DE3623792C1 - Einrichtung zur Feststellung der Personenzahl und Richtung innerhalb eines zu ueberwachenden Raumes oder einer Durchgangsschleuse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Feststellung der Personenzahl und Richtung innerhalb eines zu überwachenden Raumes gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Beim bisherigen Stand der Technik wird die sogenannte "Vereinzelung" bei den bekannten Kontrollsystemen derart zu erreichen versucht, daß einmal der sogenannte Schleusenraum konstruktiv enggehalten bzw. stark begrenzt wird, zum anderenmal der Schleusenraum durch zwei gegenseitig verriegelte Türen abgeschlossen wird oder daß durch Gewichtsprüfung der unerwünschte gleichzeitige Zugang einer zweiten Person verhindert wird. Bekannt sind im erstgenannten Fall die sogenannten drehbaren Sperrgitter, die nur nach Ausweiskontrolle durch einen Ausweisleser funktionsfähig werden. Statt Ausweisen wird z. B. bei Sportgroßveranstaltungen die Eintrittskarte in den Leserschlitz gesteckt. Durch das Tragen einer zweiten Person auf der Schulter sind solche Vereinzelungsanlagen leicht zu täuschen. Schätzungen geben an, daß auf diese Weise zwischen 14 und 18% unberechtigte Personen eindringen.

Handelt es sich bei der Vereinzelungseinrichtung um einen geschlossenen, engen Schleusenraum, so tritt bei einer großen Anzahl von Besuchern Platzangst auf, so daß eine auf diese Art arbeitende Einrichtung schon durch die Firmenpersonalbetreuer abgelehnt wird. Ähnlich ist die Situation bei den bekannten engen Schleusenräumen, die durch zwei Türen abgeschlossen sind, wobei sich nach dem Schließen der Eintrittstür die Ausgangstür automatisch öffnet. Hier tritt erschwerend hinzu, daß der nur schmale Schleusenraum bei Funktionsstörungen, die beispielsweise durch Stromausfall etc. auftreten, zum "Gefängnis" wird, und daher zusätzliche Notrufeinrichtungen, Türöffnungsanlagen, die bei Stromausfall in Tätigkeit treten und ähnliches erforderlich sind.

Wird in den vorgenannten Fällen jedoch der Schleusenraum breiter gemacht, so ist das gleichzeitige Eintreten zweier Personen kein Problem und die Sicherheitseinrichtung sehr leicht zu überwinden.

Bei der Ausführungsform, die eine Vereinzelung mittels Gewichtskontrolle über Trittbretter etc. durchführt, ist die Überlistung durch zwei Personen ebenfalls ziemlich problemlos, denn die vorgegebene Gewichtstoleranz muß sehr hoch gehalten werden, so daß es beispielsweise kein Problem ist, daß zwei schlanke Frauen gleichzeitig eintreten können oder eine erwachsene Person und ein Jugendlicher. Abgesehen davon ist in allen vorgenannten Fällen der technische Aufwand doch sehr erheblich.

Aus der DE-OS 24 42 594 ist eine Einrichtung zur Feststellung der Personenzahl und Richtung innerhalb eines zu überwachenden Raumes bzw. einer Durchgangsschleuse, speziell der Doppeltür eines Fahrzeuges bekannt, bei der wenigstens zwei IR-Sensoren und eine Auswerteeinheit zur Feststellung der Anzahl der passierenden Personen verwendet werden. Zur Detektion wird ein aktives System verwendet, also ein Lichtschrankensystem mit Sendern und Empfängern. Das hat den Nachteil, daß der zu überwachende Raumbereich durch den Sendebereich genau definiert und deshalb relativ leicht umgehbar ist bzw. durch mechanische Begrenzungen klein genug gehalten werden muß, was bei dem beschriebenen Anwendungsbereich aber unproblematisch ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Einrichtungen zur Feststellung der Personenzahl und Richtung so auszubilden, daß eine erhöhte Sicherheit gegen betrügerischen Zugang von Personen erreicht wird, ohne daß der Überwachungsbereich durch Wände zu stark eingeengt werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele abgehandelt und in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1a eine Draufsicht auf einen breiten Durchgang, dessen Türe durch einen beiderseits angeordneten Ausweisleser geöffnet wird,

Fig. 1b eine Draufsicht auf einen breiten Gang, der einen durch zwei Türen verschlossenen Schleusenraum besitzt und jede Türe wird von einem Ausweisleser geöffnet und die jeweilige Eintrittstüre wird automatisch nach Passieren einer Lichtschranke geschlossen,

Fig. 1c eine schematische Ansicht eines Schleusenraumes mit der vorgeschlagenen Sensorvereinzelung,

Fig. 2a ein Diagramm eines Sensorausgangssignals von einem IR-Sensor gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen,

Fig. 2b ein Diagramm der Ausgangssignale verschiedener Situationen wie sie von sogenannten PID-11-Sensoren gebildet werden,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer mit der erfindungsgemäßen Vereinzelung versehenen Sicherheitsanlage,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der vorgeschlagenen Vereinzelungseinrichtung mit Anschluß an die vorhandene oder frei wählbare Sicherheitseinrichtung in einem Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 schematisch eine Schleusenanordnung gemäß der Erfindung mit zwei Schiebetüren.

Der allgemeine Erfindungsgedanke sieht vor, eine sicher arbeitende Vereinzelung für vorhandene Durchgangs-Sicherungssysteme zu schaffen, die nicht mehr an enge Räume gebunden ist. Hierbei soll die Detektion und die Auswertung zuverlässig mit handelsüblichen Komponenten durchführbar sein. Die Integration in vorhandene Zutrittskontrollsysteme ist aufwandslos möglich und an die jeweilige Sicherheitsrelevanz und Benutzerfrequenz anpaßbar. Wesentlich ist hierbei weiterhin, daß die Durchgangsfreigabe von der Auswertung der hier vorgeschlagenen Sensorsignale abhängig gemacht wird.

Hierzu wird vorgeschlagen, daß ein oder mehrere Infrarotsensoren S₁ bis S _n die Abweichungen der Umgebungstemperatur zu einer Körpertemperatur detektieren und die festgestellten Werte einer Auswerteinheit 10 eingegeben werden. Diese Auswerteinheit stellt nun gemäß dem zeitlichen Verlauf der Temperaturänderungen, die sich durch die Gehgeschwindigkeit des Passierenden ergeben und der abgegebenen Energie der IR-Sensoren S₁-S _n unter Berücksichtigung des Sensorabstandes die Anzahl der in der Schleuse oder in dem Durchgang etc. befindlichen Personen fest. Diese von der Auswerteinheit 10 gebildeten Werte werden nun an die - gegebenenfalls schon vorhandene - Zutrittskontrolleinheit zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet.

In den Fig. 1a bis 1c sind verschiedene Anordnungen und Ausführungsbeispiele gezeigt. In Fig. 1a ist ein Durchgangsraum 100 durch eine Türe verschlossen. Diese Türe ist von beiden Richtungen her durch einen sogenannten Ausweisleser 23 a zu öffnen. Soweit ist die Zutrittskontrolle nach dem Stand der Technik gegeben. Nun kann dieser breite Durchgang natürlich von einer größeren Anzahl von Personen gleichzeitig benützt werden, es braucht nur eine Person ihren Ausweis in den Leser einführen und die so freigegebene und geöffnete Türe für nachfolgende Personen offengehalten werden, was generell bei Arbeitsbeginn auch getan wird. Eine wirksame Kontrolle ist hier nicht gegeben. Durch die erfindungsgemäße Vereinzelungseinrichtung ist auch für so eine Anlage eine wirksame Kontrolle möglich, denn nun wird durch die IR-Sensoren jede Person, die in das von ihnen erzeugte Sensorfeld 101 eintritt, registriert. Nun kann die Zutrittskontrolleinrichtung, die das Öffnen der Türe nach dem Ausweisauslesen öffnet, problemlos so programmiert werden, daß eine Türöffnung nicht durchgeführt wird, wenn innerhalb des Sensorfeldes 101 zwei Personen festgestellt werden. Die Ausleuchtung durch die IR-Sensoren S₁, S₂ . . ., d. h. das Sensorfeld, kann nun durch eine entsprechende Anzahl gleicher handelsüblicher IR-Sensoren erfolgen, wobei diese auch in ihrer Lage unterschiedlich zueinander angeordnet sein können. In Fig. 1a sind die Sensoren paarweise hintereinander und quer zueinander (in Durchgangsrichtung gesehen) an der Raumdecke befestigt.

In 1b wird ein abgeschlossener Schleusenraum von zwei hintereinander angeordneten Sensorpaaren ausgeleuchtet. In Fig. 1c ist eine schematische Ansicht gezeigt, die das Passieren einer Person eines von IR-Sensorkeulen ausgeleuchteten Sensorfeldes verdeutlicht. Durch diese oder ähnliche Sensoranordnungen wird nun gleichzeitig auch die Bewegungsrichtung der passierenden Person ermittelt. Durch die Anordnung der nebeneinander bzw. seitlich zueinander liegenden Sensoren ist eine Überlistung der Wärmeabstrahlung verhindert sowie eine Redundanz gegeben.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen in Blockschaltbildern Aufbau und Schaltung der Einrichtung nach der Erfindung mit den vorhandenen Zutrittskontrallsystemen. Die Sensorvereinzelung bzw. deren Auswerteinheit 10 gibt ihr Signal an die Zutrittskontrolleinheit 20, die - im gegebenen Beispiel - von einem Ausweisleser 23 a, 23 b aktiviert wird. Diese Einheit 20 fragt bei der Zutrittskontrollzentrale 21 an, ob der Ausweisbesitzer zum Durchgang berechtigt ist und gibt nach Bestätigung durch die Sensorvereinzelung, daß es sich nur um eine Person handelt, das Öffnungssignal an die Türsteuerung 22- Ist nun eine nicht den Ausweisleser betätigende Person im Sensorfeld 101 vorhanden, so zeigen die Sensoren dies der Zutrittskontrolleinheit 20 an, die das der Zutrittskontrollzentrale 21 meldet, welche ihrerseits diese Tatsache der Sicherheitszentrale mitteilt bzw. Alarm gibt. Das Schaltbild in Fig. 4 dürfte so verständlich sein, daß es keiner weiteren Erläuterung bedarf, insbesondere auch aus dem Grund, weil alle aufgezeigten Bauelemente im Handel frei erhältlich sind.

Zur Auswertung der Sensorsignale ist noch zu erwähnen, daß der Verlauf des Sensorsignals von der zeitlichen Temperaturänderung abhängig ist. Das bedeutet, daß die Geschwindigkeit und die abgegebene Energie aufgrund der Abweichung der Körpertemperatur gegenüber seiner Umgebung erfaßt wird. Als weitere Größen haben die Betriebsspannung und die Entfernung zum Sensor Einfluß und sind als konstante Größen anzusehen.

Die Umgebungstemperatur wird laufend überwacht und zur Berechnung herangezogen. Es kann also aus den räumlichen Gegebenheiten, der Umgebungstemperatur, der Schleusentemperatur, der Körpertemperatur und der Geschwindigkeit ein absolut zuverlässiges Signal erhalten werden, das ein Einschleusen einer zweiten Person weitestgehend unmöglich macht.

Die Fig. 2a zeigt, wie bereits erwähnt, ein Sensorausgangssignal U _A , das einen unveränderten Wert besitzt, wenn keine Personen detektiert werden. Es kann auch gesagt werden:

Die Sensorenausgangssignalspannung U _A = der fest eingestellten Referenzspannung U _R , wenn niemand detektiert wird.

Δ U _A bedeutet in dem Diagramm die Differenzspannung zwischen Umgebungstemperatur und detektierter Personentemperatur. Hierzu ist noch auszuführen, daß ein Objekt mit gleicher Strahlung wie sie die Temperatur der Umgebung aufweist, nur dann detektiert werden kann, wenn der Sensor künstlich auf einer mindestens 5°C abweichenden Temperatur gehalten wird.

Die Fig. 2b zeigt die Parameter für verschiedene Situationen, wobei diese mittels zwei PID-11-Sensoren erzielt worden sind, die im Abstand von 0,5 m zueinander angeordnet waren. Der Abstand der Sensoren bis zur Person betrug ebenfalls ca. 0,5 m.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Schleusenanordnung mit zwei Schiebetüren T 1 und T 2. Für den normalen Betrieb öffnen sich diese Türen nur auf eine bestimmte Weite, so daß ein zusätzlicher Schutz gegen unberechtigtes Passieren gegeben ist.

Um die Türen als Fluchtweg nutzen zu können, sind sie über eine entsprechende Schaltmöglichkeit gleichzeitig auf volle Breite zu öffnen. Die volle Öffnung ermöglicht auch den Transport von sperrigen Gegenständen.

Durch die Erfindung ist nun eine Einrichtung zur Vereinzelung geschaffen worden, die neben der Erfüllung aller Funktionen herkömmlicher Einrichtungen nicht nur ganz wesentlich kostengünstiger hergestellt werden kann, eine höhere Funktionssicherheit aufweist und an nahezu alle bestehenden Sicherheitseinrichtungen und baulichen Gegebenheiten leicht hinzukombiniert werden kann, sondern auch durch das für die unberechtigte Person und ihrem notwendigerweise berechtigten Helfer nicht kalkulierbare Risiko beim Überwindungsversuch, entdeckt zu werden, eine deutlich höhere Abschreckung gegenüber den leicht auszurechnenden herkömmlichen Schleusen und damit mehr Sicherheit gegen unberechtigtes Eindringen bietet.

Ferner kann ohne weiteren Aufwand der unverzichtbare Fluchtweg bzw. ein verbreiterter Transportweg integriert werden.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Feststellung der Personenzahl und Richtung innerhalb eines zu überwachenden Raumes oder einer Durchgangsschleuse,

• - mit wenigstens zwei Infrarotsensoren (S 1-Sn), und
• - mit einer Auswerteinheit (10), der die Signale der Infrarotsensoren (S 1 bis Sn) zugeführt werden, und die unter Berücksichtigung des Sensorabstandes die Anzahl der die Durchgangsschleuse passierenden Personen feststellt und an eine Zutrittskontrolleinrichtung (20) zur weiteren Verarbeitung weiterleitet,
• - dadurch gekennzeichnet,
• - daß die Infrarotsensoren (S 1 bis Sn) die Abweichung der Umgebungstemperatur zur Körperwärme der durchgehenden Personen feststellten, und
• - daß die Auswerteinheit (10) den zeitlichen Verlauf dieser Abweichung, abhängig von der Geschwindigkeit der Personen und der Energie der Infrarotstrahlung erfaßt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei IR-Sensoren (S 1-Sn) in Durchgangsrichtung hintereinander und mindestens zwei Sensoren (S 1-Sn) quer zur Durchgangsrichtung nebeneinander angeordnet sind.