EP2527227A2 - Gefahrenraumüberwachung - Google Patents

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Publication number
EP2527227A2
EP2527227A2 EP12169529A EP12169529A EP2527227A2 EP 2527227 A2 EP2527227 A2 EP 2527227A2 EP 12169529 A EP12169529 A EP 12169529A EP 12169529 A EP12169529 A EP 12169529A EP 2527227 A2 EP2527227 A2 EP 2527227A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
acoustic
acoustic sensor
road
evaluation unit
road object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12169529A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2527227A3 (de
Inventor
Michael Meyer zu Hörste
Markus Pelz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Publication of EP2527227A2 publication Critical patent/EP2527227A2/de
Publication of EP2527227A3 publication Critical patent/EP2527227A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L29/00—Safety means for rail/road crossing traffic
    • B61L29/24—Means for warning road traffic that a gate is closed or closing, or that rail traffic is approaching, e.g. for visible or audible warning
    • B61L29/28—Means for warning road traffic that a gate is closed or closing, or that rail traffic is approaching, e.g. for visible or audible warning electrically operated
    • B61L29/30—Supervision, e.g. monitoring arrangements

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring a hazard area located within a road, the road being divided from the danger area into a first road section and into a second road section.
  • a danger area located in a street may be a level crossing that divides the street into a first street section and a second street section.
  • Road objects such as vehicles or pedestrians, must traverse the danger area as they move from the first road section toward the second road section or vice versa.
  • level crossings regardless of whether this is technically secured or not, there is a risk of collision with a rail vehicle while crossing the danger zone, which can lead to serious accidents.
  • Level crossing secures and after crossing the rail vehicle releases the level crossing again, so-called "call barriers" are widespread, which represent a dependent type of securing these technically secured level crossings.
  • the level crossing is basically closed, i. he is basically technically secured.
  • an operator In the case of a crossing requirement on the part of a road vehicle or, for example, also a pedestrian, an operator must be contacted accordingly via an intercom system which then opens the level crossing. After passing through the level crossing and thus the danger area, the operator must be contacted again on the opposite side, so that he can again secure or close the level crossing. If no feedback is given to the operator, he can not technically secure the level crossing, as there would be a danger that the route object, which wanted to cross the level crossing, remains in the danger area and is enclosed therein.
  • At least one first acoustic sensor and at least one second acoustic sensor be arranged on the danger zone so that they can receive acoustic signals.
  • the at least two acoustic sensors are connected to an evaluation unit - wired or wireless - for determining a first acoustic signal of a road object with the first acoustic Sensor and for determining at least a second acoustic signal of the road object is formed with the second acoustic sensor.
  • a plurality of acoustic signals can then be determined, for example, if the danger area, which it is to be monitored, has been cleared of the street object or if the street object is still within the danger zone located.
  • the evaluation unit is thus set up to monitor the danger area such that a clearing state of the danger area can be detected.
  • the correlation of the acoustic signals can be done, for example, taking into account the signal level of the detected acoustic signals of the road object. If the acoustic sensors are arranged, for example, at a distance from one another at the danger zone, the signal level of the individual acoustic signals can be ascertained by swelling or swelling, at which level the road object is located, whereby it can then be determined with the aid of the evaluation unit that this is safe Road object has safely left the danger zone or not.
  • the first acoustic sensor is arranged in the immediate vicinity of the second acoustic sensor.
  • the two sensors first and second acoustic sensor
  • a binaural microphone unit which is also used in the so-called artificial head method, can be determined from the correlation of the two acoustic signals, a so-called direction vector pointing in the direction of the acoustic signal source, ie the road object.
  • the evaluation unit can now determine whether the road object is located in front of the danger area, is located directly in the danger area or has completely left the danger area.
  • the monitoring of the danger zone can be carried out reliably such that a clearing state of the danger zone can be reliably detected.
  • the device further comprises a third acoustic sensor and a fourth acoustic sensor, each of which is set up to record acoustic signals and are in signal communication with the evaluation unit.
  • the evaluation unit is then designed to determine a third acoustic signal of the road object with the third acoustic sensor and to determine a fourth acoustic signal of the road object with the fourth acoustic sensor, wherein the monitoring of the danger zone now takes place as a function of a correlation of all acoustic signals.
  • the first and the second acoustic form a first binaural microphone unit
  • the third and the fourth acoustic sensor form a second binaural microphone unit.
  • the first binaural microphone unit is arranged at a distance from the second binaural microphone unit at the danger area, so that a direction vector can be calculated for each binaural microphone unit.
  • the recognition rate of the road objects and their location can be significantly determined, so that it is safe to deduce the state of evacuation of the danger area by the road object.
  • the entry into the danger zone from the first road section and the leaving of the danger zone in the direction of the second road section can be reliably determined, for example by means of the direction vectors.
  • a motion vector of the road object can be determined on the basis of the two direction vectors, so that the danger zone is also monitored on the basis of such a motion vector can.
  • the evaluation unit for determining an acoustic signature of the road object is set up from the determined acoustic signals.
  • the road object from the acoustic signals can be clearly identified, so that thereby the entry and exit of the road object from the danger zone can be determined by the acoustic signature.
  • This is particularly advantageous when there are several road objects in the surveillance area. The monitoring of the danger zone thus continues to take place in dependence on the acoustic signature by the evaluation unit.
  • the evaluating unit is signal-technically connected to the technical safety system of the level crossing in the case of a level crossing as a danger area and is set up such that the level crossing can be technically secured as a function of the monitoring. So it is conceivable, for example, that after crossing a street object through the danger area and thus the removal of the danger area, the evaluation unit controls the security system such that it secures the level crossing technically again. The security of the danger zone or the railroad crossing can then be done automatically because it was previously determined that the road object is no longer in the danger zone.
  • road is not to be understood as limiting in the present invention and means any driveway drivable by a corresponding vehicle.
  • FIG. 1 schematically shows the device according to the invention at a level crossing railroad crossing.
  • a rail line 1 crosses a road 2.
  • the danger area 3 which is secured by means of a technical security system 4 when approaching a rail vehicle against crossing the danger zone 3.
  • the danger area 3 divides the road 2 into a first road section 2a and a second road section 2b.
  • first binaural microphone unit 5a On one side of the danger zone is a first binaural microphone unit 5a and on the opposite second side of the danger zone 3, a second binaural microphone unit 5b is arranged.
  • the first binaural microphone unit 5a in this case comprises a first acoustic sensor 6a 1 and a second acoustic sensor 6a 2 , which are aligned parallel to the road 2, but in each case in the opposite direction.
  • the second binaural microphone unit 5b then correspondingly comprises a third acoustic sensor 6b 1 and 6b 2 a fourth acoustic sensor, said second binaural microphone unit is oriented in the same manner as the first binaural microphone unit 5a 5b.
  • the two binaural microphone units 5a and 5b are connected to a corresponding evaluation unit 7, which is designed to receive the recorded acoustic signals by the acoustic sensors.
  • the evaluation unit 7 can also be arranged in the individual binaural microphone units 5a and 5b and thus operate independently.
  • the acoustic noise emitted by the vehicle 8 can be correspondingly detected by the acoustic sensors 6a 1 , 6a 2 , 6b 1 and 6b 2 .
  • the acoustic sensors 6a 1 , 6a 2 , 6b 1 and 6b 2 As a result of the different orientation of the acoustic sensors on the binaural microphone units 5a and 5b, it can thus be determined from the correlation of the acoustic signals of the individual acoustic sensors whether the vehicle 8 is located in the danger zone or in the first or second road sections lying in front of it.
  • the binaural microphone unit 5a due to the different acoustic signals that have been recorded by the acoustic sensors 6a 1 and 6a 2 , determine a direction vector RV 1 , which shows starting from the binaural microphone unit 5a in the direction of the vehicle 8.
  • a corresponding movement vector BV can be determined during a movement of the vehicle 8, which points in the direction of movement of the vehicle 8.
  • the evaluation unit 7 determines whether the vehicle 8 is located in the first road section 2a, in the danger zone 3 or in the second road section 2b. Only when that Vehicle 8 is not located in the danger zone 3 more, and the motion vector does not point in the direction of the danger zone 3, can be concluded on the complete removal of the danger zone 3, whereupon, for example, the level crossing can be technically secured again. About an acoustic signature of the vehicle 8, this remains always identifiable.
  • FIG. 2 shows by way of example the angular curves W1 and W2 of the two directional vectors RV 1 and RV 2 when the vehicle 8 travels from the first road section 2 a via the danger zone 3 into the second road section 2 b.
  • the determined angle of the angle profile W1 associated with the directional vector RV 1 continuously increases with the movement of the vehicle 8. If the angle has reached approximately 90 °, then the vehicle 8 is located at the level of the binaural microphone unit 5a and is therefore about to enter the danger zone 3. While the vehicle 8 crosses the danger zone 3, the angle profile W1 continues to increase.
  • the angle profile W2 of the directional vector RV 2 of the binaural microphone unit 5b also increases, wherein the angle profile W2 leaves the danger zone at an angle of 90 °. This means that the vehicle 8 is then at the level of the second binaural microphone unit 5b, so that it has now left the danger zone 3.
  • FIG. 3 shows the individual level curves P1 to P4 of the individual acoustic sensors 6a 1 , 6a 2 , 6b 1 and 6b second
  • the level profile P1 refers to an acoustic signal which has been recorded by the acoustic sensor 6a 1
  • the level profile P2 refers to the opposite acoustic sensor 6a 2
  • Level curve P3 accordingly relates to the acoustic sensor 6b 1 and level profile P4 to the acoustic sensor 6b 2 .
  • the level profile P1 of the acoustic sensor 6a 1 continuously increases until the vehicle is approximately level with the binaural microphone unit 5a and thus shortly before entering the danger zone 3.
  • the level profile P2 of the acoustic sensor 6a 2 jumps almost jumped also to the same level, after which the level P2 then drops slightly shallower. This indicates that the vehicle 8 has now moved further into the danger zone 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen eines innerhalb einer Straße (2) befindlichen Gefahrenbereiches (3), wobei die Straße (2) von dem Gefahrenbereich (3) in einen ersten Straßenabschnitt (2a) und in einen zweiten Straßenabschnitt (2b) geteilt ist, die - einen ersten akustischen Sensor (6a 1 ) und mindestens einen zweiten akustischen Sensor (6a 2 , 6b 1 , 6b 2 ), die zum Aufnehmen von akustischen Signalen ausgebildet sind, und - eine Auswerteeinheit (7), die mit dem ersten und dem mindestens zweiten akustischen Sensor signaltechnisch in Verbindung steht und die zum Ermitteln eines ersten akustischen Signals eines Straßenobjektes (8) mit dem ersten akustischen Sensor (6a 1 ) und zum Ermitteln mindestens eines zweiten akustischen Signals des Straßenobjektes (8) mit dem mindestens zweiten akustischen Sensor (6a 2 , 6b 1 , 6b 2 ) eingerichtet ist, umfasst, wobei die Auswerteeinheit (7) zum Überwachen des Gefahrenbereiches (3) in Abhängigkeit von einer Korrelation der ermittelten akustischen Signale des Straßenobjektes (8) eingerichtet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen eines innerhalb einer Straße befindlichen Gefahrenbereiches, wobei die Straße von dem Gefahrenbereich in einen ersten Straßenabschnitt und in einen zweiten Straßenabschnitt geteilt ist.
  • Ein in einer Straße befindlicher Gefahrenbereich bzw. Gefahrenraum kann beispielsweise ein höhengleicher Bahnübergang sein, der die Straße in einen ersten Straßenabschnitt und in einen zweiten Straßenabschnitt teilt. Straßenobjekte, wie beispielsweise Fahrzeuge oder Fußgänger, müssen den Gefahrenbereich durchqueren, wenn sie sich von dem ersten Straßenabschnitt in Richtung des zweiten Straßenabschnitt oder umgekehrt bewegen. Insbesondere bei höhengleichen Bahnübergängen, unabhängig davon, ob dieser nun technisch gesichert ist oder nicht, besteht während des Durchquerens des Gefahrenbereiches das Risiko einer Kollision mit einem Schienenfahrzeug, was zu schweren Unfällen führen kann.
  • Um einen solchen Gefahrenbereich insbesondere auch automatisch überwachen zu können, ist es notwendig zu ermitteln, ob sich innerhalb des Gefahrenbereiches Objekte befinden, wenn beispielsweise ein Schienenfahrzeug sich dem Gefahrenbereich nähert. Da ein Schienenfahrzeug nicht wie ein Straßenfahrzeug vor einem Bahnübergang abgebremst werden kann, hat das Schienenfahrzeug an derartigen Kreuzungspunkten immer Vorrang. Der Straßenverkehr muss dabei rechtzeitig vor dem Eintreffen des Schienenfahrzeuges gewarnt werden, wobei an dieser Stelle sicherzustellen ist, dass sich insbesondere bei einem technisch gesicherten Bahnübergang mit Schranken keine Objekte im Gefahrenbereich verbleiben, wenn die Schranken geschlossen sind.
  • Aus der DE 196 23 524 A1 ist eine Einrichtung zur Gefahrenraumüberwachung an einem Bahnübergang bekannt. Dort werden Kamerabilder anhand einer Grauwertbetrachtung ausgewertet, um festzustellen, ob sich Objekte in dem Gefahrenbereich befinden. Nachteilig hieran ist, dass eine derartige Grauwertauswertung häufig zu einem falschen positiven Ergebnis führt, d.h., dass Objekte im Gefahrenbereich angenommen werden, obwohl dort keine entsprechenden Objekte vorhanden sind.
  • Aus der DE 196 21 612 A1 ist des Weiteren eine Vorrichtung zur optischen Freiraumüberwachung bekannt, bei der anhand eines dreidimensionalen Normalzustandes, der in einem Rechner gespeichert ist, Abweichungen von diesem Normalzustand erfasst werden und daraus auf Objekte geschlossen wird, die sich im von der Kamera erfassten Gebiet aufhalten bzw. befinden. Nachteilig ist auch hier die hohe Zahl an falschen positiven Meldungen.
  • Aus der DE 10 2007 032 091 B3 ist des Weiteren ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines höhengleichen Bahnübergangs bekannt, bei der vier Kameras an den beiden Seiten des Bahnüberganges so angeordnet sind, dass ein den Bahnübergang durchquerendes Fahrzeug durch die Aufnahme von unterschiedlichen Vorder- und Rückseitenbilder erkannt und die Räumung des Gefahrenbereiches somit sicher erkannt werden kann. Nachteilig hierbei ist der große technische Aufwand sowie die Tatsache, dass der Lichtraum am Bahnübergang frei sein muss.
  • Neben den technisch gesicherten Bahnübergängen, bei denen eine Sicherungsanlage vor einem herannahenden Schienenfahrzeug warnt oder den
  • Bahnübergang sichert und nach Durchqueren des Schienenfahrzeuges den Bahnübergang wieder freigibt, sind auch sogenannte "Anrufschranken" weit verbreitet, die eine abhängige Sicherungsart dieser technisch gesicherten Bahnübergänge darstellen. Bei den Anrufschranken wird dabei das Prinzip verfolgt, dass der Bahnübergang grundsätzlich geschlossen ist, d.h. er ist grundsätzlich technisch gesichert. Bei einem Überquerungsbedarf seitens eines Straßenfahrzeuges oder beispielsweise auch Fußgängers muss ein Bediener entsprechend über eine Wechselsprechanlage kontaktiert werden, der dann den Bahnübergang öffnet. Nach Durchqueren des Bahnübergangs und somit des Gefahrenbereiches muss der Bediener jedoch auf der gegenüberliegenden Seite wieder kontaktiert werden, damit er den Bahnübergang wieder sichern bzw. schließen kann. Erfolgt keine Rückmeldung an den Bediener, so kann er den Bahnübergang technisch nicht sichern, da die Gefahr bestünde, dass das Fahrwegsobjekt, welches den Bahnübergang durchqueren wollte, in dem Gefahrenbereich verbleibt und darin eingeschlossen wird.
  • Der Bediener ist in einem solchen Fall dann gezwungen, die Strecke aus Sicherheitsgründen zu sperren und eine in Augenscheinnahme des Gefahrenbereiches durch entsprechendes Personal durchführen zu lassen. Es besteht daher ein recht hoher Bedarf seitens der Bahnbetreiber, derartige manuelle Bahnübergangssicherungsanlagen abzulösen, da zum einen der personelle Aufwand hierfür recht hoch ist und zum anderen das Risiko der Streckensperrung zu erheblichen finanziellen Ausfällen führt. Es besteht daher zumindest ein Bedürfnis darin, den Gefahrenbereich eines Bahnüberganges sicher und kosteneffektiv zu überwachen, um so beispielsweise feststellen zu können, ob sich Objekte innerhalb des Gefahrenbereiches befinden. Derartige Überwachungssysteme müssen jedoch neben dem Aspekt der Zuverlässigkeit auch kosteneffektiv sein, da die Installation einer komplexen und kostenintensiven Überwachungseinrichtung insbesondere im Nebenstreckenbereich nicht verhältnismäßig wäre.
    • Aufgabe
  • Im Hinblick darauf ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zum Überwachen von Gefahrenbereichen anzugeben, die zuverlässig arbeitet und wenig Kosten bei der Installation und Wartung verursacht.
    • Lösung
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst, wobei die Vorrichtung
    • einen ersten akustischen Sensor und mindestens einem zweiten akustischen Sensor, die zum Aufnehmen von akustischen Signalen ausgebildet sind und
    • eine Auswerteeinheit, die mit dem ersten und dem mindestens zweiten akustischen Sensorsignal technisch in Verbindung steht und die zum Ermitteln eines ersten akustischen Signals eines Straßenobjektes mit dem ersten akustischen Sensor und zum Ermitteln mindestens eines zweiten akustischen Signals des Straßenobjektes mit dem mindestens zweiten akustischen Sensor eingerichtet ist, umfasst,
    wobei die Auswerteeinheit zum Überwachen des Gefahrenbereiches in Abhängigkeit von einer Korrelation der ermittelten akustischen Signale des Straßenobjektes eingerichtet ist.
  • Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, dass zumindest ein erster akustischer Sensor und zumindest ein zweiter akustischer Sensor an dem Gefahrenbereich so angeordnet wird, dass diese akustische Signale aufnehmen können. Die mindestens beiden akustischen Sensoren sind dabei mit einer Auswerteeinheit verbunden - drahtgebunden oder drahtlos -, die zum Ermitteln eines ersten akustischen Signals eines Straßenobjektes mit dem ersten akustischen Sensor und zum Ermitteln mindestens eines zweiten akustischen Signals des Straßenobjektes mit dem zweiten akustischen Sensor ausgebildet ist. Anhand einer Korrelation der beiden akustischen Signale oder, sofern mehrere akustische Sensoren vorhanden sind, auch mehrere akustische Signale kann dann beispielsweise festgestellt werden, ob der Gefahrenbereich, den es zu überwachen gilt, von dem Straßenobjektes geräumt wurde oder ob sich das Straßenobjektes noch innerhalb des Gefahrenbereiches befindet. Die Auswerteeinheit ist somit zum Überwachen des Gefahrenbereiches derart eingerichtet, dass ein Beräumungszustand des Gefahrenbereiches detektierbar ist.
  • Die Korrelation der akustischen Signale kann dabei beispielsweise unter Berücksichtigung der Signalpegel der ermittelten akustischen Signale des Straßenobjektes erfolgen. Sind die akustischen Sensoren beispielsweise voneinander beabstandet an dem Gefahrenbereich angeordnet, so kann durch ein Anschwellen bzw. Abschwellen der Signalpegel der einzelnen akustischen Signale festgestellt werden, auf welcher Höhe sich das Straßenobjektes befindet, wodurch dann mit Hilfe der Auswerteeinheit sicher festgestellt werden kann, dass das Straßenobjekt den Gefahrenbereich sicher verlassen hat oder eben auch nicht.
  • Denkbar ist aber auch, dass der erste akustische Sensor in unmittelbarer Nähe zu dem zweiten akustischen Sensor angeordnet ist. In einem solch gelagerten Fall können dann die beiden Sensoren (erster und zweiter akustischer Sensor) eine binaurale Mikrofoneinheit bilden. Eine solche binaurale Mikrofoneinheit, die auch bei dem sogenannten Kunstkopf-Verfahren angewendet wird, lässt sich aus der Korrelation der beiden akustischen Signale ein sogenannter Richtungsvektor ermitteln, der in Richtung der akustischen Signalquelle, also dem Straßenobjekt, zeigt. In Abhängigkeit des Richtungsvektors kann nun die Auswerteeinheit ermitteln, ob sich das Straßenobjekt vor dem Gefahrenbereich befindet, sich unmittelbar im Gefahrenbereich befindet oder den Gefahrenbereich vollständig verlassen hat. In Abhängigkeit des so ermittelten Richtungsvektors lässt sich die Überwachung des Gefahrenbereiches zuverlässig derart durchführen, dass ein Beräumungszustand des Gefahrenbereiches sicher detektierbar wird.
  • Darüber hinaus ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung des Weiteren einen dritten akustischen Sensor und einen vierten akustischen Sensor umfasst, die jeweils zum Aufnehmen von akustischen Signalen eingerichtet sind und mit der Auswerteeinheit signaltechnisch in Verbindung stehen. Die Auswerteeinheit ist dann zum Ermitteln eines dritten akustischen Signals des Straßenobjektes mit dem dritten akustischen Sensor und zum Ermitteln eines vierten akustischen Signals des Straßenobjektes mit dem vierten akustischen Sensor ausgebildet, wobei die Überwachung des Gefahrenbereiches nunmehr in Abhängigkeit von einer Korrelation aller akustischen Signale erfolgt.
  • So ist es beispielsweise denkbar, dass der erste und der zweite akustische eine erste binaurale Mikrofoneinheit bilden, während der dritte und der vierte akustische Sensor eine zweite binaurale Mikrofoneinheit bilden. Die erste binaurale Mikrofoneinheit wird dabei beabstandet von der zweiten binauralen Mikrofoneinheit an dem Gefahrenbereich angeordnet, so dass sich für jede binaurale Mikrofoneinheit ein Richtungsvektor berechnen lässt. Dadurch kann signifikant die Erkennungsrate der Straßenobjekte und deren Standort ermittelt werden, so dass sicher auf den Beräumungszustand des Gefahrenbereiches durch das Straßenobjekt geschlossen werden kann.
  • So lässt sich mit Hilfe der akustischen Signale der Eintritt in den Gefahrenbereich von dem ersten Straßenabschnitt und das Verlassen des Gefahrenbereiches in Richtung des zweiten Straßenabschnitts sicher bestimmen, beispielsweise anhand der Richtungsvektoren. So lässt sich beispielsweise bei zwei oder mehreren binauralen Mikrofoneinheiten anhand der beiden Richtungsvektoren ein Bewegungsvektor des Straßenobjektes ermitteln, so dass der Gefahrenbereich auch anhand eines derartigen Bewegungsvektors überwacht werden kann.
  • Des Weiteren ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit zum Ermitteln einer akustischen Signatur des Straßenobjektes aus den ermittelten akustischen Signalen eingerichtet ist. Mit Hilfe einer solchen akustischen Signatur lässt sich das Straßenobjekt aus den akustischen Signalen eindeutig identifizieren, so dass dadurch auch der Eintritt und der Austritt des Straßenobjektes aus dem Gefahrenbereich anhand der akustischen Signatur feststellbar ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich mehrere Straßenobjekte in dem Überwachungsbereich befinden. Die Überwachung des Gefahrenbereiches erfolgt somit weiterhin in Abhängigkeit von der akustischen Signatur durch die Auswerteeinheit.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist es nun, wenn bei einem höhengleichen Bahnübergang als Gefahrenbereich die Auswerteeinheit mit der technischen Sicherungsanlage des Bahnüberganges signaltechnisch in Verbindung steht und derart eingerichtet ist, dass in Abhängigkeit der Überwachung der Bahnübergang technisch gesichert werden kann. So ist es beispielsweise denkbar, dass nach Durchqueren eines Straßenobjektes durch den Gefahrenbereich und somit der Beräumung des Gefahrenbereiches die Auswerteeinheit die Sicherungsanlage derart ansteuert, dass diese den Bahnübergang wieder technisch sichert. Die Sicherung des Gefahrenbereiches bzw. des Bahnüberganges kann dann automatisch deshalb erfolgen, da vorher sicher festgestellt wurde, dass das Straßenobjekt sich nicht mehr im Gefahrenbereich befindet.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 -
    schematische Darstellung der Vorrichtung an einem höhengleichen Bahnübergang;
    Figur 2 -
    Winkelverlauf der Richtungsvektoren beim Durchqueren des Gefahrenbereiches; und
    Figur 3 -
    Pegelverläufe der akustischen Signale der einzelnen akustischen Sensoren.
  • Der Begriff Straße ist in der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend zu verstehen und meint jedwede, von einem entsprechenden Fahrzeug befahrbaren Fahrweg.
  • Figur 1 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung an einem höhengleichen Bahnübergang. Eine Schienentrasse 1 überquert dabei eine Straße 2. Im Kreuzungspunkt der Schienentrasse 1 und der Straße 2 entsteht dabei der Gefahrenbereich 3, der mit Hilfe einer technischen Sicherungsanlage 4 beim Herannahen eines Schienenfahrzeuges gegen Überqueren des Gefahrenbereiches 3 gesichert wird. Der Gefahrenbereich 3 teilt dabei die Straße 2 in einen ersten Straßenabschnitt 2a und einen zweiten Straßenabschnitt 2b.
  • An der einen Seite des Gefahrenbereiches ist eine erste binaurale Mikrofoneinheit 5a und an der gegenüberliegenden zweiten Seite des Gefahrenbereiches 3 ist eine zweite binaurale Mikrofoneinheit 5b angeordnet. Die erste binaurale Mikrofoneinheit 5a umfasst dabei einen ersten akustischen Sensor 6a1 und einen zweiten akustischen Sensor 6a2, die parallel zu der Straße 2, aber jeweils in entgegengesetzter Richtung, ausgerichtet sind. Die zweite binaurale Mikrofoneinheit 5b umfasst dann entsprechend einen dritten akustischen Sensor 6b1 und einen vierten akustischen Sensor 6b2, wobei die zweite binaurale Mikrofoneinheit 5b in gleicher Art und Weise wie die erste binaurale Mikrofoneinheit 5a ausgerichtet ist. Die beiden binauralen Mikrofoneinheiten 5a und 5b sind dabei mit einer entsprechenden Auswerteeinheit 7 verbunden, die zum Empfang der aufgenommenen akustischen Signale durch die akustischen Sensoren ausgebildet ist. Die Auswerteeinheit 7 kann dabei selbstverständlich auch in den einzelnen binauralen Mikrofoneinheiten 5a und 5b angeordnet sein und somit autark arbeiten.
  • Nähert sich nun ein Straßenobjekt 8, beispielsweise ein Straßenfahrzeug, dem Gefahrenbereich 3, so kann das akustische Geräusch, das von dem Fahrzeug 8 ausgestrahlt wird, von den akustischen Sensoren 6a1, 6a2, 6b1 und 6b2 entsprechend erfasst werden. Durch die unterschiedliche Ausrichtung der akustischen Sensoren an den binauralen Mikrofoneinheiten 5a und 5b lässt sich somit aus der Korrelation der akustischen Signale der einzelnen akustischen Sensoren ermitteln, ob sich das Fahrzeug 8 im Gefahrenbereich oder in den davor liegenden ersten oder zweiten Straßenabschnitten befindet.
  • So kann die binaurale Mikrofoneinheit 5a aufgrund der unterschiedlichen akustischen Signale, die von den akustischen Sensoren 6a1 und 6a2 aufgenommen wurden, einen Richtungsvektor RV1 ermitteln, der ausgehend von der binauralen Mikrofoneinheit 5a in Richtung des Fahrzeuges 8 zeigt. Gleiches gilt für die binaurale Mikrofoneinheit 5b, bei der die Korrelation der akustischen Signale aus den akustischen Sensoren 6b1 und 6b2 den Richtungsvektor RV2 ergeben. Aus den beiden Richtungsvektoren RV1 und RV2 lässt sich bei einer Bewegung des Fahrzeuges 8 ein entsprechender Bewegungsvektor BV ermitteln, der in die Bewegungsrichtung des Fahrzeuges 8 zeigt.
  • Aus den so ermittelten Vektoren lässt sich dann durch die Auswerteeinheit 7 feststellen, ob sich das Fahrzeug 8 im ersten Straßenabschnitt 2a, im Gefahrenbereich 3 oder im zweiten Straßenabschnitt 2b befindet. Erst wenn das Fahrzeug 8 sich nicht im Gefahrenbereich 3 mehr befindet, und der Bewegungsvektor nicht in Richtung des Gefahrenbereiches 3 zeigt, kann auf die vollständige Beräumung des Gefahrenbereiches 3 geschlossen werden, woraufhin beispielsweise der Bahnübergang wieder technisch gesichert werden kann. Über eine akustische Signatur des Fahrzeuges 8 bleibt dieses immer identifizierbar.
  • Denkbar ist aber auch, dass ohne Erkenntnis der einzelnen Vektoren eine Feststellung darüber getroffen werden kann, ob der Gefahrenbereich geräumt ist oder nicht, beispielsweise anhand der Signal-Pegel.
  • Figur 2 zeigt beispielhaft die Winkelverläufe W1 und W2 der beiden Richtungsvektoren RV1 und RV2, wenn das Fahrzeug 8 von dem ersten Straßenabschnitt 2a über den Gefahrenbereich 3 in den zweiten Straßenabschnitt 2b fährt. Wie zu erkennen ist, steigt der ermittelte Winkel des Winkelverlaufes W1, der zu dem Richtungsvektor RV1 gehört, kontinuierlich mit der Bewegung des Fahrzeuges 8 an. Hat der Winkel ca. 90° erreicht, so befindet sich das Fahrzeug 8 in Höhe der binauralen Mikrofoneinheit 5a und steht somit kurz vor dem Eintritt in den Gefahrenbereich 3. Während das Fahrzeug 8 den Gefahrenbereich 3 überquert, steigt der Winkelverlauf W1 weiter an.
  • Gleichzeitig steigt auch der Winkelverlauf W2 des Richtungsvektors RV2 der binauralen Mikrofoneinheit 5b an, wobei der Winkelverlauf W2 bei einem Winkel von 90° den Gefahrenbereich verlässt. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug 8 dann sich auf Höhe der zweiten binauralen Mikrofoneinheit 5b befindet, so dass es nunmehr den Gefahrenbereich 3 verlassen hat.
  • Anhand dieser Winkelverläufe W1 und W2, die sich aus den Richtungsvektoren RV1 und RV2 ergeben, lässt sich somit unmissverständlich feststellen, ob sich das Fahrzeug 8 noch im Gefahrenbereich befindet oder diesen bereits verlassen hat.
  • Figur 3 zeigt die einzelnen Pegelverläufe P1 bis P4 der einzelnen akustischen Sensoren 6a1, 6a2, 6b1 und 6b2. Der Pegelverlauf P1 bezieht sich dabei auf ein akustisches Signal, welches von dem akustischen Sensor 6a1 aufgenommen wurde, während der Pegelverlauf P2 sich auf den gegenüberliegenden akustischen Sensor 6a2 bezieht. Pegelverlauf P3 bezieht sich dementsprechend auf den akustischen Sensor 6b1 und Pegelverlauf P4 auf den akustischen Sensor 6b2.
  • Wie zu erkennen ist, steigt der Pegelverlauf P1 des akustischen Sensors 6a1 kontinuierlich an, bis das Fahrzeug in etwa auf Höhe der binauralen Mikrofoneinheit 5a und somit kurz vor Eintritt in den Gefahrenbereich 3 steht. An dieser Stelle springt der Pegelverlauf P2 des akustischen Sensors 6a2 fast sprunghaft ebenfalls auf denselben Pegel an, woraufhin der Pegel P2 dann etwas flacher abfällt. Dies deutet daraufhin, dass das Fahrzeug 8 nunmehr weiter in den Gefahrenbereich 3 eingefahren ist.
  • Beim Verlassen des Gefahrenbereiches 3 ist dabei ein ähnlicher Pegelverlauf zu erkennen, wobei der Pegelverlauf P3 langsam anstieg und dann sprunghaft abgefallen ist, während Pegelverlauf P4 nach Verlassen des Gefahrenbereiches 3 sprunghaft angestiegen ist und dann allmählich ausläuft. Dies deutet daraufhin, dass das Fahrzeug den Gefahrenbereich 3 verlassen hat.
  • Anhand einer Korrelation dieser akustischen Signale, beispielsweise unter Berücksichtung der Pegelverläufe lässt sich somit eindeutig feststellen, wo sich das Fahrzeug befindet und ob es den Gefahrenbereich bereits verlassen hat. In Abhängigkeit dieser Überwachung kann dann der Gefahrenbereich entsprechend wieder gesichert werden.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Überwachen eines innerhalb einer Straße (2) befindlichen Gefahrenbereiches (3), wobei die Straße (2) von dem Gefahrenbereich (3) in einen ersten Straßenabschnitt (2a) und in einen zweiten Straßenabschnitt (2b) geteilt ist, die
    - einen ersten akustischen Sensor (6a1) und mindestens einen zweiten akustischen Sensor (6a2, 6b1, 6b2), die zum Aufnehmen von akustischen Signalen ausgebildet sind, und
    - eine Auswerteeinheit (7), die mit dem ersten und dem mindestens zweiten akustischen Sensor signaltechnisch in Verbindung steht und die zum Ermitteln eines ersten akustischen Signals eines Straßenobjektes (8) mit dem ersten akustischen Sensor (6a1) und zum Ermitteln mindestens eines zweiten akustischen Signals des Straßenobjektes (8) mit dem mindestens zweiten akustischen Sensor (6a2, 6b1, 6b2) eingerichtet ist, umfasst,
    wobei die Auswerteeinheit (7) zum Überwachen des Gefahrenbereiches (3) in Abhängigkeit von einer Korrelation der ermittelten akustischen Signale des Straßenobjektes (8) eingerichtet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung
    - einen dritten akustischen Sensor (6b1) und eine vierten akustischen Sensor (6b2), die zum Aufnehmen von akustischen Signale ausgebildet sind, umfasst und
    - die Auswerteeinheit (7) mit dem dritten (6b1) und dem vierten akustischen Sensor (6b2) signaltechnisch in Verbindung steht und zum Ermitteln eines dritten akustischen Signals des Straßenobjektes (8) mit dem dritten akustischen Sensor (6b1) und zum Ermitteln eines vierten akustischen Signals des Straßenobjektes (8) mit dem vierten akustischen Sensor (6b2) eingerichtet ist,
    wobei die Auswerteeinheit (7) zum Überwachen des Gefahrenbereiches (3) in Abhängigkeit von einer Korrelation der ermittelten akustischen Signale des Straßenobjektes (8) eingerichtet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste akustische Sensor (6a1) in unmittelbarer Nähe zu dem zweiten akustischen Sensor (6a2) angeordnet ist und/oder der dritte akustische Sensor (6b1) in unmittelbarer Nähe zu dem vierten akustischen Sensor (6b2) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite akustische Sensor eine erste binaurale Mikrofoneinheit (5a) bilden und/oder der dritte und der vierte akustische Sensor mindestens eine zweite binaurale Mikrofoneinheit (5b) bilden.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) zum Korrelieren der akustischen Signale unter Berücksichtung von Signalpegeln (P1 bis P4) der ermittelten akustischen Signale des Straßenobjektes (8) eingerichtet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) zum Ermitteln eines ersten Richtungsvektors (RV1) in Abhängigkeit von einer Korrelation des ersten akustischen Signals und des zweiten akustischen Signals und/oder zum Ermitteln eines zweiten Richtungsvektors (RV2) in Abhängigkeit von einer Korrelation des dritten akustischen Signals und des vierten akustischen Signals ausgebildet ist, wobei die Auswerteeinheit (7) zum Überwachen des Gefahrenbereiches (3) in Abhängigkeit von dem ersten Richtungsvektor (RV1) und/oder dem zweiten Richtungsvektor (RV2) eingerichtet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) zum Ermitteln eines Bewegungsvektors (BV) des Straßenobjektes (8) in Abhängigkeit von dem ersten Richtungsvektor (RV1) und/oder dem zweiten Richtungsvektor (RV2) und zum Überwachen des Gefahrenbereiches (3) in Abhängigkeit von dem Bewegungsvektors (BV) des Straßenobjektes (8) eingerichtet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) zum Ermitteln einer akustischen Signatur des Straßenobjektes (8) aus den ermittelten akustischen Signalen und zum Überwachen des Gefahrenbereiches (3) weiter in Abhängigkeit von der akustischen Signatur eingerichtet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (7) zum Erkennen des Eintritts des Straßenobjektes aus Richtung des ersten Straßenschnittes (2a) in den Gefahrenbereich (3) und/oder des Verlassens des Straßenobjektes (8) aus dem Gefahrenbereich (3) in Richtung des zweiten Straßenabschnittes (2b) oder umgekehrt in Abhängigkeit von der Korrelation der akustischen Signale ausgebildet ist und zum Überwachen des Gefahrenbereiches (3) in Abhängigkeit des erkannten Eintritts und/oder Verlassens eingerichtet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefahrenbereich (3) ein höhengleicher Bahnübergang mit einer Sicherungsanlage (4) ist und die Auswerteeinheit (7) mit der Sicherungsanlage (4) signaltechnisch derart in Verbindung steht, dass die Auswerteeinheit (7) in Abhängigkeit von der Überwachung den Bahnübergang sichert oder freigibt.
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