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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ortung von Personen oder Gegenständen in Notfallsituationen, bei dem die Personen oder Gegenstände mindestens eine Sendeeinrichtung tragen, die mit mindestens einem Speicherelement für elektrische Energie gekoppelt ist, das in der Notfallsituation aktiviert wird, so dass die Sendeeinrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird und mindestens ein Signal sendet, das durch mindestens eine Empfangseinrichtung empfangbar ist und anhand dessen der geographische Standort der Sendeeinrichtung bestimmt werden kann, wobei das Signal über ein GSM-Netz gesendet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und die Verwendung dieser Vorrichtung.
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Stand der Technik
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Es kommt in der Schiff- und Luftfahrt immer wieder vor, dass Menschen ein Schiff/Flugzeug freiwillig oder unfreiwillig verlassen müssen. In diesen Situationen werden in aller Regel Schwimmwesten angelegt. Schwimmwesten haben heutzutage aber lediglich die Funktion, die verunglückte Person über Wasser zu halten. Darüber hinaus gibt es für die Verunglückten verschiedene akustische und visuelle Möglichkeiten auf sich aufmerksam zu machen. Diese Möglichkeiten können aber nur dann zum Erfolg führen, wenn sich Hilfeleistende in unmittelbarer Nähe befinden. Häufig müssen die verunglückten Personen aber zunächst geortet werden, um ihnen Hilfe zukommen lassen zu können.
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Aus der
DE 93 02 050 U1 ist beispielsweise eine Rettungsweste bekannt, die mit einem Notfallsender/-empfänger ausgestattet ist, der bei Kontakt mit Wasser mittels eines automatischen Auslösemechanismus' aktiviert wird. Der aktivierte Notfallsender sendet Signale über ein Satellitensystem, die eine Ortung des Notfallsenders und somit das Entsenden von Rettern zum Unglücksort ermöglichen.
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Aus der
DE 197 29 645 A1 ist ferner ein Personen-Notrufsystem bekannt, das tragbare Geräte umfasst, die von den gefährdeten Personen am Körper getragen werden. Jedes Gerät enthält eine Einrichtung zur Bestimmung der aktuellen Position, beispielsweise einen GPS-Empfänger, und eine Einrichtung zur Speicherung einer Personen-bezogenen Identifikation. Beim Absenden eines Notrufes werden diese Daten übertragen, so dass in der Notrufzentrale anhand elektronischer Landkarten die aktuelle Position und Identifikation der den Notruf auslösenden Person sofort ermittelt werden kann und entsprechende Hilfsaktionen eingeleitet werden können.
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Die
US 8 970 382 B2 offenbart ein Sicherheitssystem für Mann-über-Bord-Situationen, bei dem jede zu schützende Person mit einer persönlichen Ausrüstung ausgestattet ist, die zwei Module umfasst. Das erste Modul ist in einen Gürtel integriert und umfasst eine Rettungsweste, die wiederum mit dem zweiten Modul verbunden ist. Das zweite Modul enthält neben Steuerungselementen auch ein GSM-Kommunikationsmodul, ein Bluetooth- oder Zigbee-Modul, einen GPS-Empfänger und eine Sendeeinrichtung.
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Die
EP 1 768 436 A2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern mindestens eines Senders und/oder Empfängers, insbesondere eines Mobilteiles, wie eines PDA's, Pocket-PC's, Smartphones oder Handys, für Navigations-, Ortungs-, Peilungs-, Informations- und Kommunikations-Systeme für Sicherheits- und/oder Notfall-Anwendungen. Die Vorrichtung ist als Sicherheitsmodul ausgebildet und weist mindesten einen Sicherheitsprozessor und eine implementierte Sicherheitsschnittstelle auf, die zur Aktivierung, Steuerung und Kontrolle von Sicherheitsmaßnahmen und sicherheitsrelevanter Funktionen und Elemente durch die Nutzung von Satelliten-Kommunikation in beiden Richtungen mit einem Sender und/oder Empfänger verbunden werden und kommunizieren kann.
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Die Bestimmung des geographischen Standorts einer Person oder eines Gegenstands kann aber auch auf andere Weise erfolgen. Zum Beispiel ist die ungefähre Position eines Mobiltelefons für den Mobilfunkbetreiber durch die permanente Anmeldung am Netz bekannt. Im Bereitschaftsbetrieb (Stand-by) ist sie durch die Zuordnung zur aktuell verwendeten „Location Area“ bekannt. Diese Information wird bei Bewegung des Mobiltelefons regelmäßig aktualisiert und in einer Datenbank („Home Location Register“, HLR) gespeichert. Im Gesprächsbetrieb kann die Position eines Mobiltelefons genauer bestimmt werden, da hier die „Cell-ID“ der aktiven Basisstation bekannt ist.
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GSM-Ortung stellt jedenfalls eine Alternative zum „Global Positioning System“ (GPS) dar, da das mobile Gerät hierzu keine spezifische Ausstattung benötigt. Im Vergleich zur Standortbestimmung mittels GPS ist die GSM-Ortung jedoch meist etwas ungenauer, da die zur Standortbestimmung herangezogenen Signale systembedingte Toleranzen aufweisen und Faktoren wie stark wechselnde Ausbreitungsbedingungen, Topografie des zugrundeliegenden Mobilfunknetzes, geografische Gegebenheiten und Ausstattung des benutzten mobilen Geräts auf das Ergebnis Einfluss nehmen. Der Standort von Gegenständen oder Personen kann aber durch kleine und leichte GSM-Endgeräte festgestellt werden. So können beispielsweise Eltern den Aufenthaltsort ihrer Kinder in Erfahrung bringen oder der Standort eines gestohlenen Fahrrads oder Kraftfahrzeugs kann ermittelt werden. GSM-Ortung wird ferner für verschiedene Dienste wie beispielsweise Routenplaner, Flottenmanagement für Transportunternehmen oder das Wiederauffinden eines Mobiltelefons genutzt. Darüber hinaus ermöglicht GSM-Ortung das schnelle Auffinden von Unfallopfern und kann in der Strafverfolgung als Hilfsmittel der Polizei eingesetzt werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Alarmierung von Hilfeleistenden im Unglücksfall zu verbessern und insbesondere ein Verfahren bereitzustellen, welches im Falle von verunglückten Personen auf See oder in der allgemeinen Schifffahrt bzw. Luftfahrt schnell und zuverlässig Hilfeleistende herbeirufen kann.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei für das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte vorgesehen sind:
- a) Vernetzen von mindestens zwei Sendeinrichtungen, wobei in diesem Netzwerk eine erste Sendeeinrichtung dahingehend priorisiert wird, dass nur diese ein Signal sendet, während eine zweite und optional mindestens eine weitere Sendeeinrichtung jeweils in einen Ruhezustand versetzt werden, und
- b) Aufrechterhalten der Priorisierung der ersten Sendeeinrichtung bis die Kapazität des mit ihr gekoppelten Speicherelements erschöpft ist, und anschließend Priorisieren der zweiten Sendeeinrichtung, so dass diese von dem Ruhezustand in einen Sendezustand versetzt wird und nur noch die zweite Sendeeinrichtung ein Signal oder mehrere Signale sendet.
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Durch die Verwendung von GSM-Netzen in einem Not- bzw. Unglücksfall kann die Position der verunglückten Person oder des verloren gegangenen Gegenstands schnell und zuverlässig ermittelt werden. Wenn beispielsweise auf einem Ozean keine festen Basisstationen in der Nähe sind, können „mobile“ GSM-Netze genutzt werden, beispielsweise von Kreuzfahrtschiffen, welche ein eigenes GSM-Netz bereitstellen. Ein GSM-Netz hat einen darüber hinaus den Vorteil, dass beispielsweise bei einem Flugzeugabsturz auf Land eine Verbindung wesentlich schneller und zuverlässiger hergestellt werden kann als beispielsweise bei Satellitensystemen. Erfindungsgemäß wird bei der Vernetzung von mindestens zwei Sendeeinrichtungen, die sich in räumlicher Nähe befinden, durch 1:1-Kommunikation ausgehandelt, d. h. es wird bestimmt, welche Sendeeinrichtung dahingehend priorisiert wird, das nur diese ein Signal sendet. Die verbleibenden Sendeeinrichtungen werden in einen energiesparenden Ruhezustand („Tief-Standby“) versetzt. Wenn dann beispielsweise die Akkukapazität der aktiven Sendeeinrichtung auf einen Minimalwert sinkt, wird eine weitere Sendeeinrichtung, welche noch eine höhere Akkukapazität aufweist, priorisiert. Dieses Prinzip ermöglicht insgesamt eine wesentlich höhere Sendezeit des Notsignals, weil die Akkukapazitäten der einzelnen Sendeeinrichtungen addiert werden und somit die maximale Laufzeit des Notsignals deutlich verlängert wird.
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„GSM“ („Global System for Mobile Communications“) im Sinne der Erfindung bezeichnet einen Standard für digitale Mobilfunknetze, bei dem die digitalen Daten mit einer Mischung aus Frequenz- und Zeitmultiplexing übertragen werden, wobei Sende- und Empfangsrichtung durch Frequenzmultiplexing und die Daten durch Zeitmultiplexing getrennt werden. Das GSM-Frequenzband wird in mehrere Kanäle unterteilt, die einen Abstand von 200 kHz haben. Bei GSM 900 sind im Bereich von 890-915 MHz 124 Kanäle für die Aufwärtsrichtung (Uplink) zur Basisstation und im Bereich von 935-960 MHz 124 Kanäle für die Abwärtsrichtung (Downlink) vorgesehen. Die mit GSM erzielbaren Reichweiten schwanken stark, je nach Geländeprofil und Bebauung. Im Freien sind bei Sichtkontakt teilweise bis zu 35 km erreichbar.
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Das Speicherelement für elektrische Energie, das beispielsweise eine Batterie oder ein Akkumulator sein kann, wird durch die Aktivierung von einem Ruhezustand in einen Betriebszustand versetzt. In diesem Betriebszustand versorgt das Speicherelement die Sendeeinrichtung, die beispielsweise eine Sendeeinheit und eine Antenne umfassen kann, mit elektrischer Energie, so dass diese eine Verbindung mit einem zur Verfügung stehenden GSM-Netz herstellen kann.
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In einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei vorgesehen, dass die Aktivierung des Speicherelements für elektrische Energie mittels eines Feuchtigkeitssensors bei Kontakt mit Wasser ausgelöst wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Hilfe auch dann herbeigerufen werden kann, wenn die verunglückte Person bewusstlos ist. Alternativ kann die Aktivierung der Speichereinrichtung aber auch manuell mittels einer mechanischen Auslösevorrichtung (z.B. Taste oder Zugschalter) ausgelöst werden.
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Wenn drei oder mehr Sendeeinrichtungen miteinander vernetzt werden, können zusätzlich beispielsweise die folgenden Schritte durchgeführt werden:
- c) Aufrechterhalten der Priorisierung der zweiten Sendeeinrichtung bis die Kapazität des mit ihr gekoppelten Speicherelements erschöpft ist, und anschließend Priorisieren einer weiteren Sendeeinrichtung, so dass diese von dem Ruhezustand in einen Sendezustand versetzt wird und nur noch die weitere Sendeeinrichtung ein Signal oder mehrere Signale sendet, und
- d) Fortsetzen des Verfahrens mit den weiteren Sendeeinrichtungen entsprechend c), bis die Kapazität der Speicherelemente aller Sendeeinrichtungen erschöpft ist.
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Diese Ausführungsform ist besonders in Situation vorteilhaft, in denen mehrere Sendeeinrichtungen, die sich in räumlicher Nähe befinden, ein Notsignal senden.
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In beispielhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner vorgesehen, dass die Bestimmung des geographischen Standorts der Sendeeinrichtung mittels des U-TDOA-, E-OTD- oder GNSS-Verfahrens erfolgt. Beim „Uplink Time Difference of Arrival“ (U-TDOA) - Verfahren wird die Position der Sendeeinrichtung anhand der Laufzeiten der Signale der Sendeeinrichtung zu bestimmten Stellen im GSM-Netz, den sogenannten „Location Measurement Units“ (LMU), ermittelt. Für dieses Verfahren benötigt die Sendeeinrichtung keine spezifische Zusatzausrüstung. Bei den E-OTD- und GNSS-Verfahren wird dagegen eine netz- und geräteseitiger Zusatzausrüstung benötigt. Beim „Enhanced Observed Time Difference“ (E-OTD) - Verfahren wird die Position der Sendeeinrichtung anhand von Laufzeitmessungen von mehreren benachbarten Basisstationen ermittelt, wobei die Laufzeitmessungen von der Sendeeinrichtung durchführt werden. Beim „Global Navigation Satellite System“ (GNSS) - Verfahren wird die Position der Sendeeinrichtung von der Sendeeinrichtung selbst ermittelt und an das GSM-Netz weitergeleitet. Die Sendeeinrichtung bestimmt seine Position dabei beispielsweise mit Hilfe eines beliebigen satellitengestützten Systems zur Positionsbestimmung (GPS, Galileo, GLONASS, QZSS).
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, welche mindestens eine Antenne, die mit mindestens einer Sendeeinheit verbunden ist, und mindestens ein Speicherelement für elektrische Energie, das mit der Antenne und/oder der Sendeeinheit gekoppelt ist, umfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst also eine Empfangseinrichtung, die ihrerseits eine Antenne und eine Sendeeinheit umfasst, und ein Speicherelement, das beispielsweise eine Batterie oder ein Akkumulator sein kann. Das Speicherelement versorgt die Speicheinrichtung mit elektrischer Energie, wobei es zu diesem Zweck mit der Antenne oder der Sendeeinheit (oder beiden) gekoppelt ist.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Antenne zusätzlich mit mindestens einer Empfangseinheit verbunden ist. Diese Ausführungsform ermöglicht auch die Durchführung von Verfahren, bei denen die Sendeeinrichtung ihre Position selbst bestimmt und daher auf das Empfangen von positionsbezogenen Daten, beispielsweise von einem Satellitensystem, angewiesen ist.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Speicherelement mit einem Feuchtigkeitssensor gekoppelt ist, so dass die Sendeeinrichtung auch dann aktiviert werden kann, wenn die verunglückte Person bewusstlos ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise als Bestandteil von tragbaren Gegenständen verwendet werden, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Rettungswesten, Warnwesten, Schwimmwesten, Rucksäcken, Fallschirmen, Gürteln und Schutzhelmen. Die Erfindung betrifft also auch tragbare Gegenstände, wie beispielsweise Rettungswesten, Warnwesten, Schwimmwesten, Rucksäcke, Fallschirme, Gürtel oder Schutzhelme, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet sind bzw. diese als integralen Bestandteil enthalten.
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Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Abbildungen beispielhaft näher erläutert.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in eine Schwimmweste integriert ist.
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Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sobald mindestens eine Sendeeinrichtung 1 (hier symbolisch durch Rettungswesten dargestellt) aktiviert wurde, wird beispielsweise über GPS die Position geortet. Das erfindungsgemäße System stellt selbstständig fest, ob eine Verbindung zu einem GSM-Netz möglich ist. Es ist beispielsweise möglich, dass sich ein Schiff 2, beispielsweise ein Kreuzfahrtschiff, in der Nähe befindet, welches ein GSM-Netz bereitstellt. Es kann aber auch von einer Basisstation 3 auf dem Festland ein GSM-Netz verfügbar sein. Falls kein GSM Netz erreichbar ist, weicht das System auf einen Satellitenkommunikationsweg (Satelliten 4), beispielsweise Iridium, aus. Wenn eine Verbindung zum GSM-Netz hergestellt ist, wird per Datenkommunikation die Position des Verunglückten an eine Leitstelle übertragen. Die Leitstelle übernimmt die Koordination der Hilfskräfte und deren Entsenden an den Unglücksort bzw. den Standort des Verunglückten.
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Bei Aktivierung des Systems sendet eine Sendeeinrichtung 1 kontinuierlich die Positionsdaten an die Leitstelle. Da das Senden der Positionsdaten die Akkukapazität sinken lässt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich mehrere Sendeeinrichtungen 1 den Hilferuf „teilen“. Wenn mehrere Sendeeinrichtungen 1 in unmittelbarer Nähe sind, sendet zunächst eine erste Sendeeinrichtung kontinuierlich die Position, bis die Akkukapazität erschöpft ist, Wenn die Akkukapazität erschöpft ist, wird das Senden auf eine zweite Sendeeinrichtung übertragen. Dieses Prinzip kann mit allen aktivierten Sendeeinrichtungen in unmittelbarer Nähe fortgesetzt werden. Es wird also praktisch mittels einer 1:1-Kommunikation bestimmt, welche Sendeeinrichtung 1 dahingehend priorisiert wird, das nur diese ein Signal sendet. Die verbleibenden Sendeeinrichtungen werden in einen energiesparenden Ruhezustand („Tief-Standby“) versetzt. Wenn dann beispielsweise die Akkukapazität der aktiven Sendeeinrichtung auf einen Minimalwert sinkt, wird eine weitere Sendeeinrichtung, welche noch eine höhere Akkukapazität aufweist, priorisiert. Dieses Prinzip ermöglicht insgesamt eine wesentlich höhere Sendezeit des Notsignals, weil die Akkukapazitäten der einzelnen Sendeeinrichtungen 1 addiert werden und somit die maximale Laufzeit des Notsignals der Sendeeinrichtungen 1 in ihrer Gesamtheit deutlich verlängert wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine Sendeeinrichtung 10 umfasst, welche in eine Schwimmweste 11 integriert ist. Die Aktivierung des Notrufs erfolgt bei Wasserkontakt indem der Feuchtigkeitssensor 12 ausgelöst bzw. der Notruftaster betätigt wird. Die Sendeeinrichtung 10 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Sende-/Empfangseinheit 13, eine GSM-Antenne 14, eine Satelliten-Antenne 15 und eine GPS-Antenne 16. Die Sende-/Empfangseinheit 13 ist jeweils mit den Antennen 14, 15, 16 verbunden und umfasst in diesem Ausführungsbeispiel auch einen Akkumulator (hier nicht dargestellt), der die Sende-/Empfangseinheit 13 mit elektrischer Energie versorgt. Die gesamte Vorrichtung ist wasserdicht in die Schwimmweste 11 integriert. Das System wird über den Akkumulator mit Strom versorgt, welcher lediglich im Unglücksfall aus einem tiefen Standby „aufgeweckt“ wird. Der Akkumulator kann erfindungsgemäß die Funktion der Sendeeinrichtung 10 für mehrere Jahre aufrechterhalten.
