DE4306773A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Seenotrettung über Bord gefallener Personen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Seenotrettung über Bord gefallener Personen nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Viele schwere Seeunfälle bestehen darin, daß eine Person über Bord eines Berufs- oder Sportschiffes fällt und nicht recht­ zeitig wieder aufgefunden werden kann (Zeitschrift YACHT, Nr. 10, 6.5.92, S. 8, "Mann im Kanal verloren"). Besonders an­ gesichts der unter ungünstigen Umständen sehr kurzen Überle­ bensdauer von Menschen im Wasser ist es anzustreben, die Zeitspanne zwischen Über-Bord-Fallen und Wiederaufnahme der Person durch Einsatz technischer Mittel zu minimieren.

Zur Verbesserung der Sichtbarkeit von im Wasser treibenden Personen sind Markierungsbojen gebräuchlich, welche mit Flag­ gen, Reflektoren etc. versehen sind und nach dem Unfall manu­ ell außenbords geworfen werden. Dieser Vorgang erfolgt häufig zu spät oder überhaupt nicht, zudem sind bei schlechter Sicht (Gischt, Nebel, Seegang) selbst mit Blitzleuchten ausgestat­ tete Gegenstände nicht mehr zu orten. Auch Radarreflektoren geben bei Gischt und hohem Seegang keine brauchbaren Radar­ echos.

Gängige Funk- bzw. Satelliten-Navigationsempfänger (Decca, Loran-C, GPS) verfügen über sogenannte "Mann-über-Bord"-Funk­ tionen. Nach Drücken der entsprechenden Taste wird der Kurs und die Entfernung zur Unglücksstelle angezeigt. Das Betäti­ gen der Taste erfolgt häufig zu spät oder überhaupt nicht. Ein Wiederauffinden der Person ist jedoch selbst bei schnel­ ler Reaktion nur bei guter Sicht möglich, da die Systemgenau­ igkeit etwa bei 100 m Abweichung liegt (GPS, durch US-Behör­ den abschaltbar, Modus: zivile Nutzung) und Abdrift sowie Stromversatz nicht berücksichtigt werden.

Automatische, auf der Aussendung von Funksignalen basierende Alarmierungsvorrichtungen sind bekannt aus der DE-OS 39 35 145 und der DE-OS 36 00 802. Diese Vorrichtungen signalisie­ ren der Besatzung, daß eine Person über Bord gefallen ist und können z. T. selbständig Rettungsleinen, -westen etc. frei­ geben.

Für diese Zwecke sind jedoch keine Frequenzbänder internatio­ nal reserviert, so daß Störungen und Fehlauslösungen nicht ausgeschlossen sind. Ferner befindet sich die Sendeantenne auf Höhe der Wasseroberfläche (evtl. zeitweise darunter), so daß die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen durch das Wasser bzw. die Gischt sehr stark beeinträchtigt werden kann. Deswegen und weil die Sendeantenne zwangsläufig ihre räumli­ che Ausrichtung (und damit die Polarisationsebene der Funk­ signale) ständig ändert, erscheint die Möglichkeit einer zu­ verlässigen Funkpeilung fragwürdig. Die Sendegeräte haben et­ wa die Größe eines Handfunkgerätes.

Automatische, auf der Unterdrückung von Funksignalen im Un­ glücksfall basierende Alarmierungsvorrichtungen sind bekannt aus der DE 38 15 611 und der US 4 549 169. Vorrichtungen die­ ser Art können systembedingt nicht zu Ortungszwecken verwen­ det werden. Während des Überwachungsbetriebes verbraucht der Sender Energie, Batterieausfall führt zur Alarmauslösung.

Automatische, auf der Aussendung von hydroakustischen Signa­ len basierende Alarmierungsvorrichtungen sind bekannt aus der US 4 305 143. Die Ortung der verunglückten Person durch tech­ nische Mittel ist nicht vorgesehen. Bei schlechten Sichtver­ hältnissen sowie langen Stoppwegen (von größeren Schiffen) wird das Wiederauffinden der Person verzögert oder unmöglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereit­ zustellen, welche die diskutierten Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen vermeidet und so die Sicherheit von Menschen auf dem Wasser erhöht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle gefährdeten Personen an Bord des Schiffes einen Unterwasser- Schallgeber kleiner Baugröße mit sich führen, welcher nach dem Eintauchen unter die Wasseroberfläche automatisch hydro­ akustische Signale aussendet. Diese Signale werden nach dem Über-Bord-Fallen einer Person von am Schiff installierten Un­ terwasser-Mikrophonen aufgefangen und von einem Zentralgerät weiterverarbeitet. Das Gerät überwacht ständig die ange­ schlossenen Mikrophone und veranlaßt im Unglücksfall die Was­ serung einer Markierungsboje, die Alarmierung der Besatzung, die Durchführung von Peilungen, deren Anzeige sowie ggf. wei­ tere Maßnahmen. Die Markierungsboje ist mit einem Unterwas­ ser-Schallgeber ausgestattet, welcher erheblich leistungs­ stärker und weiterreichender als der von der Person mitge­ führte ist und welcher nach der Wasserung zu senden beginnt. Die Boje ist so konstruiert, daß sie optisch gut wahrnehmbar ist und die gleiche Abdriftgeschwindigkeit wie die treibende Person besitzt. Die Peilungs-Anzeigen an Bord weisen die Richtung und ungefähre Entfernung zur Markierungsboje. Im Nahbereich werden zusätzlich Richtung und ungefähre Entfer­ nung zum Schallgeber der Person angezeigt.

Die Peilungen (vorzugsweise durch Laufzeitdifferenz-Bestim­ mungen) sind völlig unabhängig von elektromagnetischen Stör­ einflüssen und Witterungsbedingungen durchführbar.

Aufgrund der Aufgabenteilung zwischen personengebundenem Schallgeber (Alarmierung und Ergänzen der Nahbereichsortung) und Markierungsboje (Ermöglichen der Fernbereichsortung) läßt sich eine große Ortungsreichweite mit einem kleinem, komfort­ abel mitführbaren Schallgeber vereinbaren.

Weder die personengebundenen Schallgeber noch die Markie­ rungsboje verbrauchen Energie, solange kein Unglücksfall ein­ tritt. Sie sind daher permanent einsatzbereit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden Text und in den Fig. 1 bis 4 dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine über Bord gefallene Person, deren vorzugs­ weise in Wadenhöhe getragener Unterwasser-Schallgeber (1) durch das Eintauchen in das Wasser aktiviert wurde. Das kann beispielsweise durch einen auf hydrostatischen Druck reagie­ renden Schaltkontakt geschehen.

Die Schallsignale werden von Unterwasser-Mikrophonen (3) emp­ fangen, was nach der Verarbeitung durch ein Zentralgerät (Fig. 3, (5)) zur (beispielsweise elektromechanischen) Frei­ gabe der Markierungsboje (2) führt. Die Schallsignale beste­ hen vorzugsweise aus gepulsten Wellensequenzen (Pulsfolge ca. 3 Hz), um bei geringem mittlerem Energieverbrauch hohe Spit­ zenleistungen zu erzielen. Es ist unmittelbar zu erkennen, daß an Sendereichweite und -dauer des personengebundenen Schallgebers (1) keine hohen Anforderungen gestellt werden brauchen, so daß das Gerät sehr kompakt, leicht und bequem tragbar gehalten werden kann.

Die Markierungsboje (2) befindet sich in Fig. 1 noch in ihrer Halterung an Bord des Schiffes.

In Fig. 2 ist die gewasserte Boje (2) dargestellt, welche au­ tomatisch ihren leistungsstarken Unterwasser-Schallgeber (4) an einem Kabel auf eine größere Wassertiefe abgesenkt hat. Durch diese Maßnahme wird die Sendereichweite der Boje gesi­ chert bzw. verbessert, da eine eventuelle Schallabsorption durch stark mit Luftblasen durchsetztem Oberflächenwasser vermieden wird. Diese Tiefe kann an der Boje (2) voreinge­ stellt werden. Ihre Aktivierung kann gleichfalls über einen auf hydrostatischen Druck reagierenden Schaltkontakt erfol­ gen.

Im Inneren der Markierungsboje (2) werden Energieversorgung und Signalerzeugung für den Schallgeber (4) untergebracht. Auch dessen Signale bestehen vorzugsweise aus gepulsten Wel­ lensequenzen, wobei zur Unterscheidung andere Trägerfrequen­ zen als beim Schallgeber (1) verwendet werden. Eine Pulsfolge von ca. 3 Hz reicht für eine quasi-kontinuierliche Peilung durch das Schiff völlig aus.

Die Schallgeber (1) und (4) sowie die Mikrophone (3) werden vorzugsweise durch piezoelektrische Elemente (ähnlich Echo­ lot-Schwingern) realisiert. Deren Eigenschaften (speziell de­ ren Resonanzfrequenzen unter Wasser) werden bei der Wahl der Trägerfrequenzen vorteilhaft berücksichtigt. Frequenzen, die von Schiffsmaschinen und Echoloten erzeugt werden, sind dabei zu vermeiden. Die Schallausbreitung soll in alle Richtungen erfolgen.

In Fig. 3 ist beispielhaft eine mögliche Anordnung der Unter­ wasser-Mikrophone (3) gezeigt. Diese müssen so plaziert wer­ den, daß ein Austauchen aus dem Wasser durch Rollen und Stampfen des Schiffes weitgehend ausgeschlossen ist. Außer zum Empfang des Alarmierungssignals dienen die Mikrophone (3) zum Ermitteln der Richtungen und ungefähren Entfernungen zu den Schallgebern (1) und (4), d. h. zur verunglückten Person. Zu diesem Zweck ist vorzugsweise die Messung der Laufzeitdif­ ferenzen der einzelnen Schallpulse anzuwenden. Aus den gemes­ senen zeitlichen Unterschieden im Empfang eines Schallpulses durch die verschiedenen Mikrophone wird im Zentralgerät (5) hardware- oder softwaremäßig die Richtung der Schalleinstrah­ lung bestimmt (Bsp.: Das Bug-Mikrophon empfängt einen Schall­ puls eines in Fahrtrichtung voraus liegenden Senders (1), (4) früher als die Mittschiffs-Mikrophone). Die gemessene Inten­ sität der Schalleinstrahlung bzw. deren Gradient bei der An­ näherung lassen Rückschlüsse auf die Entfernung der Schall­ quellen (1) und (4) zu.

In Fig. 4 ist ein Anzeige-Gerät (6) für die Peilungs-Richtun­ gen zu den Schallgebern (1), (4) und die gemessenen Signal- Intensitäten dargestellt. Anzeige (10) zeigt beispielhaft, daß die Markierungsboje (2) backbord (links) voraus treibt, Anzeige (8) daß die gemessene Signalintensität recht hoch ist, d. h. die Entfernung ist gering. Auch die Signale des schwächeren personengebundenen Schallgebers (1) werden be­ reits mit geringer Intensität (Anzeige (7)) empfangen. Nach Anzeige (9) befindet sich die verunglückte Person ebenfalls im "Backbord-voraus"-Sektor, also wie erwartet in Nähe der Boje (2).

Alle Anzeigen werden vom Zentralgerät (5) aus gesteuert und dienen der Information der Besatzung. Werden keine Schallsig­ nale empfangen, so erfolgen keinerlei Anzeigen.

Ein weiteres Gerät mit Anzeigen ähnlich (10) und (8) kann eingesetzt werden, um nach Anspruch 15 auf Richtung und In­ tensität von Fahrtgeräuschen anderer Schiffe hinzuweisen.

Claims (19)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Seenotrettung über Bord ge­ fallener Personen, dadurch gekennzeichnet, daß die in Seenot befindliche Person mittels eines mitgeführten Unterwasser- Schallgebers hydroakustische Signale aussendet, welche bei Empfang an Bord die Wasserung einer Markierungsboje auslösen, die ihrerseits mit einem Unterwasser-Schallgeber größerer Reichweite ausgerüstet ist. Das Schiff verfügt über eine dar­ auf abgestimmte Peileinrichtung.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Sendedauer und -reichweite der Unterwasser- Schallgeber durch Verwendung pulsartiger Signale vergrößert werden.

3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Peilverfahren die Bestimmung der Laufzeit­ differenzen der Schallsignale verwendet wird.

4. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Peilung Unterwassermikrophone mit Richt­ charakteristik verwendet werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Peileinrichtung eine Empfangs-Selektivität besitzt, wel­ che Reaktionen auf Störschall ausschließt.

6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vom bordseitigen Zentralgerät nach Alarmempfang weitere voreinstellbare Aktionen ausgelöst werden können, die der Rettung der verunglückten Person dienlich sind.

7. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom bordseitigen Zentralgerät nach Alar­ mempfang die Freigabe von Treibankern ausgelöst wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bordseitige Zentralgerät mit Selbsttestfunktionen verse­ hen ist, welche eine Funktionsüberprüfung des gesamten Sy­ stems ohne realen Unglücksfall ermöglichen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom bordseitigen Zentralgerät fernauslösbaren Freigabe­ einrichtungen für die Markierungsboje und eventuelle weitere Gegenstände auch von Hand auslösbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungsboje zusätzlich mit Blitzleuchte, Dauerlicht, Reflexstreifen und Radarreflektor ausgestattet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Person mitgeführte Schallgeber im Überwachungsbe­ trieb keine oder so wenig Energie verbraucht, daß seine Ein­ satzdauer ohne Batteriewechsel mindestens 1 Monat beträgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungsboje im Ruhezustand keine oder so wenig Ener­ gie verbraucht, daß ihre Einsatzdauer ohne Batteriewechsel mindestens 1 Monat beträgt.

13. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die gefährdeten Personen mehrere unabhängi­ ge Unterwasser-Schallgeber mitführen, um redundante Alarmaus­ lösung zu erreichen.

14. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schiff ein oder mehrere für Alarmierung und/oder Peilung verwendete Unterwasser-Mikrophone an einem Kabel nachschleppt.

15. Vorrichtung zur Ortung maschinengetriebener Wasserfahr­ zeuge, dadurch gekennzeichnet, daß ein bordseitiges Zentral­ gerät über Funktionen verfügt, mittels mehrerer Unterwasser- Mikrophone die Peilungsrichtung zu Fahrtgeräuschen anderer, in der Nähe befindlicher Schiffe festzustellen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das bordseitige Zentralgerät bei gefährlicher Annäherung von Fahrtgeräuschen anderer Schiffe Kollisionswarnung gibt.

17. Vorrichtung zur Seenotrettung über Bord gefallener Per­ sonen, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Unterwasser- Schallgebern ausgestattete Markierungsboje nach ihrer Wasse­ rung mindestens einen Schallgeber automatisch in eine größere Wassertiefe absenkt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenktiefe des Schallgebers variabel und vorwählbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 und 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Peileinrichtung über Funktionen verfügt, die Schallausbreitungsgeschwindigkeit im Wasser mittels Test­ signalen zu messen und eine Kalibration durchzuführen.