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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Individual-Warngerät eines
Rottenwarnsystems. Das Warngerät
wird am Körper
eines Benutzers getragen. Es dient zur Ausgabe eines Alarmsignals
im Falle einer von dem Rottenwarnsystem erkannten Gefahr für den Benutzer.
Das Individual-Warngerät
umfasst:
- – Mittel
zum Empfangen eines von einer Sendeeinheit des Rottenwarnsystems
ausgesandten Funk-Signals und zum Überwachen des Funk-Signals;
- – Mittel
zur Ausgabe des Alarmsignals als Reaktion auf das empfangene falsche
oder fehlende Funk-Signal; und
- – Mittel
zur Energieversorgung der Empfangsmittel und der Ausgabemittel mit
elektrischer Energie.
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Aus
dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 44 28 784 A1 , sind sog.
Rottenwarnsysteme, die auch als automatische Warnsysteme (AWS) bezeichnet
werden, bekannt.
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Rottenwarnsysteme
werden beispielsweise im Bereich von Baustellen zur Absicherung
einer Rotte von Arbeitern vor Gefahren in Form von herannahenden
Zügen oder
Kraftfahrzeugen eingesetzt. Neben den Kollektiv-Warngeräten, die
bei Gefahr für alle
Arbeiter sichtbare optische und/oder akustische Alarmsignale ausgeben,
sind Individual-Warngeräte, die
den Arbeitern individuell zugeordnet sind, ein wichtiger Bestandteil
eines Rottenwarnsystems. Die Individual-Warngeräte können individuell für jeden Arbeiter
optische, akustische und/oder sogar taktile Alarmsignale ausgeben,
so dass sichergestellt ist, dass wirklich jeder Arbeiter der Rotte
auf eine herannahende Gefahr aufmerksam gemacht wird. Ein Beispiel
für ein
bekanntes Individual-Warngerät
kann beispielsweise der
DE
296 10 842 U1 entnommen werden.
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Bei
den bekannten Rottenwarnsystemen werden drohende Gefahren entweder
manuell durch entsprechend postierte Arbeiter oder automatisch durch
geeignete und entsprechend angeordnete Sensoren, beispielsweise
durch an Gleisen befestigte Körperschalaufnehmer,
oder durch eine übergeordnete,
den Kraftfahrzeug- oder Zugverkehr koordinierende Leitstelle gemeldet.
Die Meldungen über drohende
Gefahren laufen in einer Auswerteeinheit zusammen, welche ein entsprechendes
Signal an die Individual- und/oder Kollektiv-Warngeräte, beispielsweise über Funk,
ausgibt. Streng genommen werden von der Auswerteeinheit an die Warngeräte ständig sog.
Erhaltungssignale übermittelt.
Ein Ausbleiben des Erhaltungssignals oder ein fehlerhaftes Signal
lösen in
den Warngeräten
einen Alarm aus. Selbstverständlich
können
bei drohenden Gefahren zusätzlich noch
Informationen betreffend die Art der Gefahr, die Art des auszugebenden
Alarms o.ä.
von der Auswerteeinheit an die Warngeräte übermittelt werden. Die Kommunikation
zwischen der Auswerteeinheit und den Warngeräten erfolgt beispielsweise über Funk. Das
Funk-Signal wird von einer Sendeeinheit der Auswerteeinheit auf
mindestens einem Frequenzband ausgesandt.
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In
dem Individual-Warngerät
sind Mittel zum Empfangen und Überwachen
des von der Sendeeinheit ausgesandten Funk-Signals, und Mittel zur
Ausgabe des optischen, akustischen und/oder taktilen Alarmsignals
als Reaktion auf das empfangene fehlende oder fehlerhafte Funk-Signal
vorgesehen. Die Ausgabemittel können
eine Blinkleuchte zur Ausgabe des optischen Alarmsignals, einen
Lautsprecher oder eine elektrische Hupe zur Ausgabe des akustischen
Signals und Vibrationsmittel umfassen, die an vibrationsempfindlichen
Stellen des Körpers
des Arbeiters angeordnet sind, zur Ausgabe des taktilen Alarmsignals.
Außerdem
umfasst das Individual-Warngerät
Mittel zur Energieversorgung der Empfangsmittel und der Ausgabemittel
mit elektrischer Energie. Die Energieversorgungsmittel umfassen beispielsweise
mindestens einen Energiespeicher (Batterie oder Akkumulator). Die
Verbindung der einzelnen Komponenten des Gesamtsystems Individualwarngerät kann per
Draht oder drahtlos erfolgen.
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Die
Empfangsmittel umfassen eine oder mehrere Empfangsantennen, um das
von der Sendeeinheit ausgesandte Funk-Signal zu Empfangen. Wenn
mehrere Empfangsantennen vorgesehen sind, dienen diese nach dem
Stand der Technik alle zum Empfang des Funk-Signals über das
gleiche Frequenzband. Außerdem
sind beim Stand der Technik alle Empfangsantennen, die zum Empfang
des Funk-Signals über
ein bestimmtes Frequenzband dienen, lediglich auf einer Körperseite
des Arbeiters angeordnet.
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Insbesondere,
wenn sich der Benutzer des Individual-Warngeräts viel bewegt, wie dies beispielsweise
Arbeiter an einer Baustelle tun, kann es vorkommen, dass die Verbindung
zwischen der stationären
Sendeeinheit des Rottenwarnsystems und den Empfangsantennen der
Empfangsmittel des mobilen Individual-Warngeräts durch den Körper des Benutzers
abgeschirmt wird. Der menschliche Körper hat eine relativ starke
Dämpfungswirkung,
die im Bereich von etwa - 22 dB liegt. Um selbst in solchen Situationen
noch eine sichere und zuverlässige Funkübertragung
zwischen der Sendeeinheit und den Individual-Warngeräten sicherstellen
zu können, muss
mit einer entsprechend großen
Leistung gesendet werden. Die Sendeleistung der Sendeeinheit liegt
bei den bekannten Rottenwarnsystemen im Bereich von etwa 2 W bis
5 W, was der Sendeleistung von heutigen Mobiltelefonen entspricht.
Die dadurch hervorgerufene Strahlenbelastung der Benutzer der Individual-Warngeräte und die
Störung
anderer elektrischer Geräte
im Sendebereich der Sendeeinheit ist erheblich.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, das Individual-Warngerät eines Rottenwarnsystems der
eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden,
dass einerseits eine sichere und zuverlässige Funkverbindung zwischen der
stationären
Sendeeinheit des Rottenwarnsystems und den mobilen Individual-Warngeräten sichergestellt
ist und andererseits aber die Strahlenbelastung mit elektromagnetischer
Strahlung für
Personen und elektrische Geräte
im Sendebereich der Sendeeinheit reduziert wird.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Individual-Warngerät eines Rottenwarnsystems der
eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Empfangsmittel mindestens
eine erste Empfangsantenne an der Vorderseite des Körpers des Benutzers
und mindestens noch eine erste Empfangsantenne an der Rückseite
des Körpers
des Benutzers aufweisen. Vorteilhafterweise sind alle ersten Empfangsantennen
zum Empfang des Funk-Signals über
ein bestimmtes erstes Frequenzband ausgebildet.
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Erfindungsgemäß wird also
dafür gesorgt, dass
der Körper
des Benutzers des Individual-Warngeräts die Funkverbindung zwischen
der Sendeeinheit des Rottenwarnsystems und den Empfangsmitteln des
Individual-Warngeräts
nicht abschatten kann, egal in welcher Position oder Lage sich der
Benutzer befindet. Mindestens eine der Empfangsantennen hat immer
eine nicht vom Körper
des Benutzers abgeschirmte Verbindung zu der Sendeeinheit. Die Empfangsantennen
der Empfangsmittel des Individual-Warngeräts sind in einer solchen Anzahl
und an solchen Positionen am Körper
des Benutzers angeordnet, dass stets eine Funkverbindung ohne einen
dazwischen angeordneten abschattenden Körper des Benutzers sichergestellt
werden kann. Da nun ein Abschatten der Funkverbindung durch den Körper nahezu
ausgeschlossen ist, kann die Sendeleistung der Sendeeinheit entsprechend
verringert werden, ohne dass es zu Einbußen bei der Verfügbarkeit
und Zuverlässigkeit
der Funkverbindung kommt. Bei einem Rottenwarnsystem, das über erfindungsgemäß ausgestaltete
Individual-Warngeräte verfügt, kann
die Sendeleistung der Sendeeinheit von den üblichen 2 W bis auf etwa 50
mW reduziert werden. Das bedeutet, dass die Sendeleistung mit der
vorliegenden Erfindung etwa um den Faktor 40 reduziert werden kann,
was zu einer entsprechenden Verringerung der Strahlenbelastung im
Sendebereich der Sendeeinheit führt.
Das wirkt sich positiv auf die Gesundheit und das Wohlbefinden der
im Sendebereich der Sendeeinheit befindlichen Personen, insbesondere
der Benutzer der Individual-Warngeräte, und auf die Störanfälligkeit
von im Sendebereich befindlichen Elektrogeräten aus.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
die Empfangsmittel mindestens eine weitere Empfangsantenne an der
Vorderseite des Körpers
des Benutzers und mindestens noch eine weitere Empfangsantenne an
der Rückseite
des Körpers
des Benutzers aufweisen, wobei die weiteren Empfangsantennen zum
Empfang des Funk-Signals über
ein bestimmtes weiteres Frequenzband ausgebildet sind und wobei
das erste Frequenzband und das weitere Frequenzband zueinander beabstandet
sind. Gemäß dieser
Weiterbildung wird zur Funkübertragung
zwischen der Sendeeinheit des Rottenwarnsystems und den erfindungsgemäßen Individual-Warngeräten ein
Funk-Kommunikationssystem eingesetzt, wie es ausführlich in
der deutschen Patentanmeldung 103 55 832 beschrieben ist, die ebenfalls
auf die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung zurückgeht.
Auf die dortigen Ausführungen
hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise des Funk-Kommunikationssystems wird
ausdrücklich
Bezug genommen.
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Um
den Benutzer des erfindungsgemäßen Individual-Warngeräts optisch
auf eine drohende Gefahr hinzuweisen, umfassen die Ausgabemittel
eine Lichtquelle. Beim Stand der Technik weist die Lichtquelle als
Leuchtmittel eine herkömmliche
Glühlampe
auf, die mit einem Farbfilter abgedeckt ist, durch den das von der
Glühlampe
ausgesandte Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich von etwa 390 nm
bis 780 nm auf einen Wellenlängenbereich
beschränkt wird,
für den
das menschliche Auge besonders empfindlich ist. Dies sind insbesondere
die Wellenlängenbereiche
von 580 nm bis 780 nm. Licht in diesem Wellenlängenbereich wird von dem menschlichen Auge
als rotes und/oder gelbes Licht wahrgenommen. Der restliche Teil
des von der Glühlampe
ausgesandten Lichts wird von dem Farbfilter absorbiert, wodurch
bei einer Beschränkung
durch das Farbfilter auf einem sehr engen Wellenlängenbereich
bis zu 90 % der Gesamtenergie des von der Lichtquelle ausgesandten
Lichts verloren gehen kann.
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Zur
Energieeinsparung wird deshalb gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung vorgeschlagen, dass die Lichtquelle als Leuchtmittel mindestens
eine Leuchtdiode (Light Emitting Diode, LED) aufweist, wobei die
Farbe des von der mindestens einen Leuchtdiode ausgesandten Lichts
auf einen Spektralbereich erhöhter
Empfindlichkeit des menschlichen Auges abgestimmt ist. Die LEDs
können
als Blinkleuchte, Dauerleuchte oder Blitzleuchte eingesetzt werden.
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Die
LED ist ein Halbleiterchip, in dem elektrische Energie direkt in
Licht umgewandelt wird. Bedingt durch diese Konstruktion geben LEDs
primär Licht
in einer bestimmten Wellenlänge
ab, welche der Mensch über
das menschliche Auge als Farbe empfindet. Verantwortlich für die Farbe
ist die chemische Zusammensetzung des Halbleiters, welcher die Wellenlänge des
emittierten Lichts bestimmt. LEDs besitzen also keinen Farbfilter,
sondern geben ihre eigene Lichtfarbe direkt ab. Rote, grüne und gelbe
LEDs stellten lange Zeit kein Problem dar. Erst Mitte der 90er Jahre
wurden erstmals blaue LEDs entwickelt. Durch die Mischung mit gelben
Leuchtstoffen lässt sich
auch weißes
Licht erzeugen. Auch die Helligkeit von LEDs erlebt einen ähnlichen
raschen Fortschritt, wie er von Microchips bei Computern zu erleben
war und ist. Obwohl eine LED bzw. ein Array aus mehreren LEDs an
sich Licht einer geringeren Gesamtleistung emittiert als eine Glühlampe,
kann mit LEDs doch eine ähnliche
Leistung für
einen bestimmten in Frage kommen Wellenlängenbereich erzielt werden, wie
sie mit einer Glühlampe
und einem Farbfilter erzielt wird. Neben der Energieeinsparung hat
eine LED auch den Vorteil einer deutlich längeren Lebensdauer und einer
größeren Robustheit
gegenüber
herkömmlichen
Glühlampen.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine Leuchtdiode Licht einer
Wellenlänge
im Bereich von etwa 580 nm bis 780 nm ausstrahlt. Licht in diesem
Wellenlängenbereich
wird von dem menschlichen Auge als rotes und/oder gelbes Licht wahrgenommen.
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Um
sicherzustellen bzw. überprüfen zu können, dass
der Benutzer das von den Ausgabemitteln ausgegebene akustische,
optische und/oder taktile Alarmsignal auch tatsächlich wahrgenommen hat, wird
vorgeschlagen, dass das Individual-Warngerät Mittel zur Bestätigung der
Wahrnehmung des Alarmsignals durch den Benutzer aufweist. Das heißt also, dass
der Benutzer nach dem Beginn der Ausgabe des Alarmsignals innerhalb
eines vorgebbaren Zeitfensters die Wahrnehmung des Alarmsignals
bestätigen
muss, um die Aktoren der aktiven Warnung abzuschalten. Dies erfolgt
vorzugsweise über
einen Taster, der von dem Benutzer aktiv betätigt werden muss. Alternativ
kann die Bestätigung
aber auch über optische
oder akustische Sensoren erfolgen, die von dem Benutzer aktiviert werden
müssen.
Erfolgt innerhalb des Zeitfensters keine Bestätigung können als zweite Stufe geeignete
Maßnahmen
getroffen werden, um eine Gefährdung
des Benutzers auszuschließen.
Diese Maßnahmen
betreffen beispielsweise nach einer fruchtlosen Ausgabe eines Regelalarms
die Ausgabe eines Notalarms mit einer höheren Intensität als der
Regelalarm. Als Gegenmaßnahme
könnte
beispielsweise auch ein herannahender Zug über ein Zugsignal oder könnten Fahrzeuge auf
einer Straße über eine
Ampel noch vor Erreichen des Gefahrenbereichs abgebremst oder angehalten werden.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Bestätigungsmittel vorzugsweise
in der zweiten Stufe, auf Anforderung durch den Benutzer ein Funk-Bestätigungssignal
an eine Empfangseinheit des Rottenwarnsystems senden. Dort kann
das Bestätigungssignal
bzw. das Ausbleiben des Bestätigungssignals dann
in der Auswerteeinheit ausgewertet und es können gegebenenfalls geeignete
Maßnahmen
getroffen werden.
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Um
die Strahlenbelastung des Benutzers und anderer im Nahbereich des
Individual-Warngeräts
befindlicher Personen zu reduzieren, wird vorgeschlagen, dass die
Bestätigungsmittel
das Funk-Bestätigungssignal
mit einer relativ geringen Sendeenergie an eine in der Nähe des Benutzers
angeordnete Verstärkereinheit
des Rottenwarnsystems senden, die Verstärkereinheit das Bestätigungssignal
verstärkt
und es mit einer größeren Sendeenergie
an die weiter entfernte Empfangseinheit des Rottenwarnsystems sendet.
Vorzugsweise senden die Bestätigungsmittel
das Funk-Bestätigungssignal
nach dem BlueTooth-Standard oder nach dem WLAN (Wireless Local Area
Network)-Standard an die Verstärkereinheit
des Rottenwarnsystems.
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Damit
der Benutzer des Individual-Warngeräts beide Hände frei hat, beispielsweise
zum Arbeiten auf einer Baustelle, wird vorgeschlagen, dass die verschiedenen
Mittel des Individual-Warngeräts an einer
Warnkleidung, insbesondere an einer Warnweste, befestigt sind. Eine
solche Warnweste ist an sich aus der
DE 296 10 842 U1 bekannt. An der Warnkleidung
sind die verschiedenen Mittel des Individual-Warngeräts an geeigneter
Stelle, vorzugsweise herausnehmbar, angeordnet und miteinander,
vorzugsweise lösbar,
elektrisch kontaktiert. Zu diesem Zweck können an der Warnkleidung entsprechende Leiterbahnen
und Kontaktierungsmittel, beispielsweise Stecker, vorgesehen sein.
Denkbar ist jedoch auch eine drahtlose Signalübertragung zwischen den einzelnen
Mitteln des Individual-Warngeräts.
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Weitere
Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden
alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Patentansprüchen
oder deren Rückbeziehung
sowie unabhängig von
ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in
der Zeichnung. Es zeigen:
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1 ein
Rottenwarnsystem mit Individual-Warngeräten gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Sendeeinheit und ein erfindungsgemäßes Individual-Warngerät eines
Rottenwarnsystems gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform;
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3 ein an einer Warnweste befestigtes erfindungsgemäßes Individual-Warngerät gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform;
und
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4 einen
Benutzer, der ein erfindungsgemäßes Individual-Warngerät gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
trägt.
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In 1 ist
ein Sicherungssystem, das auch als Rottenwarnsystem bezeichnet wird,
schematisch dargestellt, und in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Das Rottenwarnsystem 1 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
an einer Gleisanlage installiert. Es dient als Frühwarnsystem
zur Erfassung von herannahenden Gleis- oder Schienenfahrzeugen.
Es umfasst eine Sensoreinheit 2, die in einem Sicherheitsabstand,
welcher der bahnamtlich festgelegten Annäherungsstrecke entspricht,
von einer Arbeitsstelle entfernt an Gleisen 3 der Gleisanlage
befestigt oder unmittelbar neben den Gleisen 3 außerhalb
des Gefahrenbereichs aufgestellt ist. Statt der einen Sensoreinheit 2 können auch
mehrere Sensoreinheiten oder Gruppen von Sensoren eingesetzt werden,
die zum Austausch von Informationen miteinander verknüpft sein
können. Selbstverständlich sind
auch andere Entfernungen bzw. Sicherheitsabstände von den Sensoreinheiten zu
der Arbeitsstelle möglich.
Je nach Sensorart, beispielsweise bei Körperschallsensoren, kann die
Sensoreinheit 2 auch im Bereich der Arbeitsstelle an den Gleisen 3 montiert
sein.
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Das
Rottenwarnsystem 1 umfasst außerdem eine Auswerteeinheit 4 zur
Auswertung von von der Sensoreinheit 2 übermittelten Messsignalen.
Des Weiteren umfasst das Rottenwarnsystem 1 eine Sendeeinheit 5 zur Übertragung
entsprechender Funk-Signale an verschiedene Empfängereinheiten eines Warngeräts. Streng
genommen werden von der Sendeeinheit 5 an die ständig sog.
Erhaltungssignale an die Empfängereinheiten übermittelt.
Ein Ausbleiben des Erhaltungssignals oder ein fehlerhaftes Signal
löst in
dem Warngerät
einen Alarm aus. Selbstverständlich
können
bei drohenden Gefahren zusätzlich
noch Informationen betreffend die Art der Gefahr, die Art des auszugebenden
Alarms o.ä.
von der Sendeeinheit 5 an die Empfängereinheiten übermittelt
werden. Außerdem
ist eine Ladestation 6 vorgesehen, die gleichzeitig als
Aufbewahrungsort für die
Systemelemente verwendet wird. Unmittelbar an die Auswerteeinheit 4 ist
eine Protokolleinheit 7 angeschlossen, welche die Zustände des
Rottenwarnsystems protokolliert.
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Die
Empfängereinheiten
befinden sich bei Individual-Warngeräten 9,
die von Bauarbeitern oder anderen Personen im Gleisbereich am Körper getragen
werden, am Gürtel
der Personen, sowie eventuell auch an einer optischen und/oder akustischen Alarmsignaleinrichtung 10,
welche nach Möglichkeit für alle Personen
im Gleisbereich gut sichtbar und hörbar an der Arbeitsstelle angeordnet
ist (sog. Kollektivwarneinrichtung). Neben einem akustischen und/oder
optischen Alarm ist es auch denkbar, im Falle eines Alarms die Temperatur
in einem bestimmten äußeren Körperbereich
der Personen im Gleisbereich zu verändern, d. h. über die
Umgebungstemperatur hinaus zu erhöhen oder unterhalb die Umgebungstemperatur
zu reduzieren. Des weiteren ist es denkbar, die Personen im Gleisbereich
im Alarmfall einem geringen elektrischen Reiz (Stromschlag) oder chemischen
Reiz auszusetzen. Sowohl für
den thermischen als auch für
den elektrischen oder chemischen Alarm müsste ein entsprechender Alarmgeber Teil
des Individual-Warngerätes 9 sein,
der von den Personen im Gleisbereich an einer geeigneten Stelle am
Körper,
vorzugsweise an einer sensiblen Stelle der Person direkt auf der
Haut, getragen wird. Die Alarmmeldung umfasst zunächst einen
Regelalarm und dann, falls technische Störungen auftreten oder ein Notfall
eintritt (keine Rückmeldung
von einer gewarnten Person im Gleisbereich), einen Notalarm. Der
thermische und der taktile elektrische Alarm sind vorzugsweise für den Einsatz
als Notalarmgeber gedacht. Die Signalübertragung zwischen der Sendeeinheit 5 und
den Empfängereinheiten
erfolgt vorzugsweise drahtlos, insbesondere über Funk.
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Die
Sensoreinheit 2 ist mobil und kann beispielsweise mittels
Magneten an den Gleisen 3 installiert werden, oder aber
zur sicheren Befestigung mit speziellen Werkzeugen an den Gleisen 3 angebracht
sein. Sie kann aber auch unmittelbar neben den Gleisen 3 außerhalb
des Gefahrenbereichs aufgestellt sein. Die Sensoreinheit 2 weist
einen Sensor 11 auf, der in dem dargestellten Beispiel
den Körperschall
in den Gleisen 3 in drei Koordinatenrichtungen aufnimmt.
In diesem Fall wird die Sensoreinheit genau zwischen zwei Schwellen 12 befestigt,
da dort die höchsten
Werte der Transversalschwingungen auftreten. Aufgrund des bereiten
Frequenzspektrums, das bei Körperschallmessungen
an Schienen anzutreffen ist, werden Sensoren 11 verwendet,
die den Frequenzbereich von 20 Hz bzw. 20 kHz messtechnisch abdecken
können.
Zusätzlich
sollten diese Sensoren 11 bei einer Frequenz von etwa 12,5
kHz besonders messempfindlich sein, da die Körperschallschwingungen dieser
Frequenz in den Gleisen 3 besonders gut fortgeleitet werden.
Alternativ kann auch ein anderer Sensor beispielsweise ein Infrarot-, ein
Laser- oder ein Mikrowellensignal (z. B. ein Radarsignal) verwendet
werden, das in einem Abstand zu der Arbeitsstelle angeordnet und
durch herannahende Schienen- oder Gleisfahrzeuge unterbrochen wird.
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Die
von dem Sensor 11 aufgenommenen Messsignale werden von
einer Verstärkereinheit 13 verstärkt und
die verstärkten
Signale an die Auswerteeinheit 4 übertragen. Weiter weist die
Sensoreinheit 2 eine Energieversorgung in Form von Batterien oder
Akkus 14 für
einen Dauerbetrieb von mindestens 24 Stunden auf, sowie optional
Thermalbatterien 15 zur Anzeige bzw. Meldung leerer Batterien oder
Akkus 14. Ein Schalter 16 zur Inbetriebnahme der
Sensoreinheit 2 befindet sich entweder außen oder,
zur besseren Sicherheit gegen gewollte oder ungewollte Fehlbedienung
im Inneren der Sensoreinheit 2. Im Fall der inneren Anordnung
des Schalters 16 wird dieser durch ein elektronisches Zusatzgerät von außen aktiviert.
Eine Testeinrichtung 17 zum Testen der Betriebsbereitschaft
des Systems gibt beim Ein- und Ausschalten ein Testsignal ab.
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Die
Sensoreinheit 2 übermittelt
die verstärkten
Messsignale an die Auswerteeinheit 4. Diese führt beispielsweise
eine Gradientenbetrachtung zur Detektion eines herannahenden Schienen-
oder Gleisfahrzeugs aus. Die Gradientenbetrachtung ist eine von
mehreren Möglichkeiten,
ein herannahendes Fahrzeug sicher und zuverlässig zu erkennen und gleichzeitig
Fehlalarme, die von Arbeiten im Bereich der Arbeitsstelle im Bereich
der Gleise 3 ausgelöst
werden können,
auf ein Minimum zu reduzieren. Die Gradientenbetrachtung hat sich
als einfaches und effizientes Verfahren bewährt. Es ist jedoch ohne Weiteres
möglich,
auch andere Auswerteverfahren alternativ oder ergänzend zu
der Gradientenbetrachtung einzusetzen. Bei der Deaktivierung des
Systems sendet die Auswerteeinheit 4 einen charakteristischen
Hupton aus.
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Batterien
oder Akkus 18 dienen zur Energieversorgung der Auswerteeinheit 4 für mindestens
24 Stunden Dauerbetrieb und ein physikalisch anders aufgebautes
Batteriesystem, wie zum Beispiel Thermalbatterien 19, sind
zur Anzeige oder Meldung leerer Batterien oder Akkus 18 vorgesehen.
Die Auswerteeinheit 4 liefert den Befehl zum Senden eines Funk-Signals
an die Sendeeinheit 5, die das entsprechende Signal an
die verschiedenen Empfängereinheiten
weiter übermittelt.
Die Sendeeinheit 5 weist ebenfalls Batterien oder Akkus 20 zur
Energieversorgung für
mindestens 24 Stunden Dauerbetrieb und ein physikalisch anders aufgebautes
Batteriesystem auf, wie z.B. Thermalbatterien 21, zur Anzeige
oder Meldung leerer Batterien oder Akkus 20.
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Die
Auswerteeinheit 4 sendet außerdem ein Aktivierungssignal
zu der Protokolleinheit 7. In der Protokolleinheit 7 werden
Aktivierung und Deaktivierung des Rottenwarnsystems 1,
sowie einzelne Alarme mit Uhrzeit und Datum protokolliert. Im Protokollkopf
werden Baustelle, Datum, Zeitraum, Verantwortlichkeit und Standort
festgehalten.
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Die
Empfängereinheit 22 an
der Druckluftflasche (Typhon) 8 empfängt das Funk-Signal von der Sendeeinheit 5 und
aktiviert im Falle eines Ausbleibens des Signals oder eines fehlerhaften
Signals über
ein Druckluftventil 23 das Peripheriegerät Typhon 8.
Eine manuelle Betätigung
des Typhons 8 vor Ort ist ebenfalls jederzeit möglich.
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Das
Funk-Signal der Sendeeinheit 5 wird auch von Empfangsmitteln 42 der
Individual-Warngeräte 9,
die von den im Gleisbereich befindlichen Personen 41 am
Körper
getragen werden, empfangen. Im Falle eines Ausbleibens des Signals
oder eines fehlerhaften Signals werden dann Ausgabemittel 40 zum
Erzeugen eines Alarmsignals aktiviert. Die Ausgabemittel 40 umfassten
beispielsweise eine Vibrationseinheit 40'' zum
Erzeugen eines taktilen Alarmsignals, die in dem für Vibrationen
empfindlichen Gesäß- oder
Hüftbereich
der Person 41 getragen wird. Durch die Vibrationen von
vorbestimmter Intensität und
Dauer wird die Person 41, die das Individual-Warngerät 9 trägt, sicher
und zuverlässig
vor Gefahren gewarnt. Alternativ oder zusätzlich kann durch das Individual-Warngerät 9 auch
ein optischer Reiz, beispielsweise ein Blitz oder mehrere Blitze
mit vorbestimmter Frequenz und für
eine vorbestimmte Zeitdauer erzeugt werden und/oder ein akustisches
Signal ausgegeben werden.
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Außer dem
beschriebenen akustischen, optischen und taktilen Alarm, ist auch
ein thermischer Alarm durch lokales Erwärmen oder Abkühlen der Haut
der Person 41 oder ein elektrischer Alarm mittels eines
geringen Stromschlags denkbar. Die Warnung der Person 41 über das
Individual-Warngerät 9 erfolgt üblicherweise
2-stufig, d. h. zunächst
wird ein Regelalarm ausgegeben und, falls dieser fruchtlos verstreicht
(keine Reaktion der gewarnten Person 41), wird ein Notalarm
ausgegeben, der vorzugsweise eine höhere Intensität als der
Regelalarm aufweist. Als Notalarm kommt vorzugsweise der thermische
Alarm und/oder der elektrische Alarm zum Einsatz. Die Alarmausgabemittel
des Individual-Warngerätes 9,
welche im Gefahrenfall die optischen, akustischen, taktilen, thermischen
und/oder elektrischen Alarme ausgeben, verfügen aus Sicherheitsgründen über Mittel
zur Funktionsüberwachung
(nicht dargestellt). So ist es beispielsweise denkbar, dass ein Vibrator,
dessen Vibration durch eine motorgetriebene Unwucht erzeugt wird,
mittels einer der Unwucht zugeordneten Lichtschranke überwacht
wird. Denkbar wäre
außerdem
eine Überwachung
des durch den Motor aufgenommenen Stroms. Ein Blitzlicht kann beispielsweise
mittels einer Fotodiode und eine Fotodiode über den durch sie aufgenommen
Strom funktionsüberwacht
werden.
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Das
Individual-Warngerät 9 weist
Mittel zur Energieversorgung der Empfangsmittel 42 und
der Ausgabemittel 40 mit elektrischer Energie auf, die beispielsweise
als ein Energiespeicher 24 mit einer Schnelllade- und Vollladefunktion
ausgebildet sind.
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In 2 sind
die sendeseitigen Einheiten des Rottenwarnsystems 1 sowie
das erfindungsgemäße Individual-Warngerät 9 schematisch
dargestellt. Die von der Sensoreinheit 2 aufgenommenen Messsignale
werden zunächst
an die Auswerteeinheit 4 übertragen. Die Auswerteinheit 4 umfasst
eine Steuerung in Form eines Steuerprogramms, das auf einem Mikroprozess
der Auswerteeinheit 4 abläuft. Die an die Empfängereinheiten
zu übertragenden
Signale werden bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zum einen an
ein erstes HF (Hochfrequenz)-Modul 30 für eine erste Frequenz in einem ersten
Frequenzbereich FB1 und zum anderen an ein zweites HF-Modul 31 für eine zweite
Frequenz in einem zweiten Frequenzbereich FB2 übermittelt. Von den HF-Modulen 30, 31 werden
die Signale über Sendeantennen
S1, S2 ausgesandt. Die Sendeeinheit 5 umfasst die beiden
HF-Module 30, 31 und die Sendeantennen S1, S2,
von denen jeweils eine einem HF-Modul 30 oder 31 zugeordnet
ist.
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Die über die
Frequenzbänder
FB1, FB2 übertragenen
Signale werden von dem Individual-Warngerät 9 über jeweils
zwei Antennen E11, E12 bzw. E21, E22 für jedes Frequenzband FB1, FB2 empfangen.
Die über
die Antennen E11 und E21 empfangenen Signale werden jeweils in einem
Verstärker 32, 33 verstärkt.
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Die
Ausgangssignale der Verstärker 32, 33, sowie
die über
die Antennen E12, E22 empfangenen Signale werden in Kombinationsschaltungen 34, 35 zu
gemeinsamen Signalen verknüpft,
die den über das
erste Frequenzband FB1 übertragenen
Signalen bzw. den über
das zweite Frequenzband FB2 übertragenen
Signalen entsprechen. In einer Verstärkerschaltung 36 werden
die empfangenen Signale gefiltert, aufbereitet und verstärkt. Die
verstärkten
Signale werden dann über
ein HF-Funkempfangsmodul 37 für das erste Frequenzband FB1
und über
ein weiteres HF-Funkempfangsmodul 38 für das zweite Frequenzband FB2
an eine Signalverarbeitungseinrichtung 39 übertragen.
Die Signalverarbeitungseinrichtung 39 umfasst eine Steuerung
in Form eines Steuerprogramms, das auf einem Mikroprozessor der
Signalverarbeitungseinrichtung 39 abläuft. In der Signalverarbeitungseinrichtung 39 erfolgt
die Analyse der empfangenen Signale und die Auswahl von empfangenen
Informationen zur Weiterverarbeitung. Von der Signalverarbeitungseinrichtung 39 werden
die empfangenen und ausgewählten
Informationen an Ausgabemittel 40 zur Ausgabe der optischen,
akustischen und/oder taktilen Alarmsignale an den Benutzer 41 des
Individual-Warngerätes 9 weitergeleitet.
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Die
Empfangsantennen E11, E12, E21, E22, die Verstärker 32, 33,
die Kombinationsschaltungen 34, 35, die Verstärkerschaltung 36 und
die HF-Funkempfangsmodule 37, 38 bilden die Empfangsmittel des
Individual-Warngerätes 9,
die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 42 bezeichnet
sind. Die Mittel 24 zur Energieversorgung der Empfangsmittel 42 und
der Ausgabemittel 40 mit elektrischer Energie sind in 2 nicht
eingezeichnet. Die Mittel 24 stehen aber mit sämtlichen
Einheiten der Empfangsmittel 42 und mit den Ausgabemitteln 40 in
Verbindung und versorgen diese mit elektrischer Energie.
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Selbstverständlich können die
Signale von der Sendeeinheit 5 auch lediglich über ein
Frequenzband FB1 oder FB2 an das Individual-Warngerät 9 übertragen
werden. So könnte beispielsweise
bei einer Signalübertragung
lediglich über
das erste Frequenzband FB1 auf das HF-Modul 31, die zweite Sendeantenne
S2, die beiden Empfangsantennen E21, E22, den Verstärker 33,
die Kombinationsschaltung 35, und das HF-Funkempfangsmodul 30 verzichtet
werden. Unter Umständen
könnte
bei dem erfindungsgemäßen Individual-Warngeräten 9 bei
entsprechender Auslegung der Schaltung auch auf die Verstärkerschaltung 28,
sowie die Signalverarbeitungseinrichtung 31 verzichtet
werden.
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In 3 ist eine Warnkleidung in Form einer Warnweste 50,
dargestellt, an der das erfindungsgemäße Individual-Warngerät 9 befestigt
ist. Zur Befestigung der verschiedenen Einheiten des Individual-Warngeräts 9 sind
an der Innenseite oder der Außenseite
der Warnweste 50 geeignete Aufnahmebereiche, beispielsweise
verschließbare
Taschen vorgesehen, in denen die verschiedenen Einheiten des Individual-Warngerätes 9 angeordnet
sind. Bestimmte Einheiten des Individual-Warngerätes 9 können auch
an einem Gürtel
(nicht dargestellt) befestigt sein, der an der Warnweste 50 befestigt
oder sogar integraler Bestandteil der Warnweste 50 sein
kann.
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3a zeigte
eine Vorderansicht der Warnweste
50 und
3b eine
Rückansicht.
Im unteren Bereich der Warnweste
50 sind mehrere Querstreifen
51 mit
unterschiedlichen Materialeigenschaften dargestellt. Diese Querstreifen
51,
wie sie beispielsweise in der
DE 83 28 374 U1 beschrieben sind, leuchten
bei Tageslicht, reflektieren auftreffende Lichtstrahlen bzw. leuchten
auch nach einer Bestrahlung mit Licht noch nach. Somit ist der Träger
41 der Warnweste
50 insbesondere
bei Dunkelheit z.B. für herannahende,
Licht aussendende Fahrzeuge gut zu erkennen.
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Im
Brustbereich der Warnweste 50 sind optische Ausgabemittel 40' angeordnet,
die eine Lichtquelle 52 umfassen, die als Leuchtmittel
mindestens eine Leuchtdiode (Light Emitting Diode, LED) aufweist.
Die Farbe des von der Lichtquelle 52 ausgesandten Lichts
ist auf einen Spektralbereich erhöhter Empfindlichkeit des menschlichen
Auges abgestimmt. Vorzugsweise strahlt die mindestens eine LED Licht
einer Wellenlänge
im Bereich von etwa 580 nm bis 780 nm aus. Licht in diesem Wellenlängenbereich
wird vom menschlichen Auge als rot oder gelb wahrgenommen. An beiden
Seiten der Ausgabemittel 40' ist
eine der ersten Empfangsantennen E11 zum Empfang der Signale über das
erste Frequenzband FB1 und dazu beabstandet eine der weiteren Empfangsantennen
E21 zum Empfang der Signale über
das zweite Frequenzband FB2 angeordnet. Mittels eines Tasters 53 kann
der Benutzer 41 die Wahrnehmung des von den Ausgabemitteln 40 ausgegebenen
Alarmsignals bestätigen.
Unterbleibt die Bestätigung,
müssen
geeignete Maßnahmen
getroffen werden, um eine Gefährdung
des Benutzers 41 durch die drohende Gefahr zu verhindern.
Diese Maßnahmen
betreffen beispielsweise nach einer fruchtlosen Ausgabe eines Regelalarms
die Ausgabe eines Notalarms mit einer höheren Intensität als der Regelalarm.
Als geeignete Maßnahme
könnte
aber beispielsweise auch ein herannahendes Schienen- oder Gleisfahrzeug
mittels einer entsprechend angesteuerten Signaleinrichtung an der
Zufahrt zu der Arbeitsstelle bzw. in den Gefahrenbereich gehindert werden.
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Das
erfindungsgemäße Individual-Warngerät 9 hat
mehrere Alarmzustände,
beispielsweise drei. Diese Alarmzustände können ein Regelalarm, ein Notalarm
und ein Störungsalarm
bei einer internen oder externen Störung sein. Die verschiedenen Alarmzustände werden
an einer Status- oder Zustandsanzeige 43 angezeigt, die
ebenfalls an der Vorderseite der Warnweste 50 angeordnet
ist. Die Status- oder Zustandsanzeige 43 ist mit den Empfangsmitteln 42 über Signalleitungen
(nicht dargestellt) verbunden und erhält von diesen Informationen über den
aktuellen Alarmzustand. Zur Ausgabe des aktuellen Alarmzustands
umfasst die Status- oder Zustandsanzeige 43 Lichtquellen,
beispielsweise in Form mindestens einer LED 44 für jeden
Zustand. Die LEDs 44 sind im Sichtbereich der Person 41 angeordnet,
die das Individual-Warngerät 9 trägt. Nach einer
Bestätigung
der Wahrnehmung des von den Ausgabemitteln 40 ausgegebenen
Alarmsignals durch den Benutzer 41 mittels des Tasters 53,
wird zwar die Ausgabe des Alarmsignals beendet, der aktuelle Status
bzw. Zustand wird aber weiterhin angezeigt. Die Anzeige des aktuellen
Status kann nur über eine
Zentrale (beispielsweise die Auswerteeinheit 4) mittels
eines geeigneten Funksignals beendet werden.
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Vorzugsweise
sind aus Redundanzgründen für jeden
Alarmzustand zwei LEDs 44 vorgesehen. Des weiteren sind
die LEDs 44 für
die verschiedenen Alarmzustände
vorzugsweise verschiedenfarbig ausgebildet, damit der aktuelle Warnzustand
schnell und eindeutig erkannt werden kann. Es ist auch denkbar, dass
zur Anzeige von drei möglichen
Alarmzuständen
lediglich vier LEDs 44 vorgesehen sind, wobei zwei LEDs 44 Licht
einer ersten Farbe und die zwei anderen LEDs 44 Licht einer
zweiten Farbe aussenden. Ein erster Alarmzustand wird beispielsweise durch
Aktivieren der beiden LEDs 44 der ersten Farbe ausgegeben.
Ein zweiter Alarmzustand wird durch Aktivieren der beiden LEDs 44 der
zweiten Farbe ausgegeben. Ein dritter Alarmzustand kann durch Aktivieren
aller LEDs 44 der ersten und der zweiten Farbe ausgegeben.
Selbstverständlich
kann aber auch für
jeden Alarmzustand ein eigenes LED-Paar 44, das Licht einer
eigenen Farbe aussendet, vorgesehen sein, für drei Alarmzustände also
sechs LEDs 44.
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Im
Rückenbereich
der Warnweste 50 sind die Empfangsmittel 42 angeordnet,
welche die von der Sendeeinheit 5 ausgesandten Signale
empfangen, verstärken
und verarbeiten. Zu beiden Seiten der Empfangsmittel 42 sind
noch eine der ersten Empfangsantennen E12 zum Empfang der von der Sendeeinheit 5 ausgesandten
Signale über
den ersten Frequenzbereich FB1 und dazu beabstandet noch eine der
weiteren Empfangsantennen E22 zum Empfang der Signale über den
zweiten Frequenzbereich FB2 angeordnet. Somit sind zum Empfang der über den
ersten Frequenzbereich FB1 übertragenen Signale
auf der Vorderseite des Körpers
des Benutzers 41 des Individual-Warngerätes 9 eine erste Empfangsantenne
E11 und auf der Rückseite
des Körpers
noch eine erste Empfangsantenne E12 vorgesehen. Ebenso sind zum
Empfang der Signale über
das zweite Frequenzband FB2 auf der Vorderseite des Körpers eine
weitere Empfangsantenne E21 und auf der Rückseite des Körpers noch
eine weitere Empfangsantenne E22 vorgesehen.
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Zusätzlich zu
den optischen Ausgabemitteln 40' sind auch taktile Ausgabemittel 40'' vorne an der Warnweste 50 befestigt.
Die taktilen Ausgabemittel 40'' sind
derart an der Warnweste 50 befestigt, dass sie bei angelegter
Warnweste 50 im Hüftbereich
des Benutzers 41 angeordnet sind. Die taktilen Ausgabemittel 40'' sind beispielsweise als ein Vibrator
ausgebildet, der im Falle drohender Gefahr Vibrationen von vorgebbarer
Intensität
und Dauer erzeugt. Der Benutzer 41 nimmt die Vibrationen über den
für solche Vibrationen
besonders empfindsamen Hüftbereich wahr
und wird auf diese Weise auf die drohende Gefahr hingewiesen. Zur
Versorgung der verschiedenen Einheiten 40', 40'', 42, 43 des
Individual-Warngerätes 9 mit
elektrischer Energie sind Energieversorgungsmittel 24 an
der Warnweste 50 befestigt. Die Energieversorgungsmittel 24 stehen über geeignete Versorgungsleitungen
mit den Einheitern 40', 40'', 42, 43 des
Individual-Warngerätes 9 in
Verbindung. Die entsprechenden Versorgungsleitungen sind in 3 vereinfacht durch einfache Linien dargestellt. Die
Signalübertragung
zwischen den Einheiten 40', 40'', 42, 43 des
Individual-Warngerätes 9 erfolgt
entweder leitungsgebunden oder drahtlos, vorzugsweise über Funk.
Die drahtlose Signalübertragung
erfolgt vorzugsweise nach dem BlueTooth-Standard oder nach dem WLAN (Wireless
Local Area Network)-Standard.
Der besseren Übersichtlichkeit
wegen sind in 3 die Verbindungsleitungen
zwischen den Einheiten 40', 40'', 42, 43 des
Individualwarngeräts 9 zur
Signalübertragung
nicht gesondert eingezeichnet.
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In 4 ist
ein Benutzer 41 des erfindungsgemäßen Individual-Warngeräts 9 dargestellt.
Die verschiedenen Einheiten 40', 40'', 42 des
Individual-Warngerätes 9 sind
in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
an einem Gürtel 60 und/oder
in einer Tasche 61 einer Hose des Benutzers 41 angeordnet.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel
weisen die Empfangsmittel 42 zwei erste Empfangsantennen E11,
E12 und zwei weitere Empfangsantennen E21 und E22 auf. Jeweils eine
der ersten Empfangsantennen E11 zum Empfang von Signalen über das
erste Frequenzband FB1 und eine der weiteren Empfangsantennen E21
zum Empfang der Signale über das
zweite Frequenzband FB2 ist an der Vorderseite im Brustbereich des
Benutzers 41 des Individual-Warngeräts 9 angeordnet. Noch
eine erste Empfangsantenne E12 zum Empfang von Signalen über das
erste Frequenzband FB1 und noch eine weitere Empfangsantenne E22
zum Empfang der Signale über
das zweite Frequenzband FB2 ist an der Rückseite des Benutzers 41 angeordnet.
Die Empfangsantennen E11, E12, E21, E22 sind in der Kleidung des
Benutzers 41, beispielsweise in Taschen 62 oder im
Futter einer Warnweste 50 Kleidung angeordnet. Es wäre auch
denkbar, dass die Antennen E11, E12, E21, E22 an dem Gürtel 60,
an Riemen oder an Trägern
der Warnkleidung oder auch direkt an Elementen 40', 40'', 42 des Individual-Warngerätes 9 (vgl. das
in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel)
angeordnet sind. Die Signalübertragung
zwischen den Einheiten 40', 40'', 42 des Individual-Warngeräts 90 und
den Empfangsantennen E11, E12, E21, E22 erfolgt vorzugsweise über Leitungen,
die in 4 jedoch der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht
dargestellt sind.
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Als
eine besondere Art der Ausgabemittel 40 können beispielsweise
akustische und/oder optische Warenmittel 40', 40''', z.B. ein Blinklicht 40' mit Sirene 40''',
vorgesehen sein, die der Benutzer 41 in seinem Blick- und
Hörfeld
positioniert. Bei einer drahtlosen Signalübertragung zwischen den Empfangsmitteln 42 und
den Ausgabemitteln 40 verfügen die Ausgabemittel 40 über ein
geeignetes Empfangselement 63, welches die von den Empfangsmitteln 42 ausgesandten
Signale empfängt.
Die Signalübertragung zwischen
den Empfangsmitteln 42 und den Ausgabemitteln 40 erfolgt
vorzugsweise nach dem BlueTooth-Standard. Alternativ kann die Signalübertragung
zwischen den Empfangsmitteln 42 und den Ausgabemitteln 40 auch
nach dem WLAN (Wireless Local Area Network)-Standard erfolgen. Selbstverständlich kann
die Signalübertragung
auch auf herkömmliche
Art und Weise über
Kabel erfolgen.