DE10104157A1 - Überwachungssystem zur Abfertigungskontrolle eines Zuges, insbesondere bei einer U-oder S-bahn, mit ergänzbarer Überwachung des Gleisbettraumes - Google Patents

Abstract

Ein Überwachungssystem dient zur Kontrolle, ob kurz vor Abfahrt eines Zuges, insbesondere einer U- oder S-Bahn und vorzugsweise unmittelbar nach dem Schließen aller Türen, alle Fahrgäste eingestiegen sind und im Schließspalt zwischen den Türen der Waggons keine Körperteile oder Gegenstände sich befinden. Hierzu ist eine Sensorkette (SK1) entlang der Bahnsteigkante (4) und im Vertikalabstand (a1) zu dieser installiert. Diese besteht aus einander überlappende erste Schutzfelder (S1; S11, S12...) bildenden Laserscannern (LS1; Ls11, LS12...), welche jeweils einen im wesentlichen senkrechten, parallel zur Längsrichtung (x) des überwachten Zuges (Z) aufgefächerten gepulsten Lichtvorhang (5) im Bereich der Einstiegs-Seitenflanken der Waggons (3) aussenden, wobei Sendewinkel und Laufzeit der reflektierten Laserlichtpulse ein Normalprofil der ersten Schutzfelder (S1) oder aber im Falle eines Hindernisses ein Störprofil ergeben. Das resultierende Profil der von der Sensorkette (SK1) erzeugten ersten Schutzfelder (S1) ist einer Auswerteschaltung zuführbar, welche im Falle eines Normalprofils eine Freigabe des Zuges veranlaßt bzw. im Falle eines Störprofils die Abfahrt des Zuges verhindert, solange die Störung besteht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Überwachungssystem, zur Kontrolle, ob kurz vor Ab­ fahrt eines Zuges, vorzugsweise unmittelbar nach dem Schließen der Türen, alle Fahrgäste eingestiegen sind und im Schließspalt zwischen den Türen der Waggons keine Körperteile oder Gegenstände sich befinden, insbesondere für U- oder S-Bahnen, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus Rationalisierungsgründen nimmt bei S- oder U-Bahnen die vorgenannte Überwa­ chungsaufgabe in aller Regel der Zugführer wahr. Es kann trotzdem zu Unfällen an der Bahn­ steigkante kommen, weil manchmal das Verhalten von Passagieren unkontrollierbar und/oder das Erkennen von Details über die gesamte rückwärtige Länge des Zuges nicht immer gege­ ben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überwachungssystem der eingangs defi­ nierten Art zu schaffen, das den Zugführer entlastet, indem es unfallträchtige Situationen so­ fort erkennt und die notwendigen Gegenmaßnahmen umgehend einleitet, so daß es zum einen zu Personenschäden nicht mehr kommen und zum andern der fahrerlose Betrieb von S- und U-Bahnen ermöglicht werden kann. Im Rahmen der Aufgabenstellung liegt es auch, einen gemischten Betrieb von fahrerbetriebenen und fahrerlosen Traktionssystemen zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, nämlich dadurch, daß eine Sensorkette entlang der Bahnsteig­ kante und im Vertikalabstand zu dieser installiert ist, bestehend aus einander überlappende erste Schutzfelder bildenden Laserscannern, welche jeweils einen im wesentlichen senkrech­ ten, parallel zur Längsrichtung des überwachten Zuges aufgefächerten gepulsten Lichtvor­ hang im Bereich der Einstiegs-Seitenflanken der Waggons aussenden, wobei Sendewinkel und Laufzeit der reflektierten Laserlichtpulse ein Normalprofil der ersten Schutzfelder oder aber im Falle eines Hindernisses ein Störprofil ergeben, daß durch eine Zusammenschaltung von allen Laserscannern der Sensorkette das resultierende Profil der von der Sensorkette er­ zeugten ersten Schutzfelder einer Auswerteschaltung zuführbar ist und daß die Auswerte­ schaltung im Falle eines Normalprofils die Abgabe eines Abfahrtssignals oder - bei automati­ schen Fahrsystemen - eine Freigabe des Zuges veranlaßt bzw. im Falle eines Störprofils die Abfahrt des Zuges verhindert, solange die Störung besteht.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Laserscanner der Sensorkette in ei­ ner Höhe oberhalb der Zugwaggons so installiert, daß sie über ihre Optik im wesentlichen senkrecht nach unten in den Zwischenraum zwischen den Waggons und der Bahnsteigkante einstrahlen. In diesem Falle ist es zweckmäßig, wenn die Laserscanner an einer an Decke oder Dach des Bahnhofsgeländes befestigten Tragkonstruktion gehaltert sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, daß die Laserscanner der Sensorkette unterhalb der Bahnsteigkante an Begren­ zungsflächen des Gleisbettes so installiert sind, daß sie über ihre Optik im wesentlichen senk­ recht nach oben in den Zwischenraum zwischen den Waggons und der Bahnsteigkante ein­ strahlen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist zur zusätzlichen Überwachung des Gleis­ bettraumes eine weitere bzw. zweite Sensorkette unterhalb und entlang der Bahnsteigkante installiert, bestehend aus einander überlappende zweite Schutzfelder erzeugenden zweiten Laserscannern, welche jeweils einen im wesentlichen horizontalen gepulsten Lichtfächer quer über das Gleisbett senden, wobei Sendewinkel und Laufzeit der reflektierten Laserlichtpulse ein Normalprofil der zweiten Schutzfelder oder aber im Falle eines erfaßten Hindernisses ein Störprofil ergeben, daß durch eine Zusammenschaltung der zweiten Laserscanner das resultie­ rende Profil der zweiten Schutzfelder der vorgenannten oder einer zweiten Auswerteschaltung zuleitbar ist und daß die Auswerteschaltung im Falle eines Normalprofils die Abgabe eines Einfahrsignals - oder bei automatischen Fahrsystemen - die Einfahrt eines ankommenden Zuges veranlaßt bzw. im Falle eines Störprofils die Einfahrt des Zuges verhindert, solange die Störung besteht.

Da die zusätzliche Gleisbettüberwachung auch einen einfahrenden Zug als Hindernis bzw. eine Störung interpretieren würde, ist gemäß Anspruch 6 vorgesehen, daß bei Annähe­ rung des Zuges an den Gleisbettbereich der zweiten Schutzfelder diese von der Frontpartie des Zuges ausschaltbar sind, während des Aufenthaltes des Zuges auf dessen gesamter Länge ausgeschaltet bleiben und beim Abfahren des Zuges die zweiten Schutzfelder in dem jeweils hinter dem Zug von diesem freigegebenen bzw. zurückbleibenden Gleisbettbereich wieder einschaltbar sind. Auf diese Weise können Personen oder Gegenstände, die nach Ausfahrt des Zuges, aber noch vor Einfahrt des nächsten Zuges, in den Gleisbettbereich gelangen, erkannt werden.

Von diesem temporären Ausschalten der zweiten Laserscanner aus funktionalen Gründen ist zu unterscheiden, daß gemäß Anspruch 7 zur Lebensdauer-Verlängerung der dem jeweiligen Gleis zugeordneten Laserscanner der ersten und zweiten Sensorkette diese in der Zeitspanne zwischen der Ausfahrt eines Zuges und der Einfahrt des nächsten Zuges deaktivierbar bzw. in einen Standby-Zustand überführbar sind und durch einen ankommenden Zug, vorzugsweise noch vor Erreichen des Bahnsteigs, wieder reaktivierbar sind. Zur Reaktivierung im Ein­ gangsbereich und zur Deaktivierung im Ausgangsbereich des jeweiligen Gleisbettes werden zweckmäßigerweise separate Meßfühler angeordnet und diese z. B. durch je einen Laser- Entfernungsmesser einfacher Bauart, durch Laserscanner, durch Lichtschranken oder durch Induktionsschleifen gebildet.

Eine besondere Problematik stellt bei der Gleisbettüberwachung das elektronische Be­ werten eines erkannten Ereignisses als "kritischer Störfall" oder "vernachlässigbarer Vorfall" dar. Die Lösung dieses Problems gelingt durch die kombinierte Gleisbettüberwachung mittels der ersten und zweiten Schutzfelder der ersten und zweiten Laserscanner, wie es im Anspruch 8 näher angegeben ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß das Risiko von Personenverletzungen bei Abfahrt eines Zuges in dessen Türbereich und bei Einfahrt ei­ nes Zuges im Gleisbettbereich minimiert und eine wesentliche Voraussetzung für den fahrer­ losen Betrieb von S- und U-Bahnen geschaffen worden ist. Die Anwendung des Überwa­ chungssytems oder seiner Komponenten auf andere Bahnsyteme, beispielsweise Züge des nationalen Eisenbahnsystems, ist grundsätzlich möglich, wenngleich die bevorzugte Anwen­ dung bei S- oder U-Bahnen liegt.

Aufbau und Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes werden im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Wenn im folgenden von "Zug" die Rede ist, so ist darunter eine U- oder eine S-Bahn zu verstehen. In der Zeichnung zeigt in vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Zug an einem Bahnsteig in perspektivischer Darstellung und im Aus­ schnitt, wobei das Überwachungssystems nach der Erfindung mit einem ersten Teilsystem für die Türbereichsüberwachung dargestellt ist, welches eine oberhalb des Zuges installierte Sen­ sorkette umfaßt, von welcher zwei Laserscanner mit zugehörigen Strahlenfächern zu sehen sind;

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Frontansicht, wobei zusätzlich zum ersten Teilsystem ein zweites Teilsystem zur Gleisbettüberwachung mit einer zweiten Sensorkette (von der ein Laserscanner zu sehen ist) sowie ein repräsentativer Passagier im Einstiegsbe­ reich des Zuges dargestellt sind;

Fig. 3 in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellungsweise die Überwachung des Gleisbettraumes unter kombinierter Anwendung des ersten und zweiten Teilsystems, wobei außerdem eine als solche zu klassifizierende Testperson im Vergleich zu kleineren irrelevan­ ten Gegenständen (Zeitung, Coladose) dargestellt sind; und

Fig. 4 in einer Draufsicht auf ein symbolisches Fahrzeug und einen Gleisabschnitt das zweite Teilsystem zur Gleisbettüberwachung mit z. B. 8 Laserscannern und deren Strah­ lenfächern zur Bildung von einander überlappenden Schutz- und Tastfeldern, wobei illustriert ist, daß die Sensorkette temporär und abschnittsweise vor der Fahrzeug-Frontseite ausge­ schaltet und abschnittsweise hinter der Fahrzeugrückseite wieder eingeschaltet wird.

Fig. 1 zeigt Überwachungssystem TS mit einem Teilsystem TS1 zur Kontrolle, ob kurz vor Abfahrt des Zuges Z, vorzugsweise unmittelbar nach dem Schließen der Türen 2a, 2b, alle Fahrgäste eingestiegen sind und jeweils im Schließspalt 1 zwischen den Türen 2a, 2b der Waggons 3 keine Körperteile oder Gegenstände sich befinden. Das im folgenden beschriebe­ ne Überwachungssystem TS ist insbesondere für U- oder S-Bahnen geeignet.

Entlang der Bahnsteigkante 4 und im Vertikalabstand a1 zu dieser ist eine Sensorkette SK1 installiert, die als Ganzes gestrichelt angedeutet ist und von welcher zwei Laserscanner LS11, LS12 zu sehen sind. Die Laserscanner bilden überlappende erste Schutzfelder S1, die im einzelnen mit S11, S12, . . . u. s. w. bezeichnet sind, und zwar dadurch, daß sie jeweils einen im wesentlichen senkrechten, parallel zur Längsrichtung x des überwachten Zuges (die Längsrichtung x kann entprechend dem Gleisverlauf auch gekrümmt verlaufen) aufgefächer­ ten gepulsten Lichtvorhang 5 im Bereich der Einstiegs-Seitenflanken der Waggons 3 aussen­ den, wobei Sendewinkel und Laufzeit der reflektierten Laserlichtpulse ein Normalprofil der ersten Schutzfelder oder aber im Falle eines Hindernisses ein Störprofil ergeben. Durch eine nicht näher dargestellte Zusammenschaltung aller Laserscanner LS11, LS12, . . . der Sensor­ kette SK1 ist das resultierende Profil der von der Sensorkette erzeugten ersten Schutzfelder S11, S12, . . . einer Auswerteschaltung zuführbar, die z. B. einen in der Leitzentrale des Bahn­ hofs untergebrachten Computer umfaßt. Die Auswerteschaltung veranlaßt im Falle eines Normalprofils die Abgabe eines Abfahrtssignals oder - bei automatischen Fahrsystemen - eine Freigabe des Zuges bzw. verhindert im Falle eines Störprofils die Abfahrt des Zuges, so­ lange die Störung besteht.

In Fig. 1 sind die Laserscanner LS11, LS12, . . . der Sensorkette SK1 in einer Höhe ober­ halb der Zugwaggons 3 mit Sicherheitsabstand so installiert, daß sie über ihre Optik im we­ sentlichen senkrecht nach unten in den Zwischenraum zwischen den Waggons 3 und der Bahnsteigkante 4 einstrahlen. Es versteht sich, daß eine Tragkonstruktion für die Sensorkette SK1 und ihre Laserscanner an der Decke oder dem Dach des Bahnhofsgeländes oder einer Seitenwand befestigt sein kann (zur Vereinfachung nicht dargestellt).

Es ist gemäß einer anderen Ausführungsform auch möglich, daß die Laserscanner LS11, LS12 der Sensorkette SK1 unterhalb der Bahnsteigkante 4 an Begrenzungsflächen des Gleis­ bettes 6 so installiert sind, daß sie über ihre Optik im wesentlichen senkrecht nach oben in den Zwischenraum zwischen den Waggons 3 und der Bahnsteigkante 4 einstrahlen (nicht darge­ stellt).

Die Sensorkette SK1 hat, wie bereits angedeutet, die Aufgabe, dem Zugführer oder dem Fahrsystem (wenn dieses fahrerlos ist) zu signalisieren, daß keine Verbindung zwischen dem Fahrzeug und den auf dem Bahnsteig wartenden Personen besteht. Auf diese Weise ist sicher­ gestellt, daß vom anfahrenden Fahrzeug keine Personen mitgeschleppt werden können. Dies kann vor allem durch das Einklemmen in die sich schließenden Türen 2a, 2b passieren. Durch die Verkettung aller Laserscanner bzw. Sensoren (redundant) kann ein Abfahrtssignal gege­ ben werden oder - bei automatischen Systemen - eine Freigabe des Fahrzeugs erfolgen. Auch bei gekrümmten Bahnsteigen ist dieses Überwachungssystem für den Bahnbetrieb außeror­ dentlich sicher und kommt sein Vorteil besonders zur Geltung. Das System wird insbesondere unmittelbar nach dem Schließen der Türen abgefragt, da zu diesem Zeitpunkt die Personen von dem abfahrbereiten Fahrzeug zurücktreten. Dies erfolgt mittels Signal oder Aufforderung durch den Fahrer/Zugführer.

Das erste Teilsystem TS1 nach Fig. 1 wird vorteilhafterweise gemäß Fig. 2 bis 4 ergänzt durch ein zweites Teilsystem TS2 zur Gleisbettüberwachung. Zu diesem Zweck ist eine wei­ tere bzw. zweite Sensorkette SK2 unterhalb und entlang der Bahnsteigkante 4 installiert. In Fig. 2 und 3 sind von der ersten Sensorkette SK1 und der zweiten Sensorkette SK2 jeweils nur ein Laserscanner LS1 bzw. LS2 zu sehen, welche die Gruppe der ersten bzw. zweiten Laserscanner symbolisieren. Durch die in die Umrisse der Laserscanner eingezeichneten Pfeilschwänze (Fig. 2) bzw. Pfeilspitzen (Fig. 3) ist angedeutet, daß es sich in Wirklichkeit um eine Mehrzahl von hintereinander liegenden, die jeweilige Sensorkette bildenden Laser­ scannern handelt, die sich in die Papierebene hinein oder aus dieser heraus im Raum fortset­ zen können. Fig. 4 zeigt deutlicher, daß die zweite Sensorkette SK2 aus einander überlappen­ de zweite Schutzfelder S21, S22, . . .S28 erzeugenden zweiten Laserscannern LS21, LS22, . . .LS28, als Ganzes mit LS2 bezeichnet, bestehen, welche jeweils einen im wesentlichen horizontalen gepulsten Lichtfächer 7 quer über das Gleisbett senden, wobei Sendewinkel und Laufzeit der reflektierten Laserlichtpulse ein Normalprofil der zweiten Schutzfelder oder aber im Falle eines erfaßten Hindernisses ein Störprofil ergeben. Die zweiten Schutzfelder werden als Ganzes mit S2 bezeichnet. Durch eine Zusammenschaltung der zweiten Laserscanner LS2 ist analog zum ersten Teilsystem TS1 das resultierende Profil der zweiten Schutzfelder S2 der Auswerteschaltung des ersten Teilsystems TS1 oder einer zweiten Auswerteschaltung zuleit­ bar. Die Auswerteschaltung ist in Fig. 4 durch den Rechner/Computer 8 symbolisiert, welcher mit den einzelnen Laserscannern über seine Dateneingangsleitung 9 und die einzelnen Stich­ leitungen 1' bis 8' verbunden ist und seine errechneten Daten über die Datenausgangsleitung 10 an die Leitzentrale weiterleitet. Die Datenauswertung ist auch hierbei so, daß die Auswer­ teschaltung im Falle eines Normalprofils die Abgabe eines Einfahrsignals - oder bei automa­ tischen Fahrsystemen - die Einfahrt eines ankommenden Zuges veranlaßt bzw. im Falle eines Störprofils die Einfahrt des Zuges verhindert, solange die Störung besteht.

Die seitlich angebrachte Sensorkette SK2 prüft also, ob sich Objekte oder Personen im Gleisbett 6 befinden. Durch die im Gleisbett 6 angeordneten Laserscanner LS2 bzw. im ein­ zelnen LS21, LS22 . . . entstehen die erwähnten Schutzfelder S2 bzw. im einzelnen S21, S22, . . . mit einer erfaßten Fläche von ca. 3 m Breite und einer Länge von 3 bis 5 m, die anein­ andergereiht eine lückenlose Abdeckung des Gleisbereiches ermöglichen.

Da die zweite Sensorkette SK2 zur Ortung von Personen oder (größeren) Objekten im Gleisbettbereich 6 eingerichtet und geeicht ist, wird sie beim Überfahren durch einen Zug temporär und abschnittsweise ausgeschaltet bzw. nach Passieren des Zuges wieder ab­ schnittsweise eingeschaltet. Im einzelnen sind hierzu bei Annäherung des Zuges Z (der in der Figur durch einen einzelnen Wagen Z* repräsentiert ist) an den Gleisbettbereich 6 der zweiten Schutzfelder S2 diese von der Frontpartie des Zuges Z* ausschaltbar, bleiben während des Aufenthaltes des Zuges Z* auf dessen gesamter Länge ausgeschaltet und sind beim Abfahren des Zuges Z* in dem jeweils hinter dem Zug Z* von diesem freigegebenen bzw. zurückblei­ benden Gleisbettbereich 6 wieder einschaltbar. Aus Fig. 4 erkennt man, daß die Laserscanner LS2 innerhalb ihres Lichtfächers 7 einen dunkel angelegten Taststrahl 7a aufweisen, der je­ weils ein (gepunktetes) Tastfeld innerhalb des jeweiligen Schutzfeldes S2 abtastet. Erfaßt ein solcher Taststrahl die Frontseite des einfahrenden Zuges, so schaltet er das zughörige Schutz­ feld ab, noch bevor der Zug dieses erreicht, so daß kein Fehlsignal entstehen kann. Dies ist anhand des Schutzfeldes S26 verdeutlicht, dessen Aus-Zustand durch Fortlassen der Punkt­ markierung illustriert ist. Auf der Rückseite des Zuges Z* hat der Taststrahl 7a festgestellt, daß der Raum des Schutzfeldes S22 wieder frei ist und dessen Einschaltung veranlaßt. Die Schutzfelder S23 bis S25 bleiben solange ausgeschaltet, bis der Zug Z* sie wieder freigege­ ben hat. Vereinfacht kann man davon sprechen, daß der "Schutzfeldteppich" von der Front­ seite des Zuges Z* eingerollt, während des Stillstandes des Zuges im Zugbereich "eingerollt" bleibt und bei Ausfahrt des Zuges von seiner Rückseite wieder ausgerollt wird.

Die Annäherung des Zuges Z* kann, wie beschrieben, von den Laserscannern LS2 selbst erkannt werden oder durch andere Vorkehrungen, wie z. B. Lichtschranken oder Induktions­ schleifen. Bei Abfahrt des Zuges wird das Schutzfeld hinter dem Zug automatisch aktiviert. Das Ausschalten- und Wieder-Einschalten der Schutzfelder bzw.. zugehörigen Laser­ scanner, und zwar sowohl der ersten als auch der zweiten Laserscanner LS1, LS2, hat noch eine besondere Bedeutung für deren Lebensdauer-Verlängerung. Demgemäß ist es vorteil­ haft, wenn zur Lebensdauer-Verlängerung der dem jeweiligen Gleisabschnitt zugeordneten Laserscanner LS1, LS2 der ersten und zweiten Sensorkette SK1, SK2 diese in der Zeitspanne zwischen der Ausfahrt eines Zuges und der Einfahrt des nächsten Zuges deaktivierbar bzw. in einen Standby-Zustand überführbar sind und durch einen ankommenden Zug, vorzugsweise noch bevor dieser den Bahnsteig erreicht, wieder reaktivierbar sind. Zur Reaktivierung der Laserscanner im Eingangsbereich und zur Deaktivierung im Ausgangsbereich des jeweiligen Gleisbettes sind zweckmäßigerweise dort Meßfühler angeordnet und diese z. B. durch je einen Laser-Entfernungsmesser einfacher Bauart, durch Laserscanner, durch Lichtschranken oder durch Induktionsschleifen gebildet (nicht dargestellt).

Gemäß Fig. 3 ist vorgesehen, daß zur Klassifizierung von in den Gleisbettbereich 6 ge­ langenden oder fallenden Objekten oder Personen im Vergleich zu Leichtobjekten, wie Zei­ tungen 11 oder Getränkedosen 12 oder Zigarettenschachteln 13, jeweils erste (LS1) und zweite Laserscanner LS2 einem Überwachungs-Gleisabschnitt von z. B. 3 bis 5 m Länge zu­ geordnet sind. Der Zweck ist, Fehl-Detektionen und -Interpretationen zu vermeiden. Dazu wird unter Zugrundelegung der Störprofile des jeweils ersten und zweiten Laserscanners LS1, LS2, die sich beim Passieren der beiden Schutzfelder durch das zu klassifizierende Objekt ergeben, ein besonderer Auswertealgorithmus angewandt. Das Passieren des ersten Schutzfel­ des im Bahnsteigbereich durch Objekt oder Person und das anschließende Passieren des zweiten Schutzfeldes im Gleisbettbereich sind nämlich durch entsprechende Störprofile des ersten und zweiten Laserscanners zeitlich erfaßbar. Durch einen Vergleich des Zeitverhaltens der beiden Störprofile ist eine Klassifikation eines Objektes von z. B. mindestens 20 kg Ge­ wicht oder einer Person ableitbar und eine entsprechendes Warnsignal durch die Auswerte­ einheit oder - bei automatischen Fahrsystemen - ein Nothalt des einfahrenden Zuges auslös­ bar. Dazu ist es erforderlich, daß in jedem Bahnsteig-/Gleisbettabschnitt ein Laserscanner arbeitet. Nur dann kann das Zeitverhalten zwischen dem oberen Sensor LS1 und dem unteren Sensor LS2 ausgewertet werden. Erfolgt auf dem Bahnsteig 4 (senkrechtes Schutzfeld) eine Detektion und infolgedessen in z. B. 300 ms eine weitere im Gleisbett 6 (waagrechtes Schutz­ feld), so kann nach dem Fallgesetz davon ausgegangen werden, daß es sich um ein Objekt < 10 kg handelt. Diese Detektion wird dem Zugführer über ein Signal oder bei einem automa­ tischen Traktionssytem der Leitsteuerung der Anlage übermittelt und führt, wie erwähnt, zu einem Nothalt des Zuges.

Bei leichteren Gegenständen (mit großer Oberfläche und kleinem Volumen) wird durch die geringere Fallgeschwindigkeit (bzw. den sich auswirkenden vergrößerten Luftwiderstand) ein deutlich größerer Abstand zwischen dem Signal des ersten Laserscanners (Bahnsteig- Signal) und dem des zweiten Laserscanners (Gleisbettsignal) zu erkennen sein. Die hohe Re­ aktionsgeschwindigkeit der Laserscanner (S0 ms) und die Auswertung der Zeitdifferenz der beiden Sensorketten SK1, SK2 ermöglicht eine deutliche Unterscheidung zwischen z. B. ei­ nem Kind und einer Zeitung. Bei leichtgewichtigen Objekten kann dem Zugführer eines ein­ fahrenden Zuges vor der Einfahrt in den Bahnhof ein Signal übermittelt werden, damit der Zug nur mit verminderter Geschwindigkeit einfährt. Entsprechendes gilt für automatische Fahrsysteme (Beeinflussung der Zugführungssteuerung).

Mit dem Überwachungssystem nach der Erfindung ist es möglich, Signale innerhalb <200 ms für die Zugführung zu generieren. Es ist für U- und S-Bahnen mit Fahrer oder für fahrerlose Systeme geeignet.

Die Laserscanner LS1, LS2 sind vorzugsweise als Diodenlaser-Scanner, insbesondere im Infrarotbereich arbeitend, ausgebildet. Diese sind zum Empfang des am Objekt oder einer Person reflektierten Laserlichtstrahles mit fotoelektrischen Sensoren ausgerüstet.

Bezugszeichenliste

TS Überwachungssystem
TS1 Teilsystem, erstes
Z Zug bzw. Fahrzeug

2

a,

2

b Türen von (Z)

1

Schließspalt zwischen (

2

a) und (

2

b)

3

Waggons

4

Bahnsteigkante
a1 Vertikalabstand
SK1 Sensorkette, erste
LS11, LS12 Laserscanner
S1 erste Schutzfelder als Ganzes
S11, S12 erste Schutzfelder im einzelnen
x Längsrichtung des Zuges

5

Lichtvorhang

6

Gleisbett
TS2 Teilsystem, zweites
SK2 Sensorkette, zweite
S2 zweite Schutzfelder als Ganzes
LS2 zweite Laserscanner als Ganzes
S21 . . .S28 zweite Schutzfelder im einzelnen
LS21 . . .LS28 zweite Laserscanner im einzelnen

7

horizontaler Lichtfächer

8

Rechner/Computer

9

Dateneingangsleitung

1

' . . .

8

' Stichleitungen
IO Datenausgangsleitung
Z* repräsentiver Wagen

7

a Taststrahl

11

Zeitung

12

Getränkedose

13

Zigarettenschachteln

Claims (10)

1. Überwachungssystem, zur Kontrolle, ob kurz vor Abfahrt eines Zuges, vorzugsweise unmittelbar nach dem Schließen der Türen, alle Fahrgäste eingestiegen sind und im Schließ­ spalt zwischen den Türen der Waggons keine Körperteile oder Gegenstände sich befinden, insbesondere für U- oder S-Bahnen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Sensorkette (SK1) entlang der Bahnsteigkante (4) und im Vertikalabstand (a1) zu dieser installiert ist, bestehend aus einander überlappende erste Schutzfelder (S1; S11, S12 . . .) bildenden Laserscannern (LS1; LS11, LS12 . . .), welche jeweils einen im wesentlichen senk­ rechten, parallel zur Längsrichtung (x) des überwachten Zuges (Z) aufgefächerten gepulsten Lichtvorhang (5) im Bereich der Einstiegs-Seitenflanken der Waggons (3) aussenden, wobei Sendewinkel und Laufzeit der reflektierten Laserlichtpulse ein Normalprofil der ersten Schutzfelder (S1) oder aber im Falle eines Hindernisses ein Störprofil ergeben,
daß durch eine Zusammenschaltung von allen Laserscannern (LS1) der Sensorkette (SK1) das resultierende Profil der von der Sensorkette (SK1) erzeugten ersten Schutzfelder (S1) einer Auswerteschaltung (8) zuführbar ist
und daß die Auswerteschaltung (8) im Falle eines Normalprofils die Abgabe eines Abfahrts­ signals oder - bei automatischen Fahrsystemen - eine Freigabe des Zuges veranlaßt bzw. im Falle eines Störprofils die Abfahrt des Zuges verhindert, solange die Störung besteht.

2. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die La­ serscanner (LS1; LS11, LS12 . . .) der Sensorkette (SK1) in einer Höhe oberhalb der Zugwag­ gons (3) so installiert sind, daß sie über ihre Optik im wesentlichen senkrecht nach unten in den Zwischenraum zwischen den Waggons (3) und der Bahnsteigkante (4) einstrahlen.

3. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die La­ serscanner (LS1; LS11, LS12 . . .) der Sensorkette (SK1) unterhalb der Bahnsteigkante (4) an Begrenzungsflächen des Gleisbettes (6) so installiert sind, daß sie über ihre Optik im wesent­ lichen senkrecht nach oben in den Zwischenraum zwischen den Waggons (3) und der Bahn­ steigkante (4) einstrahlen.

4. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die La­ serscanner an einer an Decke oder Dach des Bahnhofsgeländes befestigten Tragkonstruktion gehaltert sind.

5. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß zur zusätzlichen Überwachung des Gleisbettraumes eine weitere bzw. zweite Sen­ sorkette (SK2) unterhalb und entlang der Bahnsteigkante (4) installiert ist, bestehend aus ein­ ander überlappende zweite Schutzfelder (S2) erzeugenden zweiten Laserscannern (LS2), wel­ che jeweils einen im wesentlichen horizontalen gepulsten Lichtfächer quer über das Gleisbett senden, wobei Sendewinkel und Laufzeit der reflektierten Laserlichtpulse ein Normalprofil der zweiten Schutzfelder (S2) oder aber im Falle eines erfaßten Hindernisses ein Störprofil ergeben,
daß durch eine Zusammenschaltung der zweiten Laserscanner (LS2) das resultierende Profil der zweiten Schutzfelder (S2) der vorgenannten (8) oder einer zweiten Auswerteschaltung zuleitbar ist
und daß die Auswerteschaltung (8) im Falle eines Normalprofils die Abgabe eines Einfahrsi­ gnals - oder bei automatischen Fahrsystemen - die Einfahrt eines ankommenden Zuges ver­ anlaßt bzw. im Falle eines Störprofils die Einfahrt des Zuges verhindert, solange die Störung besteht.

6. Überwachungssystem nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß bei Annäherung des Zuges (Z*) an den Gleisbettbereich der zweiten Schutzfelder (S2) diese von der Frontpartie des Zuges ausschaltbar sind, während des Aufenthaltes des Zuges auf dessen gesamter Länge ausgeschaltet bleiben und beim Abfahren des Zuges in dem jeweils hinter dem Zug von diesem freigegebenen bzw. zurückbleibenden Gleisbettbereich wieder einschaltbar sind.

7. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Lebensdauer-Verlängerung der dem jeweiligen Gleis zugeordneten Laserscan­ ner der ersten und zweiten Sensorkette diese in der Zeitspanne zwischen der Ausfahrt eines Zuges und der Einfahrt des nächsten Zuges deaktivierbar bzw. in einen Standby-Zustand überführbar sind und durch einen ankommenden Zug, vorzugsweise noch vor Erreichen des Bahnsteigs, wieder reaktivierbar sind.

8. Überwachungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reaktivierung im Eingangsbereich und zur Deaktivierung im Ausgangsbereich des jewei­ ligen Gleisbettes Meßfühler angeordnet und diese z. B. durch je einen Laser- Entfernungsmesser einfacher Bauart, durch Laserscanner, durch Lichtschranken oder durch Induktionsschleifen gebildet sind.

9. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Klassifizierung von in den Gleisbettbereich gelangenden oder fallenden Objek­ ten oder Personen im Vergleich zu Leichtobjekten, wie Zeitungen (11) oder Getränkedosen (12), jeweils erste und zweite Laserscanner (LS1, LS2) einem Überwachungs-Gleisabschnitt von z. B. 3 bis 5 m Länge zugeordnet sind,
daß das Passieren des ersten Schutzfeldes (S1) im Bahnsteigbereich durch Objekt oder Person und das anschließende Passieren des zweiten Schutzfeldes (S2) im Gleisbettbereich durch entsprechende Störprofile des ersten und zweiten Laserscanners (LS1, LS2) zeitlich erfaßbar sind
und daß durch einen Vergleich des Zeitverhaltens der beiden Störprofile eine Klassifikation eines Objektes von z. B. mindestens 20 kg Gewicht oder einer Person ableitbar und ein ent­ sprechendes Warnsignal durch die Auswerteeinheit oder - bei automatischen Fahrsystemen - ein Nothalt des einfahrenden Zuges auslösbar ist.

10. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Laserscanner (LS1, LS11, LS12; LS2; LS21 . . .LS28) als Diodenlaser-Scanner ausgebildet sind.