Steuerung einer Datenübertragung zwischen einem spurgebunde nen Fahrzeug und einer landseitigen Einrichtung mittels der landseitigen Einrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Steuerung einer Übertragung von Daten zwischen einem spurge bundenen Fahrzeug und einer landseitigen Einrichtung.

Grundsätzlich ist es bekannt, dass Daten zwischen einem spur gebundenen Fahrzeug und einer landseitigen Einrichtung (z. B. einer Betriebsleitzentrale) übertragen werden. Die Betriebs leitzentrale kann sich z. B. in einem Bahnhof oder in einem Stellwerk befinden. Für die Datenübertragung (auch Kommunika tion genannt) zwischen einem Fahrzeug und der landseitigen Einrichtung stehen unterschiedliche Übertragungsarten (z. B. Funk, Licht, etc.) zur Verfügung.

WO 2007/147700 beschreibt ein Verfahren zur Übertragung von Daten, insbesondere zwischen einem Schienenfahrzeug und einer Betriebsleitzentrale .

DE 102019 208 515 Al beschreibt ein Verfahren zum Aufbau ei ner drahtlosen Datenverbindung zwischen einem Fahrzeug und einer externen Einheit. Bei dem Verfahren wird in einer Prü fung von dem Fahrzeug geprüft, ob zumindest eine Bedingung von einer oder mehreren vorgegebenen Bedingung(en) zum Ver bindungsaufbau erfüllt ist. Weiter wird vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Prüfung von dem Fahrzeug mit der externen Einheit eine drahtlose Datenverbindung zur Datenübertragung aufgebaut wird.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, ein ver bessertes Verfahren zur Steuerung der Übertragung der Daten zwischen einem spurgebundenen Fahrzeug und einer landseitigen Einrichtung anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung einer Übertragung von Daten zwischen einem spurgebundenen Fahrzeug und einer landseitigen Einrichtung gelöst. Bei dem Verfahren wird eine Kommunikationseigenschaft eines mobilen Kommunika tionsgateways einer Mehrzahl von mobilen Kommunikationsgate ways des spurgebundenen Fahrzeugs ermittelt. Das mobile Kom munikationsgateway weist wenigstens einen Kommunikationskanal auf, über den Daten an die landseitige Einrichtung gesendet und/oder von der landseitigen Einrichtung empfangen werden. Mittels der landseitigen Einrichtung wird wenigstens ein mo biles Kommunikationsgateway der Mehrzahl von mobilen Kommuni kationsgateways für eine anstehende Datenübertragung anhand der ermittelten Kommunikationseigenschaft des mobilen Kommu nikationsgateways ausgewählt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Datenmengen, die für eine Übertragung ausgehend von einer landseitigen Einrichtung zu einem spurgebundenen Fahrzeug (und umgekehrt) vorgesehen sind, im Allgemeinen wachsen. Gleichzeitig lassen die Gegebenheiten des spurgebundenen Fahrzeugs und der von dem Fahrzeug befahrenen Strecke eine Datenübertragung aus schließlich unter bestimmten Bedingungen, mit unterschiedli cher Datenübertragungsrate und/oder -qualität zu.

Zudem wurde mit der Erfindung erkannt, dass aufgrund der Wichtigkeit und Kritikalität der Datenübertragung häufig meh rere Kommunikationsgateways auf einem spurgebundenen Fahrzeug installiert sind, um die gewünschte Verfügbarkeit zu errei chen. Bei einer Datenübertragung ausgehend von dem spurgebun denen Fahrzeug zu der landseitigen Einrichtung, beispiels weise bei einem Push einer Datei von einem Subsystem des spurgebundenen Fahrzeugs an die Landseite, ist es erforder lich, eines der Mehrzahl von mobilen Kommunikationsgateways für die Datenübertragung auszuwählen. Für die Auswahl kann ein Algorithmus angewendet werden. Bei einer Datenübertragung ausgehend von der Landseite zu dem spurgebundenen Fahrzeug (beispielsweise der Übertragung einer Datei von der Landseite zu der Zugseite) ist ebenfalls eine Auswahl eines der Mehrzahl von Kommunikationsgateways für die Datenübertragung wünschenswert .

Die Erfindung beruht weiter auf der Erkenntnis, dass bishe rige Lösungen häufig eine zufällige Strategie bei der Auswahl des mobilen Kommunikationsgateways für eine anstehende Daten übertragung anwenden.

Um die vorstehend beschriebenen Anforderungen zu erfüllen, lehrt die erfindungsgemäße Lösung, dass die Auswahl mittels der landseitigen Einrichtung ausgeführt wird. Bei der Auswahl wird eine Kommunikationseigenschaft des Kommunikationsgate ways, vorzugsweise sämtlicher auf dem Fahrzeug installierten Kommunikationsgateways, berücksichtigt.

Das mobile Kommunikationsgateway ist dahingehend als „mobil" zu verstehen, dass es auf dem spurgebundenen Fahrzeug fest installiert ist und sich entsprechend der Bewegung des Fahr zeugs entlang der Fahrstrecke bewegt. Das Kommunikationsgate way ist demnach relativ zur Landseite mobil, jedoch in Bezug auf das spurgebundene Fahrzeug ortsfest angeordnet. Bei spielsweise sind die mobilen Kommunikationsgateways jeweils als sogenannte Mobile-Communication-Gateways ausgebildet. Die landseitige Einrichtung ist beispielsweise als sogenanntes Ground-Communication-Gateway (GCG) ausgebildet.

Die Datenübertragung erfolgt vorzugsweise unter Anwendung ei nes Netzwerkprotokolls.

Die Datenübertragung zwischen dem spurgebundenen Fahrzeug und der landseitigen Einrichtung erfolgt vorzugsweise mittels ei ner 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 Fahr zeug angeordnet und die Empfangseinheit landseitig angeord net. 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 Emp fangseinheit des spurgebundenen Fahrzeugs oder der landseiti gen Einrichtung werden jeweils von einer einzigen Sende-Emp- fangseinheit gebildet.

Das spurgebundene Fahrzeug ist vorzugsweise ein Schienenfahr zeug, beispielsweise ein Triebzug.

Der Fachmann versteht unter der Formulierung „zwischen einem spurgebundenen Fahrzeug und einer landseitigen Einrichtung", dass Daten sowohl ausgehend von dem Fahrzeug 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 einem spurgebundenen Fahrzeug und einer landseiti gen Einrichtung" umfasst.

Die Formulierung, wonach „eine Kommunikationseigenschaft ei nes Kommunikationsgateways einer Mehrzahl von Kommunikations gateways" ermittelt wird, ist vorzugsweise dahingehend zu verstehen, dass eine Kommunikationseigenschaft eines einzi gen, mehrerer oder sämtlicher mobiler Kommunikationsgateways des spurgebundenen Fahrzeugs ermittelt wird.

Die ermittelte Kommunikationseigenschaft des Kommunikations gateways wird vorzugsweise auf der landseitigen Einrichtung vorgehalten (zum Beispiel mittels einer Speichereinrichtung gespeichert) .

Weiter vorzugsweise wird das Auswahlen eines Kommunikations gateways durch Ausführen eines Computerprogramms durchge führt, welches auf der landseitigen Einrichtung ausgeführt wird. Die landseitige Einrichtung umfasst vorzugsweise eine Recheneinrichtung, welche als Auswähleinrichtung dient, zum Ausführen des vorstehend genannten Computerprogramms. Die Formulierung, wonach ein Kommunikationsgateway der Mehr zahl von Kommunikationsgateways für eine anstehende Daten übertragung ausgewählt wird, ist dahingehend zu verstehen, dass ausgewählt wird, über welches der Mehrzahl von Kommuni kationsgateways die Daten übertragen werden.

Vorzugsweise implementiert die landseitige Einrichtung ein strategisches Vorgehen, welches anhand einer statischen Kon figuration und/oder anhand von dynamischen Daten bestimmt, welches mobile Kommunikationsgateway für die anstehende Da tenübertragung ausgewählt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das jeweilige Kommunikationsgateway mehrere Kommunikationskanäle auf, über die Daten an die landseitige Einrichtung gesendet und/oder von der landseitigen Einrich tung empfangen werden.

Die Kommunikationskanäle umfassen beispielsweise eine draht lose Funkverbindung, wie WLAN oder Mobilfunk.

Die Kommunikationseigenschaft des Kommunikationsgateways um fasst vorzugsweise eine Kommunikationseigenschaft wenigstens eines der mehreren Kommunikationskanäle. Vorzugsweise wird die Kommunikationseigenschaft ermittelt und mittels der land seitigen Einrichtung wenigstens ein Kommunikationskanal der Mehrzahl von Kommunikationskanälen für eine anstehende Daten übertragung anhand der ermittelten Kommunikationseigenschaft des Kommunikationskanals ausgewählt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Kommunikationseigenschaft einen Akti vitätszustand des Kommunikationsgateways, wobei das Kommuni kationsgateway als aktiv eingestuft wird, wenn das Kommunika tionsgateway eingeschaltet und durch die landseitige Einrich tung erreichbar ist. Um eine Verschwendung von Rechen- und Kommunikationskapazitä ten zu verhindern, werden die Kommunikationsgateways vorzugs weise nicht als Standby-System ausgeführt. Stattdessen werden diese in einer Aktiv/Aktiv-Konfiguration verwendet, bei wel cher mehrere Kommunikationsgateways des spurgebundenen Fahr zeugs aktiv sind und mit der landseitigen Einrichtung kommu nizieren können.

Vorzugsweise wird das Kommunikationsgateway als aktiv einge stuft, wenn es eingeschaltet, hochgefahren und durch die landseitige Einrichtung erreichbar ist. Die Erreichbarkeit des mobilen Kommunikationsgateways wird beispielsweise anhand eines Verbindungszustands zwischen der landseitigen Einrich tung und dem mobilen Kommunikationsgateway erfasst. Ergänzend sendet das mobile Kommunikationsgateway (beispielsweise jedes Kommunikationsgateway der Mehrzahl von Kommunikationsgate ways) eine Zustandsinformation an die landseitige Einrich tung, welche angibt, ob das mobile Kommunikationsgateway ein geschaltet, hochgefahren und kommunikationsfähig ist. Auf Ba sis dieser Information kann die landseitige Einrichtung die Anzahl und den Zustand der verfügbaren mobilen Kommunikati onsgateways eines bestimmten spurgebundenen Fahrzeugs ermit teln und ein bestimmtes mobiles Kommunikationsgateway für eine anstehende Datenübertragung auswählen.

Im Folgenden werden statische Strategien, welche auf der landseitigen Einrichtung vorgegeben (eingestellt) sind, be schrieben. Zudem können dynamische Strategien implementiert und mit den statischen Strategien kombiniert werden. Diese dynamischen Strategien sind weiter unten beschrieben.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Auswählen des mobilen Kommunikationsgateways anhand einer Liste von ak tiven mobilen Kommunikationsgateways. Dabei wird für eine an stehende Datenübertragung das mobile Kommunikationsgateway ausgewählt, welches in einer durch die Liste vorgegebenen Reihenfolge auf das mobile Kommunikationsgateway folgt, welches für eine vergangene oder aktuelle Datenübertragung verwendet wird.

Durch die Liste wird eine Reihenfolge vorgegeben, anhand de rer die landseitige Einrichtung in die Lage versetzt wird, das mobile Kommunikationsgateway für eine anstehende Daten übertragung auszuwählen. Insbesondere ist das gemäß der Liste ausgeführte Verfahren ein Rundlaufverfahren.

Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Auswählen des mobilen Kommunikationsgateways aus einer Mehr zahl von aktiven mobilen Kommunikationsgateways zufällig.

Vorzugsweise basiert die zufällige Auswahl auf Zahlen, die mittels eines Zufallszahlengenerators erzeugt werden. Der Zu fallszahlengenerator erzeugt vorzugsweise gleichverteilte Zu fallszahlen. Ein Beispiel für einen Zufallszahlengenerator ist der Mersenne-Twister.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird ein vor gegebenes aktives erstes mobiles Kommunikationsgateway für eine Datenübertragung ausgewählt und ein vorgegebenes zweites mobiles Kommunikationsgateway für eine anstehende Datenüber tragung ausgewählt, wenn das erste mobile Kommunikationsgate way inaktiv ist.

Vorzugsweise wird das erste mobile Kommunikationsgateway sta tisch vorgegeben, insbesondere derart, dass immer das gleiche mobile Kommunikationsgateway für eine Datenübertragung ausge wählt wird und immer das gleiche zweite mobile Kommunikati onsgateway für eine anstehende Datenübertragung ausgewählt wird, wenn das erste mobile Kommunikationsgateway inaktiv ist. Weiter vorzugsweise wird immer das gleiche dritte mobile Kommunikationsgateway für eine anstehende Datenübertragung ausgewählt, wenn das erste und zweite mobile Kommunikations gateway inaktiv sind. Im Folgenden werden dynamische Strategien, welche auf Infor mationen basieren, die von dem mobilen Kommunikationsgateway an die landseitigen Einrichtung kommuniziert werden und/oder die mittels der landseitigen Einrichtung gesammelt werden, beschrieben .

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die Kommunikati onseigenschaft anhand von Daten, die ausgehend von dem mobi len Kommunikationsgateway an die landseitige Einrichtung ge sendet werden, ermittelt. Vorzugsweise werden die Daten wäh rend desselben Betriebs an die landseitige Einrichtung gesen det, bei dem auch die Kommunikationseigenschaft des spurge bundenen Fahrzeugs ermittelt wird.

Als Betrieb im Sinne dieser Weiterbildung ist beispielsweise ein Fährbetrieb des spurgebundenen Fahrzeugs und/oder der Be trieb des mobilen Kommunikationsgateways (Runtime) zu verste hen.

Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die Anzahl von Anwendungen, die auf dem jeweiligen mobilen Kommunikati onsgateway laufen, ermittelt. Eine Anzahlinformation, welche die Anzahl repräsentiert, wird an die landseitige Einrichtung gesendet. Das mobile Kommunikationsgateway der Mehrzahl von mobilen Kommunikationsgateways, auf dem die kleinste Anzahl an Anwendungen läuft, wird für die anstehende Datenübertra gung ausgewählt.

Die Weiterbildung ist besonders zweckmäßig für eine Konstel lation, bei der wenigstens zwei der auf dem mobilen Kommuni kationsgateway installierten (verteilte) Anwendungskomponen- ten nicht in einer Aktiv/Aktiv-Konfiguration verwendet wer den. In einer Konstellation dieser Art sendet das mobile Kom munikationsgateway eine Anzahlinformation, welche die Anzahl von Anwendungen repräsentiert, die auf dem mobilen Kommunika tionsgateway laufen, an die landseitige Einrichtung. Die landseitige Einrichtung wählt das mobile Kommunikationsgateway, auf dem die kleinste Anzahl an Anwen dungen läuft, für die anstehende Datenübertragung aus.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird eine Pro zessorauslastung eines Prozessors des jeweiligen mobilen Kom munikationsgateways ermittelt. Das mobile Kommunikationsgate way mit der kleinsten Prozessorauslastung wird für die anste hende Datenübertragung ausgewählt.

Beispielsweise sendet jedes Kommunikationsgateways in regel mäßigen zeitlichen Abständen (d. h. zyklisch) eine Lastinfor mation, welche die aktuelle Prozessorauslastung eines Prozes sors des Kommunikationsgateways repräsentiert, an die land seitige Einrichtung. Die landseitige Einrichtung wählt anhand der empfangenen Lastinformationen der unterschiedlichen mobi len Kommunikationsgateways eines der mobilen Kommunikations gateways für die anstehenden Datenübertragung aus.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird eine Kommu nikationsauslastung des jeweiligen mobilen Kommunikationsga teways ermittelt. Das mobile Kommunikationsgateway mit der kleinsten Kommunikationsauslastung wird für die anstehende Datenübertragung ausgewählt.

Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der Ort des spurgebundenen Fahrzeugs ermittelt. Das mobile Kommunika tionsgateway wird in Abhängigkeit des Ortes des spurgebunde nen Fahrzeugs für die anstehende Datenübertragung ausgewählt.

Der Ort des spurgebundenen Fahrzeugs ist beispielsweise eine Haltestelle, ein Depot, ein vorgegebener Ort auf der Strecke, ein Territorium, beispielsweise ein Staatsterritorium, ein Mobilfunkbereich eines Mobilfunkbetreibers, etc.

Der Ort wird vorzugsweise mittels einer Ortsermittlungsein richtung des spurgebundenen Fahrzeugs auf Basis eines Or tungssignals ermittelt. Das Ortungssignal umfasst beispielsweise ein GNSS-Signal oder ein Drehsignal eines Weg impulsgebers .

Eine Ortsinformation, welche den Ort des spurgebundenen Fahr zeugs repräsentiert, wird während des Betriebs ausgehend von einem der mobilen Kommunikationsgateways an die landseitige Einrichtung gesendet. Anhand dieser Ortsinformation kann die landseitige Einrichtung eines der Kommunikationsgateways für die anstehende Datenübertragung auswählen.

Diese Weiterbildung ist besonders zweckmäßig für die Verwen dung von Modems mit SIM-Karten zur Kommunikation zwischen dem mobilen Kommunikationsgateway und der landseitigen Einrich tung. Beispielsweise wird gemäß der Weiterbildung das Modem eines der Kommunikationsgateways genutzt, welches die ge ringsten Kommunikationskosten (z. B. im Heimnetz) erzeugt, und/oder die SIM-Karte von Anbietern genutzt, für die die besten Datenraten in einem Bereich, in dem das Fahrzeug aktu ell betrieben wird, bekannt sind. Auf diese Weise werden Ro- aming-Kosten soweit wie möglich vermieden oder zumindest ver ringert.

Für diese Strategie kommuniziert eines der mobilen Kommunika tionsgateways die Ortsinformation an die landseitige Einrich tung. Die Kenntnis über die Kommunikationskosten und die Da tenrate (Bandwidth) in einem bestimmten Bereich wird bei spielsweise auf Basis einer Karte gewonnen, welche einem Ort einen Netzparameter, wie beispielsweise die Signalstärke und/oder die Signalqualität, und/oder Kommunikationskosten zuordnet. Eine Karte dieser Art ist beispielsweise in US 2018/0132060 Al, DE 102009 060 358 Al, DE 10064 955 Al und DE 102010 002 740 Al beschrieben.

Auf Basis des Ortes und der Verwendung der Karte wählt die landseitige Einrichtung eines der mobilen Kommunikationsgate ways für die anstehende Datenübertragung aus. Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird ein Daten volumen, welches das mobile Kommunikationsgateway innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums verbraucht, ermittelt. Das mo bile Kommunikationsgateway mit dem kleinsten Datenvolumen wird für die anstehende Datenübertragung ausgewählt.

Vorzugsweise wird ein Datenvolumen ermittelt, welches das mo bile Kommunikationsgateway innerhalb eines vorgegebenen Zeit raums für eine vergangene Datenübertragung verbraucht hat. Diese Weiterbildung ist besonders zweckmäßig für eine Kons tellation, bei der SIM-Karten mit einem vorgegebenen Datenvo lumen verwendet werden. Bei diesen SIM-Karten steigen die Kommunikationskosten erheblich an, wenn das vorausbezahlte Datenvolumen ausgeschöpft ist und weitere Daten übertragen werden sollen.

Beispielsweise sendet eines der mobilen Kommunikationsgate ways eine Volumeninformation, welche das innerhalb des vorge gebenen Zeitraums verbrauchte Datenvolumen repräsentiert, für jede auf dem spurgebundenen Fahrzeug installierte SIM-Karte an die landseitige Einrichtung. Die landseitige Einrichtung wählt das Modem mit dem geringsten verbrauchten Datenvolumen für die anstehende Datenübertragung aus.

Diese Weiterbildung kann mit anderen vorstehend beschriebenen Weiterbildungen sinnvoll kombiniert werden: Beispielsweise wird der Ort des spurgebundenen Fahrzeugs ermittelt, um die Verwendung der SIM-Karte mit dem geringsten Datenvolumen zu vermeiden, welche die höchsten Roamingkosten erzeugt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird ausgehend von der landseitigen Einrichtung eine Ping-Anfrage an die Mehrzahl von mobilen Kommunikationsgateways gesendet. Für ein jeweiliges mobiles Kommunikationsgateway wird eine Paketum laufzeit der jeweiligen Ping-Anfrage ermittelt. Für die an stehende Datenübertragung wird das mobile Kommunikationsgate way ausgewählt, für welches die kleinste Paketumlaufzeit er mittelt wurde. Beispielsweise werden Ping-Anfragen in regelmäßigen zeitli chen Abständen (zyklisch) an alle aktiven mobilen Kommunika tionsgateways gesendet. Die landseitige Einrichtung wartet auf die jeweilige Antwort der jeweiligen Ping-Anfrage und be rechnet die Paketumlaufzeit (Round-Trip Time). Für die anste hende Datenübertragung wird das mobile Kommunikationsgateway mit der kleinsten Umlaufzeit ausgebildet.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und Weiterbil dungen lassen sich kombinieren und gewichten, um eine weitere bevorzugte Weiterbildung zu erzielen. Eine Gewichtung kann beispielsweise derart erfolgen, dass eine Kommunikationsei genschaft, wie die Prozessorauslastung, mit einer ersten Wichtung und eine Kommunikationseigenschaft, wie die Paketum laufzeit, mit einer zweiten Wichtung in die Auswahlentschei dung eingehen.

Ziel der beschriebenen Ausführungsformen, Weiterbildungen und Kombinationen ist es, eines der mehreren Kommunikationsgate ways auszuwählen, welches für eine anstehende Datenübertra gung optimal dahingehend ist, dass eine hohe Übertragungsrate (Bandwidth) und geringe Kosten für die Kommunikation sowie eine optimale Nutzung der Kommunikationsgateways oder sogar der Kommunikationsgateways mit der geringsten Ressourcenver wendung erzielt wird.

Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Re cheneinheit eines spurgebundenen Fahrzeugs und/oder einer landseitigen Einrichtung diese veranlassen, das Verfahren der vorstehend beschriebenen Art durchzuführen.

Die Erfindung betrifft ferner ein computerlesbares Speicher medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch eine Recheneinheit eines spurgebundenen Fahrzeugs und/oder einer landseitigen Einrichtung diese veranlassen, das Verfahren der vorstehend beschriebenen Art durchzuführen. Die Erfindung betrifft ferner eine landseitige Einrichtung zur Steuerung einer Übertragung von Daten zwischen einem spurgebundenen Fahrzeug und einer landseitigen Einrichtung. Die landseitige Einrichtung umfasst eine Ermittlungseinrich tung, welche ausgebildet ist, eine Kommunikationseigenschaft eines mobilen Kommunikationsgateways einer Mehrzahl von mobi len Kommunikationsgateways des spurgebundenen Fahrzeugs zu ermitteln, wobei das mobile Kommunikationsgateway wenigstens einen Kommunikationskanal ausweist, über den Daten an die landseitige Einrichtung gesendet und/oder von der landseiti gen Einrichtung empfangen werden. Die landseitige Einrichtung umfasst ferner eine Auswähleinrichtung, welche ausgebildet ist, wenigstens ein mobiles Kommunikationsgateway der Mehr zahl von mobilen Kommunikationsgateways für eine anstehende Datenübertragung anhand der ermittelten Kommunikationseigen schaften des mobilen Kommunikationsgateways auszuwählen.

Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Steuerung einer Übertragung von Daten zwischen einem spurgebundenen Fahrzeug und einer landseitigen Einrichtung. Das System umfasst eine landseitige Einrichtung mit einer Ermittlungseinrichtung, welche ausgebildet ist, eine Kommunikationseigenschaft eines mobilen Kommunikationsgateways einer Mehrzahl von mobilen Kommunikationsgateways des spurgebundenen Fahrzeugs zu ermit teln, wobei das mobile Kommunikationsgateway wenigstens einen Kommunikationskanal ausweist, über den Daten an die landsei tige Einrichtung gesendet und/oder von der landseitigen Ein richtung empfangen werden. Das System umfasst ferner eine Auswähleinrichtung, welches ausgebildet ist, ein mobiles Kom munikationsgateway der Mehrzahl von mobilen Kommunikationsga teways für eine anstehende Datenübertragung anhand der ermit telten Kommunikationseigenschaft des mobilen Kommunikations gateways auszuwählen.

Zu Vorteilen, Ausführungsformen und Ausgestaltungsdetails der erfindungsgemäßen landseitigen Einrichtung und des erfin dungsgemäßen Systems, Computerprogramms und computerlesbaren Speichermediums kann auf die vorstehende Beschreibung zu den entsprechenden Verfahrensmerkmalen verwiesen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeich nungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Systems mit einem spurgebundenen Fahrzeug und einer landseitigen Einrichtung,

Figur 2 schematisch den Ablauf mehrerer Ausführungs beispiele für eine statische Strategie gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren und

Figur 3 schematisch den Ablauf mehrerer Ausführungs beispiele für eine dynamische Strategie gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Systems 1 mit einem spurgebundenen Fahrzeug 3 und einer landseitigen Ein richtung 5.

Das spurgebundene Fahrzeug 3 ist ein Schienenfahrzeug 4. Die landseitige Einrichtung 5 ist Teil einer Betriebsleitzent rale.

Das spurgebundene Fahrzeug 3 weist ein Kommunikationsnetz 7 auf, welches als Ethernet-Netz ausgebildet ist. An das Kommu nikationsnetz 7 ist beispielsweise ein Endgerät 9 datentech nisch angeschlossen. Zudem sind mehrere Kommunikationsgate ways 11 und 111 an das Kommunikationsnetz 7 angeschlossen.

Das Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 ist mit einer drahtlo sen Kommunikationsschnittstelle 13 bzw. 113 verbunden. Das Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 bildet zusammen mit der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 13 bzw. 113 eine Kom munikationseinrichtung 15 bzw. 115, welche ausgebildet ist, Daten an die landseitige Einrichtung 5 zu senden und Daten von der landseitigen Einrichtung 5 zu empfangen. Gemäß dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei mobile Kommunikationsgateways 11 und 111 auf dem Fahrzeug 3 vorhanden. Ein nicht beschriebenes Ausführungsbeispiel mit mehr als zwei mobilen Kommunikationsgateways ist von dem Er findungsgedanken umfasst. Mit anderen Worten: Das hier be schriebene Ausführungsbeispiel lässt sich sinnfällig auf eine Konstellation mit mehr als zwei mobilen Kommunikationsgate ways übertragen.

Die mobilen Kommunikationsgateways 11 und 111 sind beispiels weise sogenannte Mobile-Communication-Gateways (MCGs).

Die landseitige Einrichtung 5 weist ein Kommunikationsnetz 17 auf, welches als Ethernet-Netz ausgebildet ist. An das Kommu nikationsnetz 17 ist beispielsweise ein Server 19 datentech nisch angeschlossen. Zudem ist ein Ground-Communication-Gate- way 21 an das Kommunikationsnetz 17 angeschlossen, welches mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 23 verbunden ist. Das Ground-Communication-Gateway 21 bildet zusammen mit der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 23 eine Kommunika tionseinrichtung 25, welche ausgebildet ist, Daten an das spurgebundene Fahrzeug 3 zu senden und Daten von dem spurge bundenen Fahrzeug 3 zu empfangen.

Die Kommunikationseinrichtungen 15 bzw. 115 und 25 bilden ge meinsam eine Kommunikationsverbindung 30 bzw. 130 zum Über tragen von Daten zwischen dem spurgebundenen Fahrzeug 3 und der landseitigen Einrichtung 5, d. h. ausgehend von dem spur gebundenen Fahrzeug 3 zur landseitigen Einrichtung 5 sowie ausgehend von der landseitigen Einrichtung 5 zu dem spurge bundenen Fahrzeug 3.

Das jeweilige Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 weist mehrere Kommunikationskanäle auf, über die Daten an die landseitige Einrichtung 5 gesendet und von der landseitigen Einrichtung 5 empfangen werden. In Figur 1 ist exemplarisch ein Funkkanal 32 bzw. 132 als einer der Kommunikationskanäle des jeweiligen Kommunikationsgateways 11 bzw. 111 gezeigt. Nicht gezeigte weitere Funkkanäle sind beispielsweise ein Mobilfunkkanal o- der ein WLAN-Kanal.

Anhand der Figuren 2 und 3 werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Statische Strate gien zur Auswahl eines der mobilen Kommunikationsgateways 11 oder 111 für eine anstehende Datenübertragung werden im Fol genden in Bezug auf Figur 2 beschrieben. Dynamische Strate gien zur Auswahl eines der mobilen Kommunikationsgateways 11 oder 111 für eine anstehende Datenübertragung werden im Fol genden in Bezug auf Figur 3 beschrieben.

Figur 2 zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die statische Strategie auf der landsei tigen Einrichtung 5 voreingestellt ist. Die Voreinstellungen sind beispielsweise auf eine Speichereinrichtung 39 des Ground-Communication-Gateway 21 hinterlegt.

In einem Verfahrensschritt A wird mittels der landseitigen Einrichtung 5, insbesondere mittels einer Ermittlungseinrich tung 37 des Ground-Communication-Gateway 21, ein Aktivitäts zustand der mobilen Kommunikationsgateways 11 und 111 als Kommunikationseigenschaft ermittelt. Das mobile Kommunikati onsgateway 11 bzw. 111 wird dabei als aktiv eingestuft, wenn dieses eingeschaltet, hochgefahren und durch das Ground-Com munication-Gateway 21 erreichbar ist. Die Erreichbarkeit des mobilen Kommunikationsgateways 11 bzw. 111 wird beispiels weise anhand eines Verbindungszustands der Kommunikationsver bindung 30 bzw. 130 zwischen der landseitigen Einrichtung 5 und dem mobilen Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 erfasst. Beispielsweise sendet jedes Kommunikationsgateway 11 und 111 in einem Verfahrensschritt Al eine Zustandsinformation an die landseitige Einrichtung 5. Die Zustandsinformation gibt an, ob das mobile Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 eingeschal tet, hochgefahren und kommunikationsfähig ist.

Auf Basis dieser Information ermittelt die landseitige Ein richtung 5 in einem Verfahrensschritt A2 die Anzahl und den Zustand der verfügbaren mobilen Kommunikationsgateways eines bestimmten spurgebundenen Fahrzeugs 3.

Anhand dieser Information wählt die landseitige Einrichtung 5, insbesondere eine Auswähleinrichtung 38 des Ground-Commu- nication-Gateways 21, in einem Verfahrensschritt B ein be stimmtes mobiles Kommunikationsgateway 11 oder 111 für eine anstehende Datenübertragung aus:

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für eine statische Strategie wird in einem Verfahrensschritt Bl eine Liste von der Speichereinrichtung 39 des Ground-Communication-Gateway 21 abgerufen. Die Liste gibt eine Reihenfolge vor, nach wel cher mobile Kommunikationsgateways für eine Datenübertragung vorgesehen sind. In einem Verfahrensschritt B2 wählt die Aus wähleinrichtung 38 auf Basis der Kenntnis über die aktiven mobilen Kommunikationsgateways und über die Liste eines der mobilen Kommunikationsgateways 11 oder 111 für eine anste hende Datenübertragung aus. Dabei wird insbesondere dasjenige mobile Kommunikationsgateway ausgewählt, welches in der durch die Liste vorgegebenen Reihenfolge auf das mobile Kommunika tionsgateway folgt, welches für eine vergangene Datenübertra gung verwendet wurde oder für die laufende Datenübertragung verwendet wird.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für eine statische Strategie wird für die anstehende Datenübertragung das mobile Kommunikationsgateway 11 oder 111 zufällig ausgewählt. In ei nem Verfahrensschritt BB1 wird eine Folge von gleichverteil ten Zufallszahlen mittels eines Zufallszahlengenerators, wie dem Mersenne-Twister, erzeugt. Beispielsweise werden gleich verteilte Zufallszahlen zwischen 0 und 1 erzeugt. Die Folge von Zufallszahlen gibt eine Reihenfolge für die Auswahl der mobilen Kommunikationsgateways 11 und 111 vor. Beispielsweise ist für eine anstehende Datenübertragung das mobile Kommuni kationsgateway 11 auszuwählen, wenn die nächste Zufallszahl der Folge im Intervall [0, 0.5) liegt, und das mobile Kommu nikationsgateway 111 auszuwählen, wenn die nächste Zufallszahl der Folge im Intervall [0.5, 1) liegt. In einem Verfahrensschritt BB2 wählt die Auswähleinrichtung 37 auf Ba sis der Kenntnis über die aktiven mobilen Kommunikationsgate ways und über die Folge von Zufallszahlen eines der mobilen Kommunikationsgateways 11 und 111 für eine anstehende Daten übertragung aus.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel für eine statische Strategie wird für die anstehende Datenübertragung ein vorge gebenes mobiles Kommunikationsgateway 11 oder 111 ausgewählt und beibehalten. In einem Verfahrensschritt BBB1 wird eine Vorgabeinformation, welche das vorgegebene mobile Kommunika tionsgateway repräsentiert, abgerufen und das mobile Kommuni kationsgateway 11 oder 111 für die anstehende Datenübertra gung in einem Verfahrensschritt BBB2 ausgewählt. Im Folgenden wird immer das gleiche erste Kommunikationsgateway 11 oder 111 für eine anstehende Datenübertragung verwendet. Wenn die ses Kommunikationsgateway inaktiv ist, wird in einem Verfah rensschritt BBB3 anhand der Vorgabeinformation ein weiteres zweites Kommunikationsgateway für die anstehende Datenüber tragung ausgewählt. Dieses weitere zweite Kommunikationsgate way wird verwendet, bis es inaktiv ist, um dann ein weiteres drittes vorgegebenes aktives Kommunikationsgateway auszuwäh len.

Figur 3 zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die dynamische Strategie anhand von dyna mischen Daten angewendet wird.

In einem Verfahrensschritt A wird mittels der Ermittlungsein richtung 37 ein Aktivitätszustand der mobilen Kommunikations gateways 11 und 111 als Kommunikationseigenschaft ermittelt (wie oben in Bezug auf Figur 2 beschrieben). Beispielsweise sendet jedes Kommunikationsgateway 11 und 111 in einem Ver fahrensschritt Al eine Zustandsinformation an die landseitige Einrichtung 5. Die Zustandsinformation gibt an, ob das mobile Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 eingeschaltet, hochgefahren und kommunikationsfähig ist. Auf Basis dieser Information ermittelt die landseitige Ein richtung 5 in einem Verfahrensschritt A2 die Anzahl und den Zustand der verfügbaren mobilen Kommunikationsgateways eines bestimmten spurgebundenen Fahrzeugs 3.

Bei der dynamischen Strategie werden weitere Kommunikations eigenschaften ermittelt und auf der landseitigen Einrichtung 5, insbesondere auf der Speichereinrichtung 39 des Ground- Communication-Gateways 21, gesammelt.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der dynamischen Stra tegie wird in einem Verfahrensschritt A3 die Anzahl von An wendungen, die auf dem jeweiligen mobilen Kommunikationsgate way 11 und 111 laufen, ermittelt. Das mobile Kommunikations gateway 11 bzw. 111 sendet eine Anzahlinformation, welche die Anzahl an laufenden Anwendungen repräsentiert, in einem Ver fahrensschritt A4 an die landseitige Einrichtung. Für die an stehende Datenübertragung wird in einem Verfahrensschritt A5 eines der mobilen Kommunikationsgateways 11 und 111 ausge wählt, auf dem die kleinste Anzahl an Anwendungen läuft.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der dynamischen Stra tegie wird in einem Verfahrensschritt AA3 eine Prozessoraus lastung eines Prozessors des jeweiligen Kommunikationsgate ways 11 und 111 ermittelt. In einem Verfahrensschritt AA4 sendet das mobile Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 eine Las tinformation, welche die aktuelle Prozessorauslastung reprä sentiert, an die landseitige Einrichtung 5. Die Auswählein richtung 38 des Ground-Communication-Gateway 21 wählt in ei nem Verfahrensschritt AA5 das mobile Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 mit der kleinsten Prozessorauslastung für die anste hende Datenübertragung aus.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der dynamischen Stra tegie wird in einem Verfahrensschritt AAA3 eine Kommunikati onsauslastung des jeweiligen Kommunikationsgateways 11 und 111 ermittelt. In einem Verfahrensschritt AAA4 sendet das mobile Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 eine Auslastungsin formation, welche die aktuelle Kommunikationsauslastung re präsentiert, an die landseitige Einrichtung 5. Die Aus wähleinrichtung 38 des Ground-Communication-Gateways 21 wählt in einem Verfahrensschritt AAA5 das mobile Kommunikationsga teway 11 bzw. 111 mit der kleinsten Kommunikationsauslastung für die anstehende Datenübertragung aus.

Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der dynamischen Stra tegie wird in einem Verfahrensschritt AAAA3 der Ort des spur gebundenen Fahrzeugs 3 ermittelt. Der Ort des spurgebundenen Fahrzeugs 3 gibt beispielsweise an, in welchem Mobilfunkbe reich eines Mobilfunkbetreibers sich das Fahrzeug 3 befindet. Der Ort wird mittels einer Ortermittlungseinrichtung des spurgebundenen Fahrzeugs auf Basis eines Ortungssignals er mittelt. Das Ortungssignal umfasst ein GNSS-Signal.

Eine Ortsinformation, welche den Ort des spurgebundenen Fahr zeugs 3 repräsentiert, wird während des Betriebs ausgehend von einem der mobilen Kommunikationsgateways 11 oder 111 an die landseitige Einrichtung 5 gesendet. Anhand dieser Ortsin formation wählt das Ground-Communication-Gateway 21 in einem Verfahrensschritt AAAA4 eines der Kommunikationsgateways 11 oder 111 für die anstehende Datenübertragung aus. Beispiels weise wird das Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 ausgewählt, welches die geringsten Kommunikationskosten erzeugt, da sich das Fahrzeug 3 in dem Heimnetz des ausgewählten Kommunikati onsgateways befindet (und keine Roamingkosten entstehen).

Die Kenntnis über die Kommunikationskosten und die Datenrate (Bandwidth) in einem bestimmten Bereich wird beispielsweise auf Basis einer Karte gewonnen, welche einem ermittelten Ort einen Netzparameter, wie beispielsweise die Signalstärke und/oder die Signalqualität, und/oder Kommunikationskosten zuordnet.

Gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der dynamischen Stra tegie wird in einem Verfahrensschritt AAAAA3 ein Datenvolumen ermittelt, welches das Kommunikationsgateway 11 bzw. 111 in nerhalb eines vorgegebenen Zeitraums verbraucht, insbesondere für eine vergangene Datenübertragung verbraucht hat. Dabei weisen die Kommunikationsgateways 11 und 111 jeweils eines o- der mehrerer Modems mit einer SIM-Karte auf. Eine Volumenin formation, welche das innerhalb des vorgegebenen Zeitraums verbrauchte Datenvolumen repräsentiert, wird für jede auf dem spurgebundenen Fahrzeug 3 installierte SIM-Karte an die land seitige Einrichtung 3 gesendet. Das Ground-Communication-Ga- teway 21 wählt in einem Verfahrensschritt AAAAA4 das Modem der Kommunikationsgateways 11 oder 111 mit dem geringsten verbrauchten Datenvolumen für die anstehende Datenübertragung aus.

Dieses fünfte Ausführungsbeispiel wird beispielsweise mit dem vierten Ausführungsbeispiel kombiniert: Beispielsweise wird der Ort des spurgebundenen Fahrzeugs ermittelt, um in einem Verfahrensschritt AAAA5 die Verwendung derjenigen SIM-Karte zu vermeiden, welche zwar das geringste Datenvolumen ver braucht hat, jedoch die hohe Roamingkosten erzeugt. Die bei den Einflussfaktoren können beispielsweise derart gewichtet werden, dass die Kommunikationskosten mit einer ersten Wich tung und das verbrauchte Datenvolumen mit einer zweiten Wich tung in die Auswahlentscheidung eingehen.

Gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel wird in einem Ver fahrensschritt AAAAAA3 ausgehend von dem Ground-Communica- tion-Gateway 21 der landseitigen Einrichtung 5 jeweils eine Ping-Anfrage an das Kommunikationsgateway 11 und 111 gesen det. Die Ping-Anfrage wird beispielsweise in regelmäßigen zeitlichen Abständen an alle aktiven mobilen Kommunikations gateways 11 und 111 gesendet. Das Ground-Communication-Gate- way 21 wartet auf die jeweilige Antwort der Ping-Anfrage und berechnet in einem Verfahrensschritt AAAAAA4 eine Paketum laufzeit der jeweiligen Ping-Anfrage. Für die anstehende Da tenübertragung wird in einem Verfahrensschritt AAAAAA5 das Kommunikationsgateway 11 oder 111 ausgewählt, für welches die kleinste Paketumlaufzeit ermittelt wurde. Die vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich kombinieren, um weitere Ausführungsbeispiele zu erzie len. Die Kombination erfolgt beispielsweise durch eine unter- schiedliche Gewichtung der Einflussfaktoren, die in die Aus wahlentscheidung des Ground-Communication-Gateway 21 einge- hen. So ist beispielsweise denkbar, dass auf die in Bezug auf Figur 3 beschriebenen Verfahrensschritte der Verfahrens schritt B (Figur 2) folgt, so dass die dynamische Strategie mit der statischen Strategie kombiniert wird.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.