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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Gefahrenbereichs und ein System zur Überwachung eines Gefahrenbereichs.
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Das Arbeiten an Verkehrswegen wie beispielsweise auf oder an Bahngleisen oder an Verkehrsstraßen stellt eine besondere Gefahr sowohl für die Arbeiter und Maschinen als auch für den Schienen- beziehungsweise Straßenverkehr dar. Im Falle von herannahenden Fahrzeugen, etwa Zügen muss sichergestellt sein, dass die Fahrwege geräumt sind und ausreichend Abstand gehalten wird. Hierfür können menschliche Sicherungsposten in Kombination mit verkabelten akustischen und optischen Anlagen Anwendung finden. Dies ist jedoch aufwändig und fehleranfällig, etwa im Hinblick auf menschliche Sicherungsposten.
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Eine Aufgabe ist es, eine zuverlässige Überwachung eines Gefahrenbereichs zu erzielen.
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Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren beziehungsweise ein System gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Es wird ein Verfahren zum Überwachen eines Gefahrenbereichs angegeben. Ein Gefahrenbereich kann auch in zwei oder mehr Gefahrenzonen unterteilt sein, wobei die Gefahrenzonen zumindest stellenweise aneinander angrenzen oder überlappen oder auch räumlich voneinander getrennt sein können.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Positionen von potentiell in den Gefahrenbereich eintretenden Objekten relativ zu dem Gefahrenbereich ermittelt. Dies erfolgt insbesondere mittels GNSS(Global Navigation Satellite System)-Daten, also mittels Daten eines globalen Navigation Satellitensystems, etwa GPS, Galileo, GLONASS oder des chinesischen Satellitennavigationssystems BeiDou (BDS).
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Der Begriff „Objekt“ bezeichnet sowohl Gegenstände, wie beispielsweise Maschinen oder Fahrzeuge, als auch Personen, etwa Bauarbeiter oder andere Personen, die sich zumindest zeitweise potentiell in dem Gefahrenbereich befinden können. Insbesondere sind sowohl Objekte, die in dem Gefahrenbereich selbst eine Gefahr darstellen können als auch Objekte, die in dem Gefahrenbereich potenziell gefährdet sind, umfasst.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Positionen von mehreren Referenzstationen ermittelt, insbesondere mittels GNSS-Daten. Die Referenzstationen sind zweckmäßigerweise ortsfest relativ zu dem Gefahrenbereich. Durch regelmäßiges Ermitteln der Position der Referenzstationen mittels GNSS-Daten können systematische Fehler der Positionsermittlung zuverlässig erfasst werden und bei der Ermittlung der Positionen der Objekte berücksichtigt werden. Dadurch kann eine besonders hohe Genauigkeit der Positionsermittlung erzielt werden.
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Insbesondere werden die Positionen der Objekte und/oder des Gefahrenbereichs relativ zu den Positionen der Referenzstationen ermittelt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Ortung im Vergleich zu einer direkten Positionsbestimmung eines einzelnen Objekts anhand seiner empfangenen GNSS-Daten alleine.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Warnung ausgegeben, wenn sich ein Objekt in einer Gefahrensituation im Gefahrenbereich befindet. Der Begriff „Gefahrensituation“ bezeichnet hierbei allgemein eine Zeitspanne, in der im Gefahrenbereich eine konkrete Gefährdung besteht oder zu erwarten ist, beispielsweise für den Fall eines herannahenden Zuges.
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In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens werden zum Überwachen eines Gefahrenbereichs die Positionen von mehreren Referenzstationen und von potentiell in den Gefahrenbereich eintretenden Objekten relativ zu dem Gefahrenbereich mittels GNSS-Daten ermittelt, wobei eine Warnung ausgegeben wird, wenn sich ein Objekt in einer Gefahrensituation im Gefahrenbereich befindet.
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Mit dem Verfahren kann durch Lokalisierung unter Verwendung von GNSS-Daten ein Gefahrenbereich mit einer oder mehreren Gefahrenzonen definiert und überwacht werden. Im Vergleich zu einer rein manuellen Vorgehensweise kann mit Vorteil eine automatisierte und deutlich weniger fehleranfällige Überwachung des Gefahrenbereichs erzielt werden. Insbesondere kann mittels der Referenzstationen vorteilhaft eine hohe Robustheit gegenüber zufälligen oder mutwilligen Störungseinflüssen erreicht werden.
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Weiterhin kann die Datenübertragung der an dem Verfahren beteiligten elektronischen Einheiten, etwa der Referenzstationen und der den Objekten zugeordneten Objekteinheiten über Funk erfolgen, so dass die Einrichtung der Überwachung des Gefahrenbereichs mit Vorteil schnell und effizient durchgeführt werden kann.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Gefahrenbereich Teil eines Verkehrswegs, beispielsweise ein Schienenbereich oder ein Straßenbereich. Verschiedene parallel zueinander verlaufende Gleise oder Fahrspuren können beispielsweise einzeln oder in Gruppen eine Gefahrenzone des Gefahrenbereichs bilden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist zumindest eines der Objekte eine Person, wobei die Person mittels einer ihr zugeordneten Warneinheit gewarnt wird, wenn sie sich in einer Gefahrensituation im Gefahrenbereich befinden. Die Warnung kann also spezifisch nur an diejenigen Personen gerichtet werden, die sich in der aktuellen Gefahrensituation in dem Gefahrenbereich aufhalten. Beispielsweise steht eine Warneinheit jeweils in einer insbesondere drahtlosen Datenverbindung zu einer Steuerungseinheit, etwa über Funk.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Gefahrensituation ein sich auf den Gefahrenbereich zu bewegendes Fahrzeug, beispielsweise ein Schienenfahrzeug, etwa ein Zug.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zusätzliche externe Daten für eine Identifizierung einer Gefahrensituation zugeführt. Beispielsweise werden die externen Daten von einer Steuerungszentrale, etwa einer Leittechnik übermittelt, zum Beispiel im Hinblick auf die aktuelle Position der Züge in der Umgehung des Gefahrenbereichs. Alternativ oder ergänzend können weitere externe Daten oder Signale genutzt werden, beispielsweise ein Signal einer Lichtschranke oder eines anderen Sensors oder GNSS-Daten.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden potentiell in den Gefahrenbereich eintretende Objekte jeweils mit einer Objekteinheit versehen. Vorzugsweise halten sich potentiell nur Objekte in dem Gefahrenbereich auf, welche mit einer Objekteinheit versehen sind. Die Objekteinheiten sind insbesondere dazu eingerichtet, GNSS-Daten zu empfangen und an eine Steuerungseinheit zu senden, etwa über eine drahtlose Verbindung, beispielsweise eine Funk-Verbindung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ermittelt die Steuerungseinheit die Position der Objekteinheit anhand von Rohdaten der Objekteinheit und Rohdaten einer Referenzstation oder mehrerer der Referenzstationen mittels Echtzeitkinematik (englisch Real Time Kinematik, RTK). Über Echtzeitkinematik können die Objekte besonders präzise lokalisiert werden. Dadurch kann auch bei vergleichsweise kleinen Gefahrenbereichen oder Gefahrenzonen zuverlässig ermittelt werden, ob sich das fragliche Objekt innerhalb des Gefahrenbereichs beziehungsweise der Gefahrenzone befindet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Objekteinheit an der Steuerungseinheit registriert und die Steuerungseinheit gibt eine Warnung aus, wenn die Objekteinheit nicht mehr erkannt wird. Beispielsweise sendet die Objekteinheit kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen ein Erkennungssignal, mit dem die Steuerungseinheit die Funktionsfähigkeit der Objekteinheit und der Datenübertragung zur Steuerungseinheit verifizieren kann. Ist dies nicht der Fall, kann das zugehörige Objekt mit einer neuen Objekteinheit ausgestattet werden. Die Sicherheit des Verfahrens wird mit Vorteil weiter gesteigert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird anhand der GNSS-Daten der Referenzstationen überwacht, ob das GNSS-Signal gestört oder verfälscht ist. Insbesondere kann überprüft werden, ob beispielsweise eine Störung durch einen das GNSS-Signal überlagernden Störsender (auch als Jamming bezeichnet) oder durch ein Senden eines gefälschten GNSS-Signals (auch als Spoofing bezeichnet) vorliegt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens beträgt ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Referenzstationen zwischen einschließlich 20 m und einschließlich 300 m, insbesondere zwischen einschließlich 20 m und einschließlich 100 m. Beispielsweise bilden drei Referenzstationen ein gleichseitiges oder rechtwinkliges Dreieck. Durch eine entsprechende Anordnung der Referenzstationen entsteht eine fehlertechnisch günstige Konstellation in einem dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystem. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Lokalisierung der Objekte weiter erhöht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden Koordinaten des Gefahrenbereichs durch Bewegen einer Objekteinheit relativ zu den Referenzstationen ermittelt. Beispielsweise kann eine Person die Objekteinheit bei sich tragen und entlang einer äußeren Umrandung des Gefahrenbereichs oder der Gefahrenzonen des Gefahrenbereichs gehen.
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Weiterhin wird ein System zum Überwachen eines Gefahrenbereichs angegeben. Das System eignet sich insbesondere für die Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Im Zusammenhang mit dem Verfahren angeführten Merkmale können daher auch für das System herangezogen werden und umgekehrt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Systems umfasst das System eine Mehrzahl von Referenzstationen. Insbesondere sind die Referenzstationen jeweils zum Empfangen von GNSS-Daten eingerichtet. Beispielsweise weist das System genau drei Referenzstationen oder mehr als drei Referenzstationen auf. Die Referenzstationen sind zweckmäßigerweise im Betrieb des Systems ortsfest relativ zu dem Gefahrenbereich.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Systems umfasst das System eine Steuerungseinheit. Beispielsweise weist eine Referenzstation die Steuerungseinheit auf. Es können auch mehrere oder auch alle Referenzstationen des Systems eine solche Steuerungseinheit aufweisen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Systems umfasst das System eine Mehrzahl von Objekteinheiten, die jeweils zum Empfangen von GNSS-Daten und zur Datenübertragung an die Steuerungseinheit eingerichtet sind, insbesondere zur drahtlosen Datenübertragung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Systems ist die Steuerungseinheit dazu eingerichtet zu ermitteln, ob sich die Objekteinheiten in dem Gefahrenbereich befinden. Dies erfolgt insbesondere anhand der GNSS-Daten der Objekteinheiten und vorzugsweise anhand der GNSS-Daten der Referenzstationen.
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In mindestens einer Ausführungsform des Systems umfasst das System eine Mehrzahl von Referenzstationen, eine Steuerungseinheit und eine Mehrzahl von Objekteinheiten, die jeweils zum Empfangen von GNSS-Daten und zur Datenübertragung an die Steuerungseinheit eingerichtet sind, wobei die Referenzstationen jeweils zum Empfangen von GNSS-Daten eingerichtet sind, und wobei zumindest die Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, anhand der GNSS-Daten der Objekteinheiten und der Referenzstationen zu ermitteln, ob sich die Objekteinheiten in dem Gefahrenbereich befinden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Systems weist das System Warneinheiten auf, die zur Datenübertragung von mindestens einer der Referenzstationen eingerichtet sind und die dazu eingerichtet sind, ein Warnsignal von der Steuerungseinheit zu empfangen und einen von einem Träger der Warneinheit wahrnehmbaren Alarm zu übermitteln. Beispielsweise ist der Alarm akustisch und/oder optisch und/oder taktil wahrnehmbar. Beispielsweise ist die Warneinheit dazu eingerichtet, vom Träger am Körper getragen zu werden, beispielsweise an einem Arm oder einem Bein oder an der Brust. Über die Warneinheiten können einzelne Personen, die sich im Gefahrenbereich befinden, gewarnt werden, ohne dass andere Personen, die sich bereits außerhalb des Gefahrenbereichs befinden, von dem Alarm gestört werden. Die Warneinheit ist beispielsweise zusammen mit der Objekteinheit in ein Gerät integriert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Systems sind die Referenzstationen mobil und zur drahtlosen Kommunikation untereinander und mit den Objekteinheiten eingerichtet. Insbesondere kann die gesamte Kommunikation von räumlich voneinander beabstandeten Einheiten des Systems drahtlos erfolgen. Dadurch wird die Einrichtung des Systems mit Vorteil vereinfacht. Insbesondere kann auf eine aufwendige Verkabelung verzichtet werden.
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Weiterhin können die Referenzstationen beispielsweise bei einem Fortschritt der Bauarbeiten auf einfache Weise verschoben und der Gefahrenbereich neu definiert werden.
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Ferner kann die Position der Referenzstationen und/oder der Objekteinheiten auch genützt werden, um den Fortschritt der Bauarbeiten aus der Ferne zu überwachen, insbesondere in Echtzeit.
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Die oben genannten Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung und die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den entsprechenden Figuren weitergehend erläutert, wobei
- Die 1 ein Ausführungsbeispiel für ein System und ein Verfahren zur Überwachung eines Gefahrenbereichs zeigt; und
- die 2, 3 und 4 jeweils ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Überwachung eines Gefahrenbereichs zeigen.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das System eine Mehrzahl von Referenzstationen 2A, 2B, 2C auf, exemplarisch eine erste Referenzstation 2A, eine zweite Referenzstation 2B und eine dritte Referenzstation 2C.
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Das System und das Verfahren werden nachfolgend exemplarisch für den Fall beschrieben, dass es sich bei dem zu überwachenden Gefahrenbereich 1 um einen Verkehrsweg, insbesondere eine Gleisanlage mit einem ersten Gleis 61 und einem zweiten Gleis 62 handelt. Grundsätzlich eignen sich das System und das Verfahren jedoch auch für andere Verkehrswege, beispielsweise Straßen oder allgemein für die Überwachung von Gefahrenbereichen wie beispielsweise Baustellen.
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Der Gefahrenbereich 1 weist exemplarisch eine erste Gefahrenzone 11 auf, welche dem ersten Gleis 61 zugeordnet ist. Entsprechend ist die zweite Gefahrenzone 12 dem zweiten Gleis 62 zugeordnet. Die beiden Gefahrenzonen überlappen miteinander, können grundsätzlich aber auch voneinander beabstandet sein.
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Potenziell sich in dem Gefahrenbereich 1 aufhaltende Objekte 3 wie Personen 31 oder ein Gegenstand 32, etwa eine Maschine sind jeweils mit einer Objekteinheit 4 versehen. Diese Objekteinheit 4 ist dazu eingerichtet, die GNSS-Daten zu empfangen und als Rohdaten an eine Steuerungseinheit 8 zu übermitteln. Beispielsweise erfolgt die Datenübermittlung drahtlos zu einer oder mehreren der Referenzstationen 2A, 2B, 2C, dargestellt durch einen Pfeil 93.
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Die Referenzstationen 2A, 2B, 2C sind ebenfalls jeweils dazu eingerichtet, GNSS-Daten zu empfangen und an die Steuerungseinheit 8 zu übermitteln. Die Datenkommunikation zwischen den Referenzstationen ist mittels Pfeilen 91 veranschaulicht. Die Steuerungseinheit 8 ist mit einer der Referenzstationen verbunden, beispielsweise mit der ersten Referenzstation 2A. Es können auch mehrere Steuerungseinheiten 8 vorgesehen sein, beispielsweise eine Steuerungseinheit pro Referenzstation.
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Anhand dieser GNSS-Daten berechnet die Steuerungseinheit 8 die Positionen der Objekte 3 relativ zu den Positionen der Referenzstationen 2A, 2B, 2C und kann anhand eines Abgleichs mit dem zuvor definierten Gefahrenbereich 1 ermitteln, ob sich die Objekte in dem Gefahrenbereich 1 befinden.
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Durch eine kontinuierliche Ermittlung der Position der ortsfesten Referenzstationen 2A, 2B, 2C können systematische Fehler der Lokalisierung mittels GNSS-Daten reduziert werden. Dadurch kann eine besonders genaue Lokalisierung der Objekte 3 erreicht werden. So kann auch bei vergleichsweise kleinen Gefahrenbereichen 1 oder Gefahrenzonen 11, 12 zuverlässig überprüft werden, ob sich ein Objekt innerhalb des Gefahrenbereichs beziehungsweise einer der Gefahrenzonen aufhält.
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Weiterhin kann ein Gefahrenbereich 1 auch in vergleichsweise kleine Gefahrenzonen 11, 12 unterteilt werden, wobei den Gefahrenzonen auch unterschiedliche Gefahrenstufen zugeordnet werden können, beispielsweise niedrig, mittel und hoch. Die ausgegebenen Warnungen im Fall einer Gefahrensituation können abhängig von der jeweiligen Gefahrenstufe unterschiedlich sein.
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Wie in 1 veranschaulicht können im Falle einer Gefahrensituation, beispielsweise bedingt durch einen heran nahenden Zug 7, alle Objekte 3, die sich in dem betroffenen Gefahrenbereich 1 oder der betroffenen Gefahrenzone, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in der ersten Gefahrenzone 11, befinden, identifiziert werden.
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Personen 31, die mit einer betroffenen Objekteinheit 4 versehen sind, können in diesem Fall spezifisch gewarnt werden. Hierfür können die Personen 31 mit einer Warneinheit 5 versehen sein. Die Warneinheit 5 kann zusammen mit der Objekteinheit 4 in ein Gerät integriert oder ein von der Objekteinheit separates Gerät sein. Eine Datenübertragung von einer Referenzstation 2A, 2B, 2C, beispielsweise der der Person 31 am nächsten liegenden Referenzstation, ist durch einen Pfeil 92 veranschaulicht. Beispielsweise ist die Warneinheit 5 dazu eingerichtet, den Träger der Warneinheit akustisch, etwa über einen Warnton, optisch, etwa durch ein Lichtsignal und/oder taktil, etwa über ein Vibrationsmuster oder einen Stromimpuls auf die Gefahrensituation aufmerksam zu machen. Beispielsweise ist die Warneinheit 5 ein Gerät, welches die Person am Körper tragen kann, etwa am Handgelenk, am Bein oder am Oberkörper.
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Von der aktuellen Gefahrensituation nicht betroffene Personen 31, beispielsweise Personen die sich außerhalb des Gefahrenbereichs 1 oder außerhalb der ersten Gefahrenzone 11 in der zweiten Gefahrenzone 12 aufhalten, werden im Unterschied hierzu nicht oder zumindest nicht notwendigerweise gewarnt und können ihre Arbeiten ungestört fortführen.
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Zusätzlich können eine oder mehrere globale Warneinheiten vorgesehen sein, die für alle Personen 31 auf der Baustelle wahrnehmbar ist, beispielsweise an einer oder mehrerer der Referenzstationen 2A, 2B, 2C. Dadurch kann beispielsweise eine Warnung ausgegeben werden, wenn das System eine unerwartete Störung erkennt und die Funktionsfähigkeit des Systems nicht gewährleistet ist.
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Im regulären Betrieb des Systems können die Objekteinheiten 4 in regelmäßigen Abständen oder kontinuierlich ein Signal an die Steuerungseinheit senden, um sicherzustellen, dass die Objekteinheit 4 funktionsfähig ist und die Datenübertragung zur Steuerungseinheit 8 erfolgreich stattfindet. Ist dies nicht der Fall, muss die betroffene Objekteinheit oder gegebenenfalls ein Empfänger des Signals der Objekteinheit seitens der Steuereinheit 8 ausgetauscht werden.
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Für die Ermittlung des Eintritts einer Gefahrensituation können zusätzliche externe Informationen verwendet werden, beispielsweise über eine Datenverbindung zu einer Steuerungszentrale 9, etwa der Leittechnik eines Schienennetzes, dargestellt durch einen Pfeil 98. Alternativ oder ergänzend können weitere Sensoren Anwendung finden, beispielsweise eine Lichtschranke 95, um die Ankunft eines Zugs 7 zu signalisieren. Ferner können auch die Züge 7 selbst mit einer Objekteinheit 4 versehen sein.
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Für die Einrichtung der Überwachung des Gefahrenbereichs 1 können eine oder mehrere Objekteinheiten entlang eines Umfangs des Gefahrenbereichs bewegt werden, umso die Koordinaten des Gefahrenbereichs 1, gegebenenfalls mit zugeordneten Gefahrenzonen 11, 12 zu definieren. Mit anderen Worten kann der Gefahrenbereich 1 abgegangen und damit definiert werden.
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Bei Fortschreiten der Arbeiten können der Gefahrenbereich 1 und gegebenenfalls die Gefahrenzonen 11, 12 neu definiert werden. Zweckmäßigerweise werden hierfür auch die mobilen Referenzstationen 2A, 2B, 2C weiter bewegt. Da die Datenübertragung des Systems über Funk erfolgt, ist hierfür keine aufwändige Änderung der Verkabelung des Systems erforderlich.
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Die Änderung der Positionen der Referenzstationen 2A, 2B, 2C kann an die Steuerungszentrale 9 übermittelt werden, so dass der Fortschritt der Bauarbeiten von der Steuerungszentrale aus in Echtzeit überwacht werden kann. Die Datenübertragung zwischen dem System und der Steuerungszentrale ist durch einen Pfeil 98 veranschaulicht.
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Die Anzahl der Referenzstationen 2A, 2B, 2C kann abhängig von der Größe des zu überwachenden Gefahrenbereichs 1 variiert werden, wobei vorzugsweise mindestens drei Referenzstationen vorgesehen sind. Für eine fehlertechnisch besonders günstige Konstellation sind drei Referenzstationen vorzugsweise in einem gleichseitigen Dreieck oder einem rechtwinkligen Dreieck angeordnet. Ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Referenzstationen 2A, 2B, 2C beträgt vorzugsweise zwischen einschließlich 20 m und einschließlich 100 m. Weiterhin bevorzugt sind die Referenzstationen 2A, 2B, 2C so angeordnet, dass sich die zu überwachenden Objekte 3 höchstens in einem Abstand von 100 m zur nächstgelegenen Referenzstation befinden. Beispielsweise befinden sich die zu überwachenden Objekte 3 zumindest überwiegend innerhalb einer von den Referenzstationen 2A, 2B, 2C auf gespannten Fläche. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der Lokalisierung der Objekte 3 weiter erhöht werden.
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Mit der beschriebenen Überwachung eines Gefahrenbereichs 1 mittels Echtzeitkinematik kann weiterhin eine hohe Zuverlässigkeit hinsichtlich zufälliger oder mutwilliger Störungen des Systems aufgrund temporär unzuverlässiger GNSS-Daten erzielt werden. Insbesondere kann anhand des kontinuierlichen Abgleichs der anhand der aktuellen GNSS-Daten ermittelten Positionen beziehungsweise Abstände der Referenzstationen 2A, 2B, 2C mit bei der Initialisierung des Systems ermittelten Positionen beziehungsweise Abstände festgestellt werden, wenn die zur Lokalisierung verwendeten GNSS-Daten nicht zuverlässig sind. Insbesondere können die dreidimensionalen Abstände zwischen den Referenzstationen 2A, 2B, 2C hochgenau und zuverlässig bestimmt werden.
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Auch gegenüber möglichen Fehlerquellen aufgrund von gefälschten GNSS-Daten durch Spoofing kann eine hohe Zuverlässigkeit erzielt werden. Dies wird anhand der 2 bis 4 verdeutlicht.
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Bei dem in 2 dargestellten Beispiel befindet sich die zweite Referenzstation 2B in einem gestörten Bereich 99, so dass für diese Referenzstation 2B eine vermeintliche Position 25 ermittelt wird. Diese vermeintliche Position 25 kann gegenüber der tatsächlichen Position horizontal, vertikal oder in eine beliebige Richtung versetzt sein. Bei einem horizontalen Versatz ändert sich der Abstand zur ersten Referenzstation 2A und/oder zur dritten Referenzstation 2C sowie der Azimut von der ersten Referenzstation 2A zur zweiten Referenzstation 2B beziehungsweise von der dritten Referenzstation 2C zur zweiten Referenzstation 2B. Bei einer vertikalen Kreisbewegung um die Verbindungslinie zwischen der ersten Referenzstation 2A zur dritten Referenzstation 2C handelt es sich um eine Änderung des Zenitwinkels von der ersten Referenzstation 2A zur zweiten Referenzstation 2B beziehungsweise von Referenzstation 2C zu Referenzstation 2B. Dadurch kann die Manipulation aufgedeckt werden und die zu überwachenden Personen können gewarnt werden. Dies ist durch einen Pfeil 94 veranschaulicht.
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In der 3 befinden sich sowohl die zweite Referenzstation 2B als auch die dritte Referenzstation 2C innerhalb des gestörten Bereichs 99. In diesem Fall können die Änderungen im Azimut, im Zenitwinkel und/oder der Strecke von der ersten Referenzstation 2A zu der zweiten Referenzstation 2B oder zu der dritten Referenzstation 2C herangezogen werden, um auf eine Spoofing-Attacke zu schlie-ßen.
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In 4 ist ein Fall gezeigt, bei dem sich alle Referenzstationen 2A, 2B, 2C innerhalb des gestörten Bereichs 99 befinden. In diesem Fall bewirkt die Spoofing-Attacke keine Änderung der relativen Positionen der Referenzstationen 2A, 2B, 2C zueinander und ist so schwerer aufzudecken. Eine derartige Störung ist für die Funktionsfähigkeit des Systems jedoch unkritisch, da die zu überwachenden Personen 31 relativ zu den Referenzstationen 2A, 2B, 2C geortet werden. Die ursprüngliche relative Beziehung der Personen 31 zu dem zuvor definierten Gefahrenbereich 1 bleibt also erhalten, so dass weiterhin zuverlässig ermittelt werden kann, ob sich die Objekte 3 in dem Gefahrenbereich befinden. Es erfolgt lediglich ein globaler Versatz aller ermittelten Positionen relativ zu den tatsächlichen physischen Positionen der Referenzstationen 2A, 2B, 2C und der zu überwachenden Objekte 3.
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Insgesamt kann also eine hochgenaue, vollautomatisierte Überwachung eines Gefahrenbereichs erzielt werden, so dass die Gefahr von Fehlern durch menschliches Versagen, beispielsweise seitens eines Streckenpostens, ausgeschlossen oder zumindest stark reduziert werden kann. Weiterhin zeichnen sich das Verfahren und das System durch eine besonders hohe Robustheit gegenüber zufälligen oder mutwilligen Störungen der empfangenen GNSS-Daten aus.
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Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht maßstabsgetreu. Insbesondere können verschiedene Elemente zur verbesserten Darstellung oder zum verbesserten Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
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Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen detailliert dargestellt und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele und die darin erläuterten konkreten Merkmalskombinationen beschränkt. Weitere Variationen der Erfindung können von einem Fachmann erhalten werden, ohne den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gefahrenbereich
- 11
- erste Gefahrenzone
- 12
- zweite Gefahrenzone
- 2A, 2B, 2C
- Referenzstation
- 25
- vermeintliche Position
- 3
- Objekt
- 31
- Person
- 32
- Gegenstand
- 4
- Einheit
- 5
- Warneinheit
- 6
- Verkehrsweg
- 61
- erstes Gleis
- 62
- zweites Gleis
- 7
- Fahrzeug
- 8
- Steuerungseinheit
- 9
- Steuerungszentrale
- 91, 92, 93, 94
- Pfeil
- 95
- Lichtschranke
- 98
- Pfeil
- 99
- gestörter Bereich
- d
- mittlerer Abstand
