunktion enthält, welche eine geringe Kritikalität aufweisen.The person skilled in the art preferably understands the term “type” to mean the data type. This information is assigned, for example, as metadata to a file that contains the data. For example, in the metadata of the file it is noted as an attribute that this file contains diagnostic data, which therefore has a high level of criticality. In addition, in the metadata of another file it is noted as an attribute, for example, that this file contains data with the help of which billing data is generated in land-based systems, which therefore has a high level of criticality. Furthermore, in the metadata of another file it is noted as an attribute, for example, that this file contains occupancy information that has a low criticality. Finally, in the metadata of another file it is noted as an attribute, for example, that this file contains data for a convenience function that has a low criticality.
Die Priorität der zu übertragenden Daten kann sich beispielsweise aus der Art der zu übertragenden Daten ergeben.The priority of the data to be transmitted can result, for example, from the type of data to be transmitted.
Auf Basis der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte erlangt die Planungseinrichtung vorzugsweise die folgenden Informationen:
- - eine Gesamtmenge der pro Fahrzeug zu übertragenden Daten und die Priorität der jeweiligen Datenübertragung;
- - ein Zeitfenster für die Durchführung der Datenübertragung pro Fahrzeug, bevor das Fahrzeug die Depoteinrichtung verlässt;
- - eine Übertragungskapazität (erreichbarer Datendurchsatz) für die WLAN-Zugangspunkte;
- - ein bevorzugter WLAN-Zugangspunkt für das jeweilige Fahrzeug, welcher die beste RSSI bietet.
- - a total amount of data to be transmitted per vehicle and the priority of the respective data transmission;
- - a time window for carrying out the data transfer per vehicle before the vehicle leaves the depot facility;
- - a transmission capacity (achievable data throughput) for the WLAN access points;
- - a preferred WiFi access point for the respective vehicle that offers the best RSSI.
Unter Verwendung dieser Informationen plant die Planungseinrichtung vorzugsweise für jedes spurgebundene Fahrzeug, wann die Datenübertragung durchgeführt werden soll und mit welchem WLAN-Zugangspunkt sich das Fahrzeug verbinden soll, um diese Datenübertragung durchzuführen.Using this information, the planning device preferably plans for each track-bound vehicle when the data transmission should be carried out and which WLAN access point the vehicle should connect to in order to carry out this data transmission.
Beispielsweise kann die Planungseinrichtung dafür sorgen, dass jeweils ein einziges spurgebundenes Fahrzeug zu einer gegebenen Zeit Daten über einen bestimmten WLAN-Zugangspunkt überträgt. Das Fahrzeug kann in diesem Fall die gesamte Bandbreite des WLAN-Zugangspunkt nutzen. Dies maximiert die Funkbandbreiten-Effizienz, da keine Konfliktlösungen oder Wartezeiten aufgrund der Verwaltung von miteinander konkurrierenden Übertragungsanfragen erforderlich sind.For example, the planning device can ensure that a single track-bound vehicle transmits data via a specific WLAN access point at a given time. In this case, the vehicle can use the entire bandwidth of the WLAN access point. This maximizes radio bandwidth efficiency by eliminating the need for contention resolution or latency due to managing competing transmission requests.
Ferner kann die Planungseinrichtung dafür sorgen, dass eine Datenübertragung mit hoher Priorität zuerst in der Planung angesetzte wird. Beispielsweise wird die Datenübertragung für ein spurgebundenes Fahrzeug, welches die Depoteinrichtung vorzeitig verlässt, als erstes angesetzt. Ein weiteres Beispiel ist die Bevorzugung der Übertragung eines Software-Updates oder eines Fahrplanupdates vor der Übertragung der Aktualisierung eines Fahrgastunterhaltungssystems.Furthermore, the planning device can ensure that a data transmission with high priority is scheduled first in the planning. For example, data transmission for a track-bound vehicle that leaves the depot facility early is scheduled first. Another example is preferring the transmission of a software update or a timetable update over the transmission of a passenger entertainment system update.
Diese Datenübertragung wird auf dieser Basis vorzugsweise initiiert und die Daten werden übertragen.This data transfer is preferably initiated on this basis and the data is transferred.
Die Planungseinrichtung kann vorzugsweise eine Lastverteilung (load balancing) durchführen. Demnach werden Lasten zwischen allen verfügbaren WLAN-Zugangspunkten unter Berücksichtigung der jeweiligen Übertragungskapazität des jeweiligen WLAN-Zugangspunkts (unterstützte Datenrate) und der Signalqualität (WLAN RSSI), die von den Fahrzeugen gemessen wird, verteilt. Die Planungseinrichtung kann das jeweilige spurgebundene Fahrzeug dann anweisen, sich mit einem anderen WLAN-Zugangspunkt, welcher eine bessere Übertragungskapazität bietet, zu verbinden.The planning device can preferably carry out load balancing. Accordingly, loads are distributed between all available WLAN access points, taking into account the respective transmission capacity of the respective WLAN access point (supported data rate) and the signal quality (WLAN RSSI) measured by the vehicles. The planning device can then instruct the respective track-bound vehicle to connect to another WLAN access point that offers better transmission capacity.
Die Datenübertragung wird nach der Lastverteilung vorzugsweise neu initiiert und die Daten werden übertragen, beispielsweise über den anderen WLAN-Zugangspunkt.The data transmission is preferably reinitiated after load distribution and the data is transmitted, for example via the other WLAN access point.
Es ist zudem denkbar, dass ein WLAN-Zugangspunkt für eine Steuersignalisierung verwendet wird. Demnach verbinden sich sämtliche spurgebundene Fahrzeuge mit diesem WLAN-Zugangspunkt, wenn sie in die Depoteinrichtung einfahren, um über diesen WLAN-Zugangspunkt eine initiale Verbindung mit der landseitigen Einrichtung und eine Kommunikation mit der Planungseinrichtung durchzuführen. Dabei können andere WLAN-Zugangspunkte für Datenübertragungen mit großer Menge und großer Geschwindigkeit reserviert werden. Demnach erfolgt keine Steuersignalisierung über die anderen WLAN-Zugangspunkte, um diese für eine Maximierung der Funkbandbreiten-Effizienz und eine Reduktion der gesamten Übertragungsdauer für jedes Fahrzeug zu erzielen.It is also conceivable that a WLAN access point could be used for control signaling det will. Accordingly, all track-bound vehicles connect to this WLAN access point when they enter the depot facility in order to establish an initial connection with the land-based facility and communication with the planning facility via this WLAN access point. Other WLAN access points can be reserved for data transfers with large volumes and high speeds. Accordingly, there is no control signaling via the other WLAN access points in order to maximize radio bandwidth efficiency and reduce the overall transmission time for each vehicle.
Als weitere Verbesserung kann ein Datenspeicher innerhalb der Depoteinrichtung oder nahe bei dieser vorgesehen sein, um die Zugriffsdauer zu Inhalten, die zu dem Fahrzeug oder von dem Fahrzeug übertragen werden sollen, zu reduzieren. Wenn beispielsweise eine Videosammlung für das Fahrgastunterhaltungssystem auf alle Fahrzeuge heruntergeladen werden soll, würde eine lokale Kopie der Videosammlung innerhalb diese Datenspeichers (innerhalb oder nahe bei der Depoteinrichtung) die Latenz reduzieren und den Durchsatz bei der Aktualisierung der Fahrzeuge erhöhen.As a further improvement, a data storage may be provided within or close to the depot facility in order to reduce the access time to content that is to be transmitted to or from the vehicle. For example, if a video collection for the passenger entertainment system is to be downloaded to all vehicles, a local copy of the video collection within this data store (within or close to the depot facility) would reduce latency and increase throughput when updating the vehicles.
Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm dieser Art. Die Recheneinrichtung ist vorzugsweise zumindest in Teilen eine Recheneinrichtung des Planungseinrichtung.The invention further relates to a computer program comprising instructions which, when the program is executed by a computing device, cause it to carry out the method described above. The invention further relates to a computer program product with a computer program of this type. The computing device is preferably at least partially a computing device of the planning device.
Die Erfindung betrifft ferner ein Bereitstellungsvorrichtung für das Computerprogramm der vorstehend beschriebenen Art, wobei die Bereitstellungsvorrichtung das Computerprogramm speichert und/oder bereitstellt. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise eine Speichereinheit, die das Computerprogramm speichert und/oder bereitstellt. Alternativ und/oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes, beispielsweise cloudbasiertes Computersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogrammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt.The invention further relates to a provision device for the computer program of the type described above, wherein the provision device stores and/or provides the computer program. The provision device is, for example, a storage unit that stores and/or provides the computer program. Alternatively and/or additionally, the provision device is, for example, a network service, a computer system, a server system, in particular a distributed, for example cloud-based computer system and/or virtual computer system, which stores and/or provides the computer program product, preferably in the form of a data stream.
Die Bereitstellung erfolgt in Form eines Programmdatenblocks als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des Computerprogramms. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht. Ein solches Computerprogramm wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in ein System eingelesen, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird.The provision takes place in the form of a program data block as a file, in particular as a download file, or as a data stream, in particular as a download data stream, of the computer program. This provision can also be made, for example, as a partial download consisting of several parts. Such a computer program is read into a system using the provision device, for example, so that the method according to the invention is carried out on a computer.
Die erfindungsgemäße Planungseinrichtung ist eingerichtet, die Datenübertragung zu planen. Die Planungseinrichtung umfasst eine Recheneinrichtung, welche eingerichtet ist, eine Forderung zur Datenübertragung zwischen wenigstens einem spurgebundenen Fahrzeug der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen und der landseitigen Einrichtung bei dem Planen zu berücksichtigen. Die Recheneinrichtung ist ferner eingerichtet, eine datentechnische Kapazität des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes bei dem Planen zu berücksichtigen. Die Recheneinrichtung ist ferner eingerichtet, eine Aufenthaltsinformation, welche den Aufenthaltszeitraum eines der Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes repräsentiert, bei dem Planen zu berücksichtigen.The planning device according to the invention is set up to plan the data transmission. The planning device comprises a computing device which is set up to take into account a requirement for data transmission between at least one track-bound vehicle of the plurality of track-bound vehicles and the land-based device when planning. The computing device is also set up to take the data capacity of the wireless local communications network into account when planning. The computing device is also set up to take into account location information, which represents the period of stay of one of the plurality of track-bound vehicles within the range of the wireless local communication network, when planning.
Das erfindungsgemäße Kommunikationssystem umfasst eine Mehrzahl von spurgebundenen Fahrzeugen, eine Planungseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art und ein drahtloses lokales Kommunikationsnetz. Das drahtlose Kommunikationsnetz ist für die Übertragung der Daten während eines Aufenthalts des wenigstens einen Fahrzeugs innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes in Abhängigkeit der Planung eingerichtet.The communication system according to the invention comprises a plurality of track-bound vehicles, a planning device of the type described above and a wireless local communication network. The wireless communication network is set up for the transmission of data while the at least one vehicle is within the range of the wireless local communication network depending on the planning.
Zu Vorteilen, Ausführungsformen und Ausführungsdetails der Merkmale des erfindungsgemäßen Computerprogramms, der erfindungsgemäßen Bereitstellungsvorrichtung, der erfindungsgemäßen Planungseinrichtung und des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems kann auf die obige Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen werden.For advantages, embodiments and implementation details of the features of the computer program according to the invention, the provision device according to the invention, the planning device according to the invention and the communication system according to the invention, reference can be made to the above description of the corresponding features of the method according to the invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems mit einer Mehrzahl von Fahrzeugen, einem drahtlosen lokalen Kommunikationsnetz und einer landseitigen Einrichtung, -
2 schematisch den Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und -
3 schematisch die datentechnische Interaktion der Elemente des Kommunikationssystems
-
1 schematically shows the structure of an exemplary embodiment of a communication system according to the invention with a plurality of vehicles, a wireless local communication network and a land-based device, -
2 schematically the sequence of an exemplary embodiment of the method according to the invention and -
3 schematically the data technology interaction of the elements of the communication system
Die spurgebundenen Fahrzeuge 3 und 5 sind Schienenfahrzeuge 4 und 6. In dem in
Die spurgebundenen Fahrzeuge 3 und 5 weisen jeweils ein mobiles Kommunikationsgateway 41 (MCG: Mobile Communication Gateway) und eine Sende-Empfangseinheit 43 als drahtlose Kommunikationsschnittstelle auf. Die Sende-Empfangseinheit 43 wird beispielsweise von dem mobilen Kommunikationsgateway 41 gesteuert.The track-bound
Das drahtlose lokale Kommunikationsnetz 7 weist mehrere WLAN-Zugangspunkte 8, 10, 12 auf. In dem in
Die landseitige Einrichtung 13 umfasst eine Planungseinrichtung 20 und eine Betriebsleitzentrale 22, mittels derer mehrere Dienste, wie beispielsweise ein Kameraüberwachungssystem, ein Fahrgastinformationssystem und/oder ein Instandhaltungssystem, verwaltet werden. Diese Dienste werden von entsprechenden Einrichtungen des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs unterstützt. So weist jedes spurgebundene Fahrzeug 3 und 5 beispielsweise
- -
ein Kameraüberwachungssystem 32, welches Videodaten erzeugt, die optisch erfasste Bereiche innerhalb des spurgebundenenFahrzeug 3 bzw. 5 repräsentieren, - -
ein Fahrgastinformationssystem 34, beispielsweise ein Fahrgastunterhaltungssystem, welches den Fahrgästen Musik und Filme zu Verfügung stellt, und/oder - -
ein Instandhaltungssystem 36, welches für die Instandhaltung des spurgebundenen Fahrzeugs relevante Informationen zur Verfügung stellt,
- - a
camera monitoring system 32, which generates video data that represents optically captured areas within the track-bound 3 or 5,vehicle - - a
passenger information system 34, for example a passenger entertainment system, which provides music and films to passengers, and/or - - a
maintenance system 36, which provides relevant information for the maintenance of the track-bound vehicle,
Die Planungseinrichtung 20 weist eine Recheneinrichtung 21 auf, die zur Ausführung eines Computerprogramms eingerichtet ist. Bei der Ausführung des Computerprogramms durch die Recheneinrichtung 21 wird diese veranlasst, zumindest Teile des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.The
In einem Verfahrensschritt A1 fährt das spurgebundene Fahrzeug 3 zu einer Ankunftszeit TAN1 in einen Depotbereich ein, welcher von einer Depoteinrichtung 37 gebildet wird. Die Depoteinrichtung 37 ist beispielsweise ein Gebäude und/oder Gelände (Depot) zum Abstellen der Fahrzeuge 3 und 5. Bei der Einfahrt gelangt das spurgebundene Fahrzeug 3 in eine Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes 7 und verbindet sich in einem Verfahrensschritt B1 mit dem WLAN-Zugangspunkt 8 (diese Verbindung wird fachmännisch häufig Association genannt).In a method step A1, the track-bound
In einem Verfahrensschritt A2 fährt das spurgebundene Fahrzeug 5 zu einer Ankunftszeit TAN2 in den Depotbereich ein. Dabei gelangt das spurgebundene Fahrzeug 5 in die Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes 7 und verbindet sich in einem Verfahrensschritt B2 mit dem WLAN-Zugangspunkt 10.In a method step A2, the track-bound
In einem Verfahrensschritt C1 wird eine Kommunikationsverbindung zwischen dem spurgebundenen Fahrzeug 3 und der landseitigen Einrichtung 13 aufgebaut. Beispielsweise erfolgt diese Kommunikationsverbindung über das World Wide Web 39 (Internet). Auf Basis dieser Kommunikationsverbindung wird in einem Verfahrensschritt D1 ermittelt, welche Anwendung bzw. welcher Dienst ein Herunterladen von Daten von der landseitigen Einrichtung 13 zu dem Fahrzeug 3 fordert. Insbesondere wird diese Ermittlung durch eine Forderung des Dienstes bzw. der Anwendung ausgehend von der landseitigen Einrichtung 13 ausgelöst. In einem Verfahrensschritt E1 wird ferner ermittelt, welche auf dem spurgebundenen Fahrzeug 3 gespeicherten Informationen zur landseitigen Einrichtung 13 hochgeladen werden sollen. Insbesondere wird dies durch eine fahrzeugseitige Forderung, welche von dem spurgebundenen Fahrzeug ausgeht, ausgelöst.In a method step C1, a communication connection is established between the track-bound
Die Verfahrensschritte C1, D1 und E1 werden analog für das spurgebundene Fahrzeug 5 als Verfahrensschritte C2, D2 und E2 ausgeführt.The method steps C1, D1 and E1 are carried out analogously for the track-bound
Daten, die während des Aufenthalts des Fahrzeugs 3 bzw. 5 innerhalb der Depoteinrichtung 37 und damit innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes 7 zu übertragen sind, sind beispielsweise:
- - Videodaten, welche durch ein Videoüberwachungssystem, insbesondere ein CCTV-System (CCTV: Closed-Circuit Television), des spurgebundenen Fahrzeugs 3 bzw. 5 erfasst wurden, auf dem Fahrzeug gespeichert sind und an
die landseitige Einrichtung 13 zu übertragen sind; - - Filme und Musik für ein Fahrgastunterhaltungssystem, welche von der landseitigen Einrichtung 13 an
das spurgebundene Fahrzeug 3 bzw. 5 zu übertragen sind; - - Software-Updates für Komponenten des spurgebundenen Fahrzeugs 3 bzw. 5;
- - Fahrzeugdiagnose-Nachrichten, welche zur landseitigen Einrichtung 13 hochzuladen sind.
- - Video data, which was recorded by a video surveillance system, in particular a CCTV system (CCTV: Closed-Circuit Television), of the track-bound
3 or 5, is stored on the vehicle and is to be transmitted to the land-basedvehicle device 13; - - Films and music for a passenger entertainment system, which are to be transmitted from the land-based
device 13 to the track-bound 3 and 5, respectively;vehicle - - Software updates for components of the track-bound
3 and 5;vehicle - - Vehicle diagnostic messages to be uploaded to the
landside facility 13.
Nachdem ermittelt wurde, welche Daten zu übertragen sind, sendet das spurgebundene Fahrzeug 3 bzw. 5 in einem Verfahrensschritt F1 bzw. F2 die folgenden Informationen an die Planungseinrichtung 20:
- - eine Fahrzeugidentifikationsinformation, welche eine Identifikation des spurgebundenen Fahrzeugs 3 bzw. 5 repräsentiert,
- - eine Depotidentifikationsinformation und/oder eine Depotortsinformation, welche eine Identifikation der Depoteinrichtung 37, die das drahtlose lokale Kommunikationsnetz 7 enthält, repräsentiert,
- - eine Datenübertragungsliste, welche als Listeneinträge die zu übertragenden Daten enthält, wobei für jeden Listeneintrag
- ◯ die Art des Dienstes, den die zu übertragenden Daten betreffen,
- ◯ die Art der zu übertragenden Daten,
- ◯ die Priorität der zu übertragenden Daten und/oder
- ◯ die Datenmenge der zu übertragenden Daten, enthält, und/oder
- - eine Abfahrtszeit TAB1 bzw. TAB2, welche einen erwarteten Zeitpunkt, an dem
das spurgebundene Fahrzeug 3 bzw. 5die Depoteinrichtung 37 und damit die Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzwerks 7 verlässt, repräsentiert.
- - vehicle identification information, which represents an identification of the track-bound
3 or 5,vehicle - - depot identification information and/or depot location information, which represents an identification of the
depot device 37, which contains the wirelesslocal communications network 7, - - a data transfer list, which contains the data to be transferred as list entries, for each list entry
- ◯ the type of service to which the data to be transferred relates,
- ◯ the type of data to be transferred,
- ◯ the priority of the data to be transferred and/or
- ◯ the amount of data to be transferred, contains, and/or
- - a departure time TAB1 or TAB2, which represents an expected time at which the track-bound
3 or 5 leaves thevehicle depot facility 37 and thus the range of the wirelesslocal communication network 7.
Alternativ oder zusätzlich können diese oder ähnliche Informationen der Planungseinrichtung 20 mittels Komponenten der landseitigen Einrichtung 13, wenn diese die Übertragung von Daten zu dem oder von dem spurgebundenen Fahrzeug 3 bzw. 5 fordert oder auslöst, bereitgestellt werden.Alternatively or additionally, this or similar information can be provided to the
Es ist denkbar, dass die Planungseinrichtung 20 über die Kapazität des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes 7 Kenntnis erlangt, beispielsweise über eine Datenbankabfrage unter Verwendung der Depotidentifikationsinformation. Alternativ oder zusätzlich ermittelt die Planungseinrichtung 20 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kapazität des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes 7 auf Basis von Kapazitätsinformationen, die eine Kapazität des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes 7 repräsentieren. Diese Kapazitätsinformationen werden in einem Verfahrensschritt H mittels der spurgebundenen Fahrzeuge 3 und 5 durch datentechnisches Abtasten des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes 7 ermittelt:
- Dazu fragt die Planungseinrichtung 20 in einem Verfahrensschritt G datentechnisch an, dass die spurgebundenen Fahrzeuge 3 und 5 das drahtlose lokale Kommunikationsnetz 7 in einem Verfahrensschritt H datentechnisch abtasten und das Ergebnis in einem Verfahrensschritt J rückmelden. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug das Ergebnis des Abtastens autonom an die Planungseinrichtung 20 (d.h. ohne vorherige Anfrage durch die Planungseinrichtung 20) rückmelden, beispielsweise wenn das Abtasten regelmäßig dann durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug versucht, den WLAN-
Zugangspunkt 8 zu detektieren und sich damit zu verbinden, beispielsweise bei Einfahrt indie Depoteinrichtung 37.
- For this purpose, the
planning device 20 requests data in a method step G that the track-bound 3 and 5 scan the wirelessvehicles local communication network 7 in a method step H and report the result back in a method step J. Alternatively or additionally, the vehicle can autonomously report the result of the scanning to the planning device 20 (ie without a prior request by the planning device 20), for example if the scanning is carried out regularly when the vehicle tries to detect theWLAN access point 8 and itself to connect with it, for example when entering thedepot facility 37.
Die folgenden Informationen werden beispielsweise als Teil des Ergebnisses von dem spurgebundenen Fahrzeug 3 an die Planungseinrichtung 20 in einem Verfahrensschritt J1 gemeldet:
- - für den WLAN-
Zugangspunkt 8, mit demdas spurgebundene Fahrzeug 3 verbunden ist: WLAN SSID (Service Set Identifier), WLAN BSSID (Mac-Adresse, BSSID: Basic Service Set Identifier), WLAN RSSI (Received Signal Strength Indicator), Frequenzband, Kanal und unterstützte Rate; - - für die benachbarten (nicht verbundenen) WLAN-
Zugangspunkte 10 und 12: WLAN SSID, WLAN BSSID (Mac-Adresse), WLAN RSSI, Frequenzband, Kanal und unterstützte Rate.
- - for the
WLAN access point 8 to which the track-boundvehicle 3 is connected: WLAN SSID (Service Set Identifier), WLAN BSSID (Mac address, BSSID: Basic Service Set Identifier), WLAN RSSI (Received Signal Strength Indicator), frequency band , channel and supported rate; - - for neighboring (unconnected)
WiFi access points 10 and 12: WiFi SSID, WiFi BSSID (Mac address), WiFi RSSI, frequency band, channel and supported rate.
Entsprechende Informationen werden von dem spurgebundenen Fahrzeug 5 an die Planungseinrichtung 20 in einem Verfahrensschritt J2 gemeldet.Corresponding information is reported by the track-bound
Auf Basis dieser Informationen ermittelt die Planungseinrichtung 20 in einem Verfahrensschritt K:
- - die Anzahl der WLAN-Zugangspunkte, welche innerhalb der Depoteinrichtung 37 vorhanden sind (durch Zählen der Anzahl unterschiedlicher WLAN BSSID);
- - die mögliche Funkinterferenz (falls unterschiedliche WLAN-Zugangspunkte nahe beieinanderliegende Kanäle oder gleiche Kanäle gemeinsam nutzen);
- - den maximalen Durchsatz, welcher pro WLAN-Zugangspunkt basierend auf den unterstützten Raten erreichbar ist und durch den jeweiligen WLAN-
8, 10, 12 gemeldet wird;Zugangspunkt - - den das jeweilige spurgebundene
Fahrzeug 3 oder 5 am besten bedienende WLAN- 8, 10, 12 gemäß WLAN RSSI (Abhängig von der Größe der Depoteinrichtung 37 kann ein WLAN-Zugangspunkt nahe bei dem spurgebundenen Fahrzeug liegen und ein anderer WLAN-Zugangspunkt weit entfernt von dem spurgebundenen Fahrzeug liegen, sodass der am besten bedienende WLAN-Zugangspunkt für jedes Fahrzeug ein anderer sein kann.)Zugangspunkt
- - The number of WLAN access points that are present within the
depot facility 37 are (by counting the number of different WLAN BSSIDs); - - the possible radio interference (if different Wi-Fi access points share channels that are close to each other or share the same channels);
- - the maximum throughput that can be achieved per WLAN access point based on the supported rates and is reported by the respective
8, 10, 12;WLAN access point - - the
8, 10, 12 that best serves the respective track-boundWLAN access point 3 or 5 according to WLAN RSSI (depending on the size of thevehicle depot facility 37, a WLAN access point can be close to the track-bound vehicle and another WLAN access point can be far away from the tracked vehicle, so the best-serving Wi-Fi access point may be different for each vehicle.)
Auf Basis der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte erlangt die Planungseinrichtung in einem Verfahrensschritt L die folgenden Informationen:
- - eine Gesamtmenge der pro Fahrzeug zu übertragenden Daten und die Priorität der jeweiligen Datenübertragung;
- - ein Zeitfenster für die Durchführung der Datenübertragung pro Fahrzeug, bevor das Fahrzeug die
Depoteinrichtung 37 verlässt; - - eine Übertragungskapazität (erreichbarer Datendurchsatz) für die WLAN-Zugangspunkte;
- - ein bevorzugter WLAN-Zugangspunkt für das jeweilige Fahrzeug, welcher die beste RSSI bietet.
- - a total amount of data to be transmitted per vehicle and the priority of the respective data transmission;
- - a time window for carrying out the data transmission per vehicle before the vehicle leaves the
depot facility 37; - - a transmission capacity (achievable data throughput) for the WLAN access points;
- - a preferred WiFi access point for the respective vehicle that offers the best RSSI.
Unter Verwendung dieser Informationen plant die Planungseinrichtung 20 in einem Verfahrensschritt M für jedes spurgebundene Fahrzeug 3, 5, wann die Datenübertragung durchgeführt werden soll und mit welchem WLAN-Zugangspunkt 8, 10, 12 sich das spurgebundenen Fahrzeug 3 bzw. 5 verbinden soll, um diese Datenübertragung durchzuführen.Using this information, the
Beispielsweise kann die Planungseinrichtung 20 dafür sorgen, dass jeweils ein einziges spurgebundenes Fahrzeug 3 oder 5 zu einer gegebenen Zeit Daten über einen bestimmten WLAN-Zugangspunkt 8, 10 oder 12 überträgt. Das spurgebundene Fahrzeug 3 oder 5 kann in diesem Fall die gesamte Bandbreite des WLAN-Zugangspunkts 8, 10 oder 12 nutzen. Dies maximiert die Funkbandbreiten-Effizienz, da keine Konfliktlösungen oder Wartezeiten aufgrund der Verwaltung von miteinander konkurrierenden Übertragungsanfragen erforderlich sind.For example, the
Ferner kann die Planungseinrichtung 20 dafür sorgen, dass eine Datenübertragung mit hoher Priorität zuerst in der Planung angesetzte wird. Beispielsweise wird die Datenübertragung für ein spurgebundenes Fahrzeug, welches die Depoteinrichtung 37 vorzeitig verlässt, als erstes angesetzt. Ein weiteres Beispiel ist die Bevorzugung der Übertragung eines Software-Updates oder eines Fahrplanupdates vor der Übertragung der Aktualisierung eines Fahrgastunterhaltungssystems.Furthermore, the
Diese Datenübertragung wird in einem Verfahrensschritt N initiiert und die Daten werden in einem Verfahrensschritt O übertragen.This data transfer is initiated in a method step N and the data is transmitted in a method step O.
Mit anderen Worten: Bei dem Planen M werden
- - Forderungen zur Datenübertragung,
- - die Kapazität des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes 7,
- - eine Aufenthaltsinformation, welche den Aufenthaltszeitraum der spurgebundenen Fahrzeuge 3 und 5 innerhalb der Reichweite des drahtlosen lokalen Kommunikationsnetzes 7 repräsentiert,
- - eine erwartete Funkumgebung,
- - die Art der zu übertragenden Daten und eine Priorität der zu übertragenden Daten
- - Data transfer requirements,
- - the capacity of the wireless
local communications network 7, - - a location information which represents the period of stay of the track-bound
3 and 5 within the range of the wirelessvehicles local communication network 7, - - an expected radio environment,
- - the type of data to be transmitted and a priority of the data to be transmitted
Die Planungseinrichtung 20 kann in einem Verfahrensschritt P eine Lastverteilung (load balancing) durchführen. Demnach werden Lasten zwischen allen verfügbaren WLAN-Zugangspunkten 8, 10 und 12 unter Berücksichtigung der jeweiligen Übertragungskapazität des jeweiligen WLAN-Zugangspunkts (unterstützte Datenrate) und der Signalqualität (WLAN RSSI), die von den Fahrzeugen 3 und 5 gemessen werden, verteilt. Die Planungseinrichtung 20 kann das jeweilige spurgebundene Fahrzeug dann anweisen, sich mit einem anderen WLAN-Zugangspunkt, welcher eine bessere Übertragungskapazität bietet, zu verbinden.The
Die Datenübertragung wird nach der Lastverteilung P in einem Verfahrensschritt Q neu initiiert. Es wird in einem Verfahrensschritt R eine Verbindung mit dem anderen WLAN-Zugangspunkt aufgebaut (association) und die Daten werden in einem Verfahrensschritt S übertragen, beispielsweise über den anderen WLAN-Zugangspunkt.The data transmission is re-initiated in a method step Q after the load distribution P. In a method step R, a connection is established with the other WLAN access point (association) and the data is transmitted in a method step S, for example via the other WLAN access point.
Es ist zudem denkbar, dass ein WLAN-Zugangspunkt für eine Steuersignalisierung verwendet wird. Demnach verbinden sich sämtliche spurgebundene Fahrzeuge mit diesem WLAN-Zugangspunkt, wenn sie in die Depoteinrichtung 37 eingefahren sind, um über diesen WLAN-Zugangspunkt eine initiale Verbindung mit der landseitigen Einrichtung 13 und eine Kommunikation mit der Planungseinrichtung 20 durchzuführen. Dabei können andere WLAN-Zugangspunkte für Datenübertragungen mit gro-ßer Menge und großer Geschwindigkeit reserviert werden. Demnach erfolgt keine Steuersignalisierung über die anderen WLAN-Zugangspunkten, um eine Maximierung der Funkbandbreiten-Effizienz und eine Reduktion der gesamten Übertragungsdauer für die Fahrzeuge zu erzielen.It is also conceivable that a WLAN access point is used for control signaling. Accordingly, all track-bound vehicles connect to this WLAN access point when they enter the
Als weitere Verbesserung kann ein Datenspeicher innerhalb der Depoteinrichtung 37 oder nahe bei dieser vorgesehen sein, um die Zugriffsdauer zu Inhalten, die zu dem Fahrzeug oder von dem Fahrzeug übertragen werden sollen, zu reduzieren. Wenn beispielsweise eine Videosammlung für das Fahrgastunterhaltungssystem auf alle Fahrzeuge heruntergeladen werden soll, würde eine lokale Kopie der Videosammlung innerhalb dieses Datenspeichers (innerhalb oder nahe bei der Depoteinrichtung 37) die Latenz reduzieren und den Durchsatz bei der Aktualisierung der Fahrzeuge erhöhen.As a further improvement, a data storage may be provided within or close to the
Die Planungseinrichtung 20 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Teil der landseitigen Einrichtung 13, welche eine Betriebsleitzentrale 22 umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann die Planungseinrichtung 20 Teil einer innerhalb der Depoteinrichtung 37 verordneten Recheneinrichtung sein.In the exemplary embodiment shown, the
Der Domain-Name oder die IP-Adresse der Planungseinrichtung 20 kann auf dem spurgebundenen Fahrzeug 3 bzw. 5 bereitgestellt sein oder dem spurgebundenen Fahrzeug von der landseitigen Einrichtung aus kommuniziert werden.The domain name or the IP address of the
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so 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.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the examples disclosed and other variations may be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2029412 B1 [0003]EP 2029412 B1 [0003]
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