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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung
eines Gefahrenraumes an einem Bahnübergang, an dem eine
Fahrstraße, ein Weg oder ein Platz ein oder mehrere Schienenfahrzeuggleise
kreuzt.
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An
Bahnübergängen besteht eine erhöhte Unfallgefahr.
Um dieser erhöhten Unfallgefahr entgegenzuwirken, werden
Bahnübergänge mit Schranken gesichert. Sofern
sich ein Schienenfahrzeug dem Bahnübergang nähert,
werden die Fahrspuren zur Überquerung des Bahnüberganges
für die Straßenverkehrsteilnehmer durch Schranken
gesperrt. Die heutigen Schranken werden fast ausnahmslos ferngesteuert,
das heißt, dass eine Kontrolle durch eine Aufsichtsperson
nicht gegeben ist. Deshalb kann es passieren, dass an Bahnübergängen
mit solchen angesteuerten Schran ken das Problem auftritt, dass sich
in einem Gefahrenraum Personen, Verkehrsteilnehmer oder sonstige
Objekte befinden, die insbesondere durch die Schranken eingeschlossen
werden. Daraus resultiert der Bedarf, dass gegebenenfalls in dem
Gefahrenraum vorhandene Verkehrsteilnehmer, Fahrzeuge oder Objekte
rechtzeitig erfasst werden und eine Gefahrmeldung oder Besetztmeldung
an eine entfernt liegende Stelle des Bahnüberganges, die
dem Bahnübergang vorgelagert ist, übermittelt
wird.
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Aus
der
DE 196 23 524
A1 geht eine Einrichtung zur Gefahrenraumüberwachung
an einem Bahnübergang hervor, welche eine Videokamera mit nachgeschalteter
Bildauswerteeinheit umfasst, die dazu ausgelegt ist, selbständig
mittels einer Grauwertauswertung der durch die Videokamera vom Bahnübergang
aufgenommenen Bilder Objekte einer vorgegebenen Mindestgröße
zu detektieren, die sich im Gefahrenraum befinden. In Abhängigkeit
der Bildauswertung mittels Grauwertanalyse kann eine Gefahrenraumbesetzmeldung
abgesetzt oder eine Gefahrenraumfreimeldung ausgegeben werden. Im
ersten Fall kann das Schienenfahrzeug durch die Besetztmeldung noch
rechtzeitig vor Erreichen des Gefahrenraumes zum Stehen gebracht
werden, um die Kollision mit einem dortigen Objekt, welches zwischen
den bereits geschlossenen Bahnschranken eingeschlossen ist, zu verhindern.
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Eine
solche Einrichtung zur Überwachung weist den Nachteil auf,
dass bei einer Videokamera die Problematik der Bildtiefenschärfe
besteht, wodurch im Nah- oder Fernbereich, je nachdem, in welchem
Bereich eine unscharfe Bilderfassung erfolgt, die Auswertung der
Bilddaten schwierig oder beeinträchtigt ist. Dadurch kann
eine Überwachung des Gefahrenraumes nicht sichergestellt
werden. Insbesondere tritt dieses Problem bei Nebel, starkem Regen
oder Schnee auf.
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Der
Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Überwachung eines Gefahrenraumes an
einem Bahnübergang bereitzustellen, bei dem das Vorhandensein von
Objekten im Gefahrenraum des Bahnüberganges, insbesondere
im Kreuzungsbereich zwischen der Straße, dem Weg oder dem
Platz und der oder den Schie nengleisen, mit relativ geringem Aufwand zuverlässig
erkannt und gemeldet wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens
sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung
eines Gefahrenraumes an einem Bahnübergang weist den Vorteil
auf, dass durch den Einsatz einer Überwachungseinrichtung
mit zumindest einem Laserscanner und einer diesem nachgeschalteten
Auswerteeinrichtung der Gefahrenraum vollständig und sicher
abgescannt wird und dass unabhängig der Entfernung des
Laserscanners zu einzelnen Bereichen des zu überwachenden
Gefahrenraumes exakte Scannwerte erfasst werden. Dadurch kann eine
sichere Überwachung und Erfassung von sich gegebenenfalls
im Gefahrenraum befindlichen Objekten und/oder Personen, wie beispielsweise
Autos, Fahrräder oder Fußgänger, mit
einem geringen Aufwand ermöglicht werden. Sofern die Auswerteeinrichtung
aus den mit dem Laserscanner erfassten Scannwerten eine Gefahrenraum-Besetztmeldung ermittelt,
wird diese Gefahrenraum-Besetztmeldung umgehend über ein Überwachungssignal
dem Führer des Schienenfahrzeuges gemeldet, das vor dem Bahnübergang
im Schienengleis integriert ist. Dadurch kann der Führer
des Schienenfahrzeugs eine Bremsung einleiten. Alternativ kann auch über
eine Leitzentrale oder ein im Gleis integrierter Kontakt beim Überfahren
des Überwachungskontaktes eine Bremsung eingeleitet werden,
so dass das Schienenfahrzeug noch rechtzeitig vor Erreichen des
Gefahrenraumes abgebremst wird.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass eine Echtzeitauswertung der erfassten Scannwerte durchgeführt
wird. Dadurch wird eine schnelle Überwachung und eine umgehende
Erfassung eines Gefahrenpotentials ermöglicht, wodurch
die Sicherheit erhöht wird.
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Des
Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass bei einer Auswertung der
erfassten Scannwerte und der Ermittlung einer Gefahrenraumfreimeldung gegebenenfalls
vorhandene Ausfahrschranken abgesenkt werden. Dadurch kann der Gefahrenraum des
Bahnüberganges durch Ein- und Ausfahrschranken begrenzt
und abgesperrt sein, bevor der Zug den Bahnübergang passiert.
Anschließend können die Ein- und Ausfahrschranken
gemeinsam angehoben werden.
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Sobald
der Zug den Bahnübergang passiert hat, werden zumindest
die Einfahrschranken vollständig geöffnet und
die Überwachungseinrichtung zurückgesetzt. Sofern
an dem Bahnübergang Ausfahrschranken vorhanden sind, werden
diese ebenfalls geöffnet. Durch das Zurücksetzen
der Überwachungseinrichtung ist die Überwachungseinrichtung für
nachfolgende Überwachungsaufgaben bei einem sich annähernden
Schienenfahrzeug wieder bereitgestellt.
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Die Überwachung
des Gefahrenraumes wird bevorzugt durch zumindest zwei Laserscanner durchgeführt,
die einander gegenüberliegend positioniert sind, so dass
die jeweiligen Scannbereiche sich überlappen und sich zumindest
soweit erstrecken, dass der gegenüberliegende Laserscanner
im Scannbereich liegt. Ein Überdeckungsbereich der zumindest
zwei Scannbereiche bildet eine Auswertefläche, die bevorzugt
zumindest den Gefahrenüberwachungsraum überdeckt.
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Die
einander gegenüberliegenden Laserscanner sind bevorzugt
in einem Eckbereich eines jeweiligen Gefahrenraumes positioniert
und scannen eine Scannfläche in einem Winkel von wenigstens 20°,
vorzugsweise 91° bis 120°, ab. Dadurch liegt der zumeist
quadratisch oder rechteckig ausgebildete Gefahrenraum vollständig
innerhalb der Auswertefläche, die zumindest eine Teilfläche
des Überdeckungsbereiches darstellt. Alternativ kann dadurch eine
parallelogrammförmige Auswertefläche gebildet werden,
die dann erforderlich wird, wenn das Bahngleis und der zu überwachende Übergang
nicht rechtwinklig zueinander verlaufen.
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Nach
einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen,
dass jeweils ein Laserscanner an einem freien Ende einer Ein fahrschranke
befestigt und eine Scannfläche von wenigstens 180° abgescannt
wird. Diese alternative Ausführungsform weist dieselben
Vorzüge wie die vorgenannte Ausführungsform auf.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Auswertefläche im Gefahrenraum durch Referenzpunkte
begrenzt wird, die vorzugsweise nahe oder an Haltevorrichtungen
der Einfahrschranken und jeweils benachbart zur Bildung einer rechteckigen,
parallelogrammförmigen oder quadratischen Auswertefläche
aufgestellt sind. Dadurch kann die Auswertefläche definiert und
begrenzt und von der Auswerteeinrichtung exakt erfasst werden, um
eine schnelle und einfache Auswertung zu ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird des Weiteren erfindungsgemäß durch
eine Vorrichtung zur Überwachung eines Gefahrenraumes an
einem Bahnübergang gelöst. Die Ausgestaltung einer Überwachungseinrichtung
mit zumindest zwei Laserscannern, welchen jeweils eine Auswerteeinrichtung
zugeordnet ist, die in Echtzeit die von einer Auswertefläche
erfassten Scannwerte auswertet, weist den Vorteil auf, dass eine
sofortige Erfassung einer Gefahr im Kreuzungsbereich zwischen Straße
und Schienengleis erfasst wird und ein Bremssignal ausgegeben werden
kann.
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Die
Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in
den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben
und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen
zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder
zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt
werden. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht von oben auf einen Gefahrenraum an einem Bahnübergang mit
einer ersten Ausführungsform von sich überlappenden
Scannflächen und
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2 eine
schematische Ansicht auf einen Gefahrenraum eines Bahnüberganges
mit einer alternativen Scannflächenanordnung der Überwachungseinrichtung
zu 1.
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In 1 ist
schematisch eine Draufsicht auf einen Bahnübergang 11 dargestellt.
Dieser Bahnübergang 11 ist bevorzugt als höhengleicher
Bahnübergang 11 ausgebildet. Eine Fahrstraße 12 kreuzt beispielsweise
ein Schienenfahrzeuggleis 14. Alternativ können
ein oder mehrere Fahrstraßen 12 ein oder mehrere
Schienenfahrzeuggleise 14 kreuzen. Anstelle von Fahrstraßen
können auch Plätze oder Wege oder dergleichen
vorgesehen sein. Ein Gefahrenraum 16, der sich zumindest
aus dem Kreuzungsbereich zwischen der Fahrstraße 12 und
dem Schienenfahrzeuggleis 14 bildet, ist zumindest durch
eine Einfahrschranke 17 begrenzt. Dieser Einfahrschranke 17 ist
ein nicht näher dargestelltes optisches Signal zugeordnet,
welches zur Fahrstraße 12 hin ausgerichtet ist,
um einem herannahenden Verkehrsteilnehmer zu signalisieren, dass
sich demnächst ein Schienenfahrzeug dem Bahnübergang
nähert und ein Absenken der Einfahrschranke 17 beginnen
wird oder bereits eingeleitet ist. Bei manchen Bahnübergängen 11 ist
der Einfahrschranke 17 gegenüberliegend eine Ausfahrschranke 18 vorgesehen.
Der durch die Einfahrschranke 17 und gegebenenfalls Ausfahrschranke 18 auf
jeder Seite des Schienengleises 14 begrenzte Bereich stellt
einen Gefahrenraum dar, der zu überwachen ist.
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Die Überwachung
des Gefahrenraumes 16 erfolgt durch eine Überwachungseinrichtung 21,
welche aus zumindest einer, vorzugsweise zwei oder mehreren, Laserscannern 22 besteht,
denen jeweils eine nicht näher dargestellte Auswerterichtung
zugeordnet ist. Die Auswerteeinrichtungen sind miteinander in einer
gemeinsamen Rechen- und Steuereinheit gekoppelt, um die von den
jeweiligen Laserscannern 22 erfassten Daten beziehungsweise
Scannwerte aufzubereiten, zu verarbeiten und zu ermitteln, ob gegebenenfalls
ein Objekt sich im Gefahrenraum 16 befindet. Die Laserscanner 22 sind
jeweils an einer Haltevorrichtung 24 der Einfahrschranke 17 befestigt
und weisen einen aufeinander zugerichteten Scannbereich 26, 27 auf.
Der Scannbereich 26 des Laserscanners 22 erstreckt
sich bezüglich deren maximalen Entfernung zumindest bis
zum gegenüberliegenden Laserscanner 22. Der Winkelbereich,
durch den der Scannbereich begrenzt ist, beträgt wenigstens
90°. Dadurch wird ein Überdeckungsbereich 25 gebildet.
Zusätzlich wird der Überdeckungsbereich 25 durch
Referenzpunkte 28 markiert, so dass sich daraus eine Auswertefläche 29 bildet.
Die Referenzpunkt 28 können die Schrankenantriebe
oder ähnliche Gegenstände, wie Masten, Abgrenzungspfosten oder
dergleichen sein. Die Referenzpunkte 28 sind nicht auf
die Ausbildung als Lichtzeichen beschränkt. Aus einer solchen
Anordnung ergibt sich folgende Gefahrenraumüberwachung:
Ein
sich an den Bahnübergang 11 annäherndes Schienenfahrzeug
schaltet an einem entfernt zum Bahnübergang 11 und
vor diesem liegenden Einschaltkontakt die Überwachungseinrichtung 21 ein. Anschließend
erfolgt bevorzugt eine Prüfung der Überwachungseinrichtung 21 auf
deren Funktionalität. Gleichzeitig werden die Sicherungseinrichtungen,
wie Lichtzeichen, Schaltrelais und Schranken, geprüft.
Anschließend erfolgt beispielsweise das Einschalten der
Lichtzeichen beziehungsweise Straßensignale auf gelb. Nachfolgend
kann beispielsweise innerhalb von drei bis fünf Sekunden
das Straßensignal auf rot umschalten. Dadurch wird gleichzeitig
die Absenkbewegung der Einfahrschranken 17 gestartet. Zeitgleich
oder versetzt danach erfolgt das Einschalten der Laserscanner 22 und
die Überwachung des Gefahrenraumes 16 durch das
Abscannen der Scannbereiche 26, 27.
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Nach
einer vorbestimmten Überwachungsperiode erfolgt eine Auswertung
der erfassten Scannwerte, die von der Auswertefläche 29 erhalten wurden.
Der Laserscanner 22 scannt dabei den Schwenkbereich 26, 27 ab
und kann beispielsweise 38 Scanns/Sekunde oder mehr Scans/Sekunde durchführen.
Dabei ist eine Echtzeitauswertung bezüglich gegebenenfalls
sich in dem Gefahrenraum 16 befindlichen Objekten ermöglicht.
Sofern sich Objekte in dem Gefahrenraum 16 befinden, wird
eine Gefahrenraum-Belegtmeldung beziehungsweise Gefahrenraum-Besetztmeldung
automatisch ausgegeben und an einen entfernt vom Bahnübergang 11 und vor
diesem liegenden Überwachungskontakt an das herannahende
Schienenfahrzeug ausgegeben, um rechtzeitig eine Bremsung einzuleiten.
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Sofern
beispielsweise an dem Bahnübergang 11 zusätzlich
Ausfahrschranken 18 vorgesehen sind, senken diese sich
bei einer solchen Gefahrenraum-Besetztmeldung nicht ab. Dadurch
kann ermöglicht werden, dass das sich im Gefahrenraum 16 befindliche
Objekt über diese offene Stelle aus dem Gefahrenraum 16 entfernen
kann.
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Sofern
eine Freimeldung des Gefahrenraumes 16 folgt, kann eine
gegebenenfalls vorgesehene Ausfahrschranke 18 ebenfalls
abgesenkt werden. Anschließend wird nochmals bevorzugt
eine Auswertung aller Scannwerte durchgeführt und der Gefahrenraum 16 überprüft.
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Nachdem
das Schienenfahrzeug den Bahnübergang 11 passiert
hat, wird ein Signal ausgegeben, durch welches die Einfahrschranke 17 und
die gegebenenfalls vorhandene Ausfahrschranke 18 geöffnet
und die Überwachungseinrichtung 21 in eine Ausgangsposition
zurückgesetzt werden.
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Vor
dem Beginn einer solchen Überwachung als auch nach einer
erfolgten Überwachung kann ein Selbsttest der Überwachungseinrichtung 21 durchgeführt
werden. Dieser Selbsttest kann gleichzeitig zur Einstellung der
Laserscanner 22 auf die Referenzpunkte 24 dienen
beziehungsweise eine solche Einstellung umfassen.
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In 2 ist
eine alternative Gefahrenraumüberwachungsstrategie zu 1 dargestellt.
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Bei
dieser Gefahrenraumüberwachung sind die Laserscanner 22 beispielsweise
am freien Ende der jeweiligen Einfahrschranke 17 vorgesehen.
In einer abgesenkten Position scannen diese Laserscanner 22 den
Gefahrenraum 16 ab, wobei bevorzugt ein Scannbereich 26, 27 von
wenigstens 180° vorgesehen ist. Daraus ergibt sich wiederum
eine Auswertefläche 29, die durch den Überdeckungsbereich 25 der
Scannbereiche 26, 27 und insbesondere durch Begrenzung
des Überdeckungsbereiches 25 mittels den Referenzpunkten 28 gebildet
wird. Die Durchführung des Verfahrens zur Überwachung
des Gefahrenraumes 16 gemäß 2 erfolgt
in Analogie zu den beschriebenen Verfahren in 1.
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Des
Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass anstelle von zwei
Scannbereichen 26, 27 mehrere Scannbereiche vorgesehen
sind, wobei dementsprechend auch mehrere Laserscanner 22 angeordnet
sind.
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Der
Einsatz von Laserscannern 22 ermöglicht des Weiteren,
dass auch eine erhöhte Aufstellung, beispielsweise in den
Schranken oder separaten Pfosten oder Trägern, ermöglicht
ist. Des Weiteren ermöglichen solche Laserscanner 22 aufgrund deren
geringen Bauteilhöhe verschiedene Einbauarten am Bahnübergang 11.
Darüber hinaus weist der Laserscanner 22 den Vorteil
auf, dass die Größe des jeweiligen Scannbereiches 26, 27 als
auch der Winkelbereich des Scannbereiches 26, 27 flexibel
einstellbar sind, so dass eine solche Überwachungseinrichtung 21 auf
jegliche Gefahrenraumüberwachungen an Bahnübergängen 11 einsetzbar
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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