WO2006018304A2 - Leit- und sicherheitssystem für komplexe verkehrssysteme - Google Patents

Leit- und sicherheitssystem für komplexe verkehrssysteme Download PDF

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WO2006018304A2
WO2006018304A2 PCT/EP2005/008955 EP2005008955W WO2006018304A2 WO 2006018304 A2 WO2006018304 A2 WO 2006018304A2 EP 2005008955 W EP2005008955 W EP 2005008955W WO 2006018304 A2 WO2006018304 A2 WO 2006018304A2
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    • G06Q10/00—Administration; Management
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Definitions

  • the present invention relates to a traffic guidance system having various means for controlling and securing means of transport and guiding people.
  • the present invention also relates to a guidance and safety system with travel safety system.
  • the starting point of the problem underlying the invention is the actual state in traffic systems, in particular mass traffic systems, which is characterized by congestion and security problems, as well as large capacity problems.
  • the control of transport systems often can not keep up with their growth.
  • traffic systems in particular metro and suburban railway systems, daily traffic peaks occur, which can lead to capacity bottlenecks and in some cases system breakdowns.
  • passengers only board a subway train in a few places, especially near entrances such as escalators, even though the train has several other doors that are not used. In order to use other doors of the train for boarding, the passenger would have to travel from the escalator a distance along the platform.
  • Accurate counting with the fastest possible transmission of results to a control center or to an automatic system is also required if it is necessary to respond to an increased number of passengers as needed, so if, for example, additional trains after the end of a major event (concert, football match) , preferably automatically, to be used. Only the most accurate counting of passengers allows the transport company to work as needed, ie to save excess trains and thereby save costs. It is desirable to be informed as early as possible about an increased passenger volume. Counting automatic driverless mass transit systems also offers the option of using additional trains in a timely manner, without the need for drivers, so that they can react quickly.
  • the boarding time in holding mass transport, especially trains can be further shortened and thereby shortening the entire passenger change time can be effected. Consequently, the clock frequency of the vehicles can be increased.
  • the occupation of the train is made more uniform, so for example, the existing space and / or the seats better utilized. Shorter downtimes can hold significantly more trains in the station per unit of time, and it can be transported in the station and inflowing people in higher numbers per time or at a higher speed on.
  • Non-contact card systems, access controls, etc. are known in the art.
  • department stores are known to secure theft-prone or expensive goods by small transmitters or metal receivers, which trigger an alarm when crossing a barrier at the exit of the store if they have not been unlocked upon payment.
  • cards are known that are equipped with payment of the access price with a magnetic stripe or a chip. The card shape with the chip o. ⁇ . can thus be used to verify an access authorization, so that even passing the lock is sufficient without direct contact of the card with the reader too require, as it is still required for the magnetic strip.
  • Such cards are equipped with a chip or small transmitter, which communicates with the reader via a magnetic field or via radio and releases the access.
  • the device also serves to control and in particular to prevent counterfeiting.
  • the costs of a mini chip, for example, for Euro notes are currently about 20 cents ( € 0.20). A large number of chips, for example, for every ticket of a transport network in a large city, can reduce these costs even further.
  • Block notifications usually refer to vehicles in front, but not to the obstacle clearance of the track, ie the absence of other objects that constitute a safety hazard to the passage. Even the state, safety and obstacle clearance of asphalt or concrete pavements can not yet be automatically reported to individual vehicles. Increasing the security and performance of off-highway notifications is also necessary and desirable for the following reasons. In rail transport are the moving
  • the constant scanning of a track by the person of the driver for a long time can also lead to states of habituation and inattention, possibly even to a certain trance (insights from psychology), so that even assuming a quick driving through a (at high speed yet) clear route with eg 350 km / h is still manageable (by human means alone), sufficient security can not be guaranteed.
  • One object of the present invention is, inter alia, to provide a control system with which the detection of persons is possible in a person-sharp and timely manner.
  • An accurate count of particular passengers in mass transit means to be provided.
  • the system should be able to react flexibly to different conditions and, for example, to facilitate the work of rescue services in the event of a disaster.
  • objects should be automatically recognizable, especially if they have an influence on the operation and safety of the
  • Traffic system can have.
  • the object of the invention is to provide a system in which the data of counting, monitoring and observation are preferably evaluated automatically without the intervention of persons and the essential operating and safety functions of the transport system for the purpose of increasing operational safety, personal safety and efficiency of operation are controlled automatically.
  • An intervention possibility of responsible persons in the control center should not be excluded, it is preferred that the system but runs without staff.
  • the purpose of the invention is to control and secure the traffic system, control with regard to vehicle use, checking with regard to the control of persons (automatic control driving authorization to the prevention of terrorism), granting the security in case of disaster (orientation, guidance and finding of persons due to chip card etc) and check the track in normal operation and disaster.
  • the invention is based on the idea to provide the passenger volume-dependent automatic deployment control of vehicles, as well as the camera-based route monitoring.
  • Camera-based is also the security monitoring of the construction infrastructure, stops, trains, etc., in conjunction with existing partial detection techniques, e.g. from fires, through intelligent image analysis, but also from criminal behavior in public transport, to dangerous behavior (such as suitcases with explosives, etc.).
  • the system includes the aspect of Falirwegêtêt.
  • Another purpose of summarizing these various functions is the reusability of data acquisition devices (eg, cameras, sensors, etc.) and data output devices (eg, passenger information displays, loudspeakers, etc.) as well as the use of a backbone for the information technology infrastructure a personnel-saving operation of a traffic system allows as well as various possibilities to its protection offers.
  • data acquisition devices eg, cameras, sensors, etc.
  • data output devices eg, passenger information displays, loudspeakers, etc.
  • the present invention is therefore based on an all-embracing traffic guidance and security system, in particular for complex mass transit means, including automatic passenger counting, security surveillance, eg against fire, crime and terrorism, control of the use of individual components of the traffic system such as vehicles, trains etc., automatic monitoring of the route and information of passengers through a backbone, an electronic-technical backbone are functionally connected to each other.
  • the sub-functions of the system which may be wholly or partially integrated into the system and put into operation, preferably use data lines to limit the costs associated with large scale investments in information technology in transport systems.
  • control and safety system It should preferably other elements such as access control to means of transport (eg biometrics), tracking paths of passengers, automatic control of evacuation (eg in the event of fire and disaster) from vehicles, trains or the built infrastructure, automatic route monitoring, preventing intrusion of people in operational areas, etc., but also any kind of passenger information as well as advertising, etc. are added to the control and safety system.
  • access control to means of transport eg biometrics
  • tracking paths of passengers eg in the event of fire and disaster
  • evacuation eg in the event of fire and disaster
  • automatic route monitoring preventing intrusion of people in operational areas, etc.
  • advertising etc.
  • the present invention is directed to a passenger compartment and safety parameter-dependent control system, which preferably integrates the functions of passenger line and passenger information, but is also functional without these functions.
  • the images and data of high-resolution preferably digital cameras, in particular video cameras, the data of electronic image processing and intelligent, with and without human intervention of succeeding image recognition, the acquired data of movement and action patterns, three-dimensionality in particular parallel locations feed into systems generating electronic instructions on a route of the rail or road infrastructure, but also of waterways, runways, etc., where they are combined with the control of automatic or semi-automatic, driver assisting or driverless vehicles or other means of transport such as magnetic rail vehicles or non-ground based means of transport in order to trigger on these vehicles motion operations which avoid hazards during the journeys of these means of transport, or where they raise the alarm or avoid other hazards.
  • An element of the invention is the protection of the track, both in the platform and station area as well as in the track area.
  • This task can be done in the platform area by the intelligent processing of digital images (as described below), but also in the area by both the detection of illegally infiltrated persons via transmitters as well as the processing of digital images of the route, the above-described count or trip trigger can also be used to the effect that trips are stopped (emergency braking) when obstacles on the route, preferably automatically detected or by the observation of the route images by persons in the control center can be seen.
  • the object of the invention is achieved in accordance with one aspect of the invention by a guidance system, in particular in mass transportation means, which can detect the position of persons and objects in limited spatial areas with detection units, and which can control different routing means in such a way that persons in one desired direction to be directed and transport controlled and controlled. It should also be understood, under the guidance of persons and at least one means of transport within the scope of the invention, that means of transport serving the transport of persons are guided or controlled.
  • a traffic guidance system comprises at least one routing means for at least one means of transport and / or for persons, several acquisition units and one central unit.
  • the central unit is connected to the detection units and to the conducting means, this can be done via wired or wireless connections.
  • the Collection units are designed to determine the number of people who are in a particular area at a particular time.
  • the central unit can control the guiding means in such a way that optimal transport of the detected persons out of certain spatial areas or into certain spatial areas is achieved. Means of transport can thus be controlled so that such a desired optimal transport can be achieved.
  • the system according to the invention therefore makes it possible, in a very flexible way, to achieve a better utilization of, for example, train stations / platforms, traffic systems and vehicles by realizing a respectively suitable transport capacity (frequency, train length, etc.). As a result, waiting or holding times of means of transport are reduced, the avoidance of congestion makes better use of the corresponding access routes, etc.
  • a picture of the whereabouts of persons can be drawn at any given time. which allows users of the system according to the invention to react much more flexibly to a wide variety of situations, which may arise, for example, in a local transport network.
  • the invention is generally suitable in any case in which a desired, flexible transport of persons in certain areas is to be achieved.
  • the central processing unit be able to control the routing means so as to optimally distribute the detected persons in the given spatial areas and to efficiently and quickly carry them on in traffic systems.
  • This allows, especially in large events with high passenger numbers, but also in disasters such as fires, etc., to guide people flows in a desired manner to avoid congestion in certain areas, an existing scrum on a platform So that platforms can be cleared faster, in addition to the present invention used by the system trains can already work off the next storm of people. If the transport operator uses additional trains on different tracks, people can be targeted to these sections. At fairs and the like, the management of a possible number of visitors can be better carried out or accomplished.
  • the counting data and the calculations thereof for disposition e.g. additional vehicles or automatically trigger the use of these vehicles.
  • vehicles can be automatically removed from the circulation or added at low passenger volumes.
  • the detection units comprise vending machines for driving or entrance tickets, whereby the vending machines can determine the position of a person based on the position of the corresponding vending machine when purchasing tickets or tickets. Since ticket vending machines are already part of every transport network, sometimes only installed in train stations, but also in vehicles, it makes sense to use them accordingly. Although the detection of the position is essentially limited to the time of ticket purchase, this simple embodiment of the invention already provides substantial advantages. Position detection may for example also take place by / at: vending machines, locks, as well as by S-receiver devices on escalators and stairs, elevators, in transit corridors and / or train doors.
  • the vending machines are equipped with a device, which is able to query biometric features of the traveler.
  • the vending machines should preferably be connected to a database by a data line to check whether there may be something against the traveler that might cause the operator to exclude him from the journey.
  • Another variant may preferably be that are produced by a central office year, Monats ⁇ or other time cards containing biometric data, and / or issued by a vending machine these cards, the card issuing agency and the vending machine online with a Database can be compared with the biometric data, for example, from relevant known or sought people. Thus, the issue of a card to such a person and thus the use of the transport system can be denied.
  • biometric features are fingerprints, iris recognition eg via a built into the screen of the vending machine camera, but also the geometry of the hand and their lines, etc. Since access control to the transport system is preferred, the fingerprint appears the solution, which should preferably be pursued.
  • the output card contains both the biometric data eg on a chip (preferred) or magnetic stripe recorded or programmed as well as a kind of "ped", preferably a micro-reader, which scans and uses a biometric feature, advantageously a fingerprint or the structure of a fingertip of mathematical parameters compared with the programmed parameters, ie the non-contact functions (transponder or similar) equipped card at the checkpoint, eg access barrier to the metro or train (barrier device) the access authorization only the person free, which has the same biometric features because they
  • the card is touched with the same finger as with the acquisition of the card (see above)
  • the control process can be carried out in this way by separating the search of the databases and a time-saving 1: 1 check at the entrance to the means of transport or platform itself that it represents a high level of safety for the transport system without at the same time slowing down the operation.
  • a person with a map requires access to the traffic system.
  • the device at the checkpoint queries: Does the mathematical parameter of the biometric data on the chip match with the mathematical parameter of the operator's biometry being read? If yes, access is allowed; if not, access is denied.
  • the vending machines can determine a validity range or a corresponding destination of a purchased ticket and determine therefrom an expected direction of movement or a probable destination of a ticket purchaser, and the central unit can control the guide means in dependence on this direction of movement.
  • the ticket vending machine can easily determine the validity range, such as 2 stations or certain rings of a system divided into rings, when the ticket is issued, and in a more advanced version also the exact destination of a ticket. From this it is possible to draw conclusions about the probable direction in which the corresponding ticket purchaser will move. For example, if a large number of tickets are purchased for a particular destination or range within a certain timeframe, the transport operator may use additional trains to avoid a potential impending congestion. For an estimate, a validity range together with the known position of the respective vending machine is sufficient.
  • the system can preferably make the decision automatically, or prepare instructions corresponding to the dispatching personnel.
  • a passenger who buys a ticket with a range up to ring 3 at a machine in ring 1 is also expected to drive to the area of ring 3.
  • This information can be usefully used to detect expected requirements for a traffic system and to act accordingly.
  • the gathering of information about travel wishes and the consequent evaluation of the demand is already state of the art (US 4,092,718), the automatic triggering of driving commands in connection with counting data or a complicated calculation model, the incoming vehicles with regard to their transfer traffic, such as buses Submit passengers at metro stops and others Summarized sources is preferred according to the invention and is offered as a solution to the demand-dependent automatic travel deployment.
  • the system according to the invention controls the use of additional trains by automatic or driverless systems, in particular by recommendation to dispatcher or automatic triggering of driving commands for additional trains and automatic introduction of the same in the transport system / transport network.
  • the combination serves to achieve an optimal goal in the sense of the purpose of the present traffic control and security system. This is the optimal use of the built and existing infrastructure in terms of maximizing performance with the existing structures
  • the detection units comprise access control devices, and that the access control devices can determine the position of a person based on the position of a traversed access control device.
  • access control devices are already frequently present in railway stations and the like or can be retrofitted simply and inexpensively, such as light barriers, rotary barriers, electrically operated doors and the like. From the position of a corresponding access control device, the position of the corresponding person can be determined at the time of a passage. In particular, it is preferred to design the system beyond the usual technical state of access barriers so that a person not desired in the traffic system is denied access for security reasons.
  • the access control devices can further determine the direction of passage through the corresponding access control device, and the central unit can control the routing means in dependence on this passage direction.
  • the detection units comprise image recording devices, wherein the image recording devices can determine the position and / or speed of a person or a person carried object within the detection range of the corresponding image recording devices, and the central unit determines the guidance means in dependence on that position or speed can control.
  • the image recording devices can determine the position and / or speed of a person or a person carried object within the detection range of the corresponding image recording devices
  • the central unit determines the guidance means in dependence on that position or speed can control.
  • the image recording devices are preferably also combined with recognition systems which make it possible to recognize a person or to filter a searched person out of the stream of people.
  • the detection units comprise a plurality of personal transmitters are each intended to be carried by a person, each transmitter can transmit an identifier, and a plurality of receiving means for receiving the identifiers of the transmitter, and that the receiving means can determine the position of a person due to a reception of identifiers.
  • This allows a non-contact detection of the position of persons, with regard to (local and in particular temporal) accuracy beyond the above variants.
  • the position can be determined at any time, not only when crossing a barrier or when buying a ticket. This achieves an even more accurate response to changes in the conditions in a traffic system or the like.
  • the transmitters are integrated in a driving or entrance ticket. Since such maps have to be purchased by passengers or visitors, the integration in these maps is naturally preferred.
  • the card has biometric data of a carrier.
  • Both personal and non-personal cards may contain a so-called “peddler” or box on which biometric information is stored upon purchase, preferably a fingerprint, such as when withdrawing a ticket from a vending machine whenever required, the stored biometric information must be the same as that of the carrier of the card as when buying / receiving it, which is particularly advantageous when between buying the right to use the means of transport and getting on the means of transport itself, eg A train or platform door, but also when boarding a ground or non-grounded means of transport, a re-checking the identity of the traveler is to be made.
  • the possible combination in the ticket with the query biometric features is already described above (fast access control for metro systems) and is be It is shown separately in Fig. 8 graphically.
  • the receiving devices due to a change in the position of a transmitter, determine the direction of movement of a person, and the central unit Control means depending on the direction of movement can control.
  • the advantages of determining the direction of movement have already been mentioned, but the detection with the aid of the transmitters enables a much more accurate detection than in the variants described above.
  • the receiving devices can determine the speed of a person relative to one or more receiving devices due to a change in the position of a transmitter, and the central unit can control the conducting means in dependence on the speed.
  • the determination of the speed together with the known direction, enables the recognition of certain situations and early intervention of the system. If, for example, it is recognized that a large number of people are entering a railway station that is moving rapidly towards a specific track, elevators, escalators, etc. can be switched in such a way that scrambling is avoided as far as possible.
  • it can be determined on the basis of the speed when the people will reach the platform, so that provision of additional trains, etc., can take place as quickly as possible. This happens according to the invention automatically.
  • the software required for this purpose must be adapted to the respective structural infrastructure. According to the invention, it is preferred to follow the described principle.
  • the provision of the additional trains preferably takes place automatically.
  • the data obtained from the system according to the invention are transmitted to the control of the traffic system, where they give recommendations to give drivers or an automatic and driverless system driving commands to the control personnel or preferably automatically and automatically trigger appropriate driving commands driverless trains.
  • the identifier of the personal sender has a unique identification of a person. This is especially intended for tickets such as non-transferable monthly or annual tickets.
  • the authorization of a carrier of the corresponding card can then be checked.
  • the identification may be arranged in accordance with the present privacy policy or other requirements of the operator, such that only corresponding locations from the identification can determine the owner of the card (customer number at the transport operator or the like).
  • the personalized driving authorization also helps to reduce crime, insecurity, vandalism, etc. in public transport systems - problems that will greatly affect both the recognition of the transport system as well as the subjectiveeredempfmden.
  • the identifier of the personal transmitter has validation information, the validity information indicating a permitted time period, a permitted spatial area or a travel range or distance. This will be particularly useful to note on the map, for example, the month in which the ticket is valid, together with about the area in which rides are allowed. As a result, it can be determined without contact, which validity has a card detected by the system.
  • the transmission of information may be through technologies such as transponders etc., which
  • the central unit controls the routing means so that persons are directed away from an unauthorized spatial area. This is especially useful for a kind of access control, such as the blocking of a stadium area, after the maximum number of visitors entered the area. From this point on, you can then use the routing tool to indicate that this area is busy, and then redirect visitors to other areas that are still free.
  • control commands for lighting systems or scoreboards of any kind are generated, as well as the automatic generation of loudspeaker announcements or instructions to persons who are to make announcements in the conventional, manual way.
  • control commands for lighting systems or scoreboards of any kind are generated, as well as the automatic generation of loudspeaker announcements or instructions to persons who are to make announcements in the conventional, manual way.
  • the above-mentioned characteristics for securing public space and traffic systems contribute to terrorist attacks.
  • the receiving devices can detect an exceeding of the time span, the driving range or distance or an entry into an unauthorized spatial area, and the central unit can issue a message about the occurred overshoot. This allows for detecting black drivers in a rail vehicle, as well as those who may have accidentally or intentionally entered a restricted area. The operator of the system can then respond appropriately. It is further preferred that the control system according to the invention automatically triggers alarm and / or initiates action.
  • the central unit of position, speed and / or direction of movement can determine a movement pattern of persons, and because of this
  • Unusual or problematic known movement patterns can be detected early and by means of the control can be reacted to or alarm triggered. For example, if a large amount of people are not or only slowly moving in the direction of an incoming train, but a single person moves very quickly to the train, then this could be about one
  • the system for example, automatically controls a train occupied by passengers, if necessary, so that it no longer enters a station in which a suitcase has been found individually by the video system or other alarm reasons prevail.
  • the conducting means comprise optical guiding means, acoustic conducting means, blocking means, escalators, conveyor belts, elevators or control means for
  • Optical guiding means may be, for example, variable illuminated signs, signal lights and the like. These include traffic lights, both for vehicles and people. Acoustic conductives are usually used
  • Speakers and the like are also included. Also included are speaker systems with automatic announcements stored on passenger information computers or elsewhere. Under shut-off and release means are controllable barriers, e.g.
  • Railbound vehicles are of course preferred because they are most easily steered in a desired direction, such as by setting switches.
  • the system may be incorporated in or to the control of automatic train systems, it may be designed to intervene in train control or traffic control,
  • "dispatching" ie the management of trains and means of transport, including the use of trains for the length of the trains or the size of the means of transport, the frequency, the lines and directions used, and the destination of the train
  • trains are rail-bound above or below ground railways such as metros or trams to understand, but the invention can also be used in conjunction with buses and other vehicles. It can also be used to facilitate the management of people and to improve safety, for example in airports.
  • the traffic control system is designed so that a data communication with the control of the means of transport takes place so that, if required, means of transport per unit of time can be added or removed from the system. Furthermore, it is preferred that the traffic control system with automatic control of the means of transport can perform this reinforcement or reduction automatically (without the intervention of persons).
  • a control and safety system for complex traffic systems which comprise route sections with traffic routes, means of transport thereon and access means for this purpose.
  • the control and safety system includes
  • Monitoring means for the means of transport a control unit connected to the control unit, which from the
  • Output means as an interface with control personnel and / or as an interface with
  • Passengers to issue instructions for participation in the operation of the means of transport or in an emergency.
  • Access devices to the means of transport or systems include, for example, stations a, but also access roads, stairs, elevators and the like.
  • the output means are intended as an interface with control personnel (if desired by the operator) and / or as an interface with passengers, as long as their involvement is necessary to optimize the operation of the means of transport or in case of emergency (for example self-rescue).
  • a system for the automatic operation of means of transport and systems, in particular rail-bound means of transport is provided in which optionally all the operation and its safety influencing parameters such as resulting amounts of passengers, persons or objects with risk potential with regard to their positioning in the transport system and the access routes to it be automatically recognized and the findings about it automatically go into the control of the transport system.
  • the traffic systems are open systems and / or have mixed traffic.
  • Closed traffic systems are, for example, metros, cable cars or maglev trains, with a defined number of means of transport on a route which is inaccessible for other means of transport.
  • open or mixed traffic systems such as shared roads for trams and cars / trucks
  • this embodiment can also be used in open systems and / or those with mixed traffic to increase operating efficiency and security.
  • means for obstacle detection from the means of transport and from locations outside the traffic routes are provided to expand the vehicle location bound visibility limits and recognition in three-dimensional space, the means for obstacle detection functional and generating control commands with the operation control of the traffic system are connected.
  • the limits of human perception associated with the control of transport be extended, ie obstacles can be detected before a vehicle roaster can normally detect them or even if they are not visible to the driver in principle (behind curves, etc.).
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first AusMirungsförm the system according to the invention.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the system according to the invention.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of the system according to the invention.
  • Fig. 4 shows schematically the most preferred embodiment of the system according to the invention.
  • Fig. 5 shows schematically a typical application of the system according to the invention.
  • Fig. 6 shows schematically an embodiment of the system according to the invention.
  • Figures 7a, 7b and 7c show three variants of passenger guidance at a platform, according to the invention.
  • Fig. 8 illustrates an embodiment of a ticket according to the invention.
  • Fig. 9 shows a deployment situation of the system of the invention.
  • Fig. 10 shows a further embodiment of the invention.
  • FIG. 11 shows a further embodiment which explains the possibilities which the system according to the invention provides for automatic access control.
  • Fig. 12 shows a preferred, further embodiment.
  • Fig. 13 shows a preferred further embodiment.
  • FIG. 1 A simple embodiment of the invention is shown in FIG.
  • the station has a lounge area 10, so about a lobby, and a platform 12. From the outside doors 34 lead right and left in the station. Passengers are shown as circles 2. From the vestibule 10 lead three escalators 6 on the platform 12.
  • Ticket machines 40 are placed in the station. Ticket machines 40 may of course also be mounted in a vehicle, ie subway train or the like (not shown).
  • the guidance system can recognize that a person is in the area of this vending machine.
  • the passenger wants to go This can be done with varying accuracy, depending on the information from the ticket.
  • these would be, for example, a driving range, such as 3 rings, 4 stations, or an area (tariff zone).
  • the ticket could be more specific, ie specify the destination explicitly.
  • the system may conclude from this trip target data that the passenger is likely to want to go to a location that is more or less accurately known depending on the type of trip target data.
  • the prior art US 4,092,718 does so in part for non-track guided vehicles, where the generated instructions there go to the drivers of the vehicles but do not trigger or control automatic driverless trips can. The information on a large number of passengers therefore gives a picture of the number of people who are in certain areas and are likely to drive to other areas.
  • the system allows the traffic operator to respond appropriately to changing conditions, such as using additional trains, when a large number of people simultaneously buy tickets for a specific destination, such as a major event, after-work traffic or the failure of other transport systems of the network, for example the failure of certain sections of the route, so that the passengers take an alternative route. According to the invention, this is preferably done fully automatically.
  • FIG. A station as in FIG. 2 is equipped here with access controls 42, which can capture and count persons entering and exiting to or from certain areas (lobby, platform).
  • the access control devices 42 are preferably arranged in the region of doors, escalator accesses, etc. This can be achieved for example with light barriers, but also other devices, such as light panels that are covered by people walking above it, so that light sensors in the ceiling measure the obscuration and can infer the number of people.
  • infrared sensors motion detectors, photoelectric sensors, counting sensors, a computer-controlled video image analysis of surveillance cameras or cameras specially installed for this purpose (video image abstraction, etc.) can be used to obtain this information.
  • the direction, ie whether a person walks into or leaves the station, can be achieved by means of appropriate access controls (double-light barriers, one-way barriers and the like). Possessing a person's registration is possible with suitable devices, for example using personalized tickets with RFID chips.
  • access controls may also include such devices which are not primarily for access control, for example devices intended to detect a transfer of persons between different sections of the same platform, in addition to devices incorporating the Enter the station. For simplicity, such devices are summarized under the term access controls.
  • Such devices, such as photoelectric sensors can be conveniently purchased and installed, the location can be chosen very flexible, and passenger flows are thereby hindered in any way.
  • the automatic evaluation (by image processing, abstraction, etc.) of video images should preferably be used for data acquisition. Cameras and data lines are due to increased surveillance and the need for it in transport facilities anyway. In this case, both the infrastructure, so the buildings for filling and emptying the means of transport as well as the means of transport itself monitoring devices that are simultaneously counting and hazard detection facilities have, with the timely (online) transmission via wireless interfaces, infrared interfaces, wireless LAN or similar transmission technologies Part of the system shown here are. Another possibility for access control devices, which however represent a greater or lesser impediment to large flows of people, would be barrier-like devices or doors that open only after the introduction of a valid ticket for the passenger.
  • shut-off / release devices offer a more precise control option for the transport operator (shut-off of stations after business hours, etc.).
  • certain smart card systems and touchless systems are state of the art, which may also be able to detect the cardholder's direction of movement, and may be due to multiple sensors in the room, ie, the geometric arrangement of receivers and the movement of the respective transmitter in relation to generating a detection of the direction of movement and the generation of a corresponding data pulse, which conveys this direction to the controller of the system.
  • the system preferably deviates from the prior art, in particular For example, US 4,092,718, its data required for the functions of the invention independently from the intervention of the passengers themselves to be functional inputs from passengers in machines, if they are known in the art, but additionally useful if they are useful for the function O which can refine the functional results.
  • FIG. 1 A particularly preferred embodiment of the system according to the invention in a railway station is shown in FIG.
  • the station has a lounge area 10, so about a lobby, and the platform 12. From the outside doors 34 right and left lead to the station. Passengers are shown as circles 2. From the vestibule 10 lead three escalators 6 on the platform 12.
  • Several receiving devices 44 are placed in the station distributed to receive the signals from the passengers 2 carried transmitter (not shown). Of course, receiving devices 44 may also be mounted in a vehicle, ie subway train or the like (not shown).
  • the (limited) reception areas of the reception devices 44 which can overlap more or less, form a kind of cell system comparable to the mobile radio systems.
  • the position of a passenger's personal transmitter can be more or less accurately determined as required (staying in a cell or determining the position by measuring the reception strength of the signal in multiple cells).
  • a large number of persons 2 enter the station, which is shown on the right side. The system will detect this large number and their direction of movement, concluding that people want to get on the platform, and taking action so that passengers do not all get into the right area of the platform.
  • the right escalator 6 can be switched off or at least greatly slowed or even driven in the opposite direction, while the middle is driven at the highest speed. This prevents many or even all passengers from accessing the platform 12 via the right escalator 6 and possibly overfilling this area. Thus, a better distribution of people on the platform is achieved. If, in the case shown, a crowded train enters at the same time, then the problem continues to separate the passengers getting off as possible from those who want to get in, in order to avoid a crowding and therefore a loss of time.
  • the left-hand escalator 6 can be driven in the direction from the platform 12 to the vestibule 10, and with optical and / or acoustic guidance means (not here) 4 and 5), the departing passengers can be directed towards the left exit of the station. This effectively prevents a collision between boarding and boarding passengers, allowing the train to leave faster and carrying a larger number of passengers in the same amount of time.
  • the system comprises a plurality of transmitters 32, here integrated in two different items (ticket or name badge), a plurality of receiving devices 44, and a central processing unit 20.
  • the central processing unit 20 is connected to the receiving devices 44.
  • Various guiding elements may be connected to the central unit 20; in the example shown here, these are visual indicating means, such as a controllable display panel 24, acoustic conducting means 26, such as a piercing speaker, and mechanical shut-off elements 28, e.g. electrically controlled passage or elevator doors or a lockable passage barrier, and in particular control means 60 for means of transport, so for example the controllable switches and / or signaling devices of a subway rail system.
  • the transmitters 32 may be RFID chips.
  • the receiving devices 44 usually also have a transmitting capability to activate the usually passive RFID chips so that they send out their corresponding identifier.
  • the connection of the central unit 20 to the receiving devices 44 and guide means 24, 26, 28 can be both wired and wireless. According to the invention, the corresponding vehicle capacities in the required length, room capacity and travel frequency are supplied via the central computer.
  • the system shown offers many possibilities to guide and direct people or streams of people. In the following, this is described for a train or subway system, but many other applications are considered, such as other mass transit means,
  • Illuminated signs and loudspeaker announcements enable passengers to be directed to the shortest traffic routes to this location.
  • An optimal, ie as uniform as possible occupation of the trains can be achieved with the system.
  • the escalators can be controlled to achieve a desired passenger flow or distribution.
  • the front Balinsieres Scheme is already crowded, the system will recognize this, and for example, turn off the leading to this area escalator or run in the opposite direction. This will cause the passengers to use the other two escalators, and further overfilling of the front platform area is effectively prevented.
  • both direction can be reversed to prevent too many people from using the tape in an undesirable direction, as well as adjusting the speed of these devices. If an area should be cleared quickly, for example because a fully occupied train arrived, or an evacuation is to take place, the means of transport can be accelerated. If, on the other hand, an already existing overcrowding of a section is not further intensified, the means of transport can be slowed down so that people are given time to distribute themselves more evenly.
  • the entire capacity management of a complex traffic system is automatically carried out or the responsible persons responsible effectively and quickly supported (see also FIGS. 6 and 10).
  • FIG. 5 illustrates a situation in which the system according to the invention can help to achieve an even distribution of passengers on a platform 12 and in a train 14.
  • the train 14 is already well occupied in the first car, and further a large number of passengers 2 are ready to board this area.
  • the system of the invention now recognizes this condition and switches the escalator leading to the overcrowded area in the running direction to the station area 10, ie away from the platform 12.
  • the persons walking in the station area 10 in the direction of the train and usually just the at The next escalator would therefore be routed in this way to use the other escalator leading to platform 12.
  • dashed arrows the desired direction of movement of the passengers is indicated.
  • the desired effect is not only caused by the direction of the escalators, the passengers should continue to be directed according to the invention with optical and acoustic guiding means 24, 26 in the desired direction. So above all, for example, by variably controllable signs or billboards, but optionally also by corresponding automatic loudspeaker announcements.
  • Visually impaired persons can also be taken into account, eg such persons can be shown the path in a certain direction analogously to the traffic lights equipped with acoustic signal transmitters.
  • the entrance to an escalator may be equipped with it to prevent a visually impaired person from erroneously entering an escalator traveling in the wrong direction.
  • a visually impaired person may be provided with a corresponding identifier on their personal ticket so that the system recognizes when the person is approaching a wrongly running staircase etc.
  • Fig. 6 illustrates in an overall scheme a preferred embodiment of the system according to the invention. In this figure, a combination of various individual components is shown, which have already been described. Fig. 6 shows how a variety of individual measures can be combined to form an overall system for collecting the data obtained from the count 110 along with additional information such as video surveillance 54 / computerized image processing 56 for monitoring 118, line 112, 114 of persons and Control 106, 76, 78 of means of transport 14 by a central unit 20 to use. The control is carried out via the central unit 20, by means of a control means 60.
  • Reference numeral 112 represents sectoral guidance commands (to passengers) at the station, while 114 represents sectorial guidance commands within the vehicles. Such sectoral guidance commands may be given by means of automatic loudspeaker announcements, pictures, controlled colored floors, ceilings, walls, etc., by the use of light (curtains), train destination indicators ZZA and other displays.
  • the central unit 20 also controls escalators / belts and elevators, 102, as well as platform doors, 104 because of the incoming data.
  • the dashed lines represent the safety-relevant functions that can trigger alarms in problematic situations, 116 and which technical infrastructure of the control functions allowed to use.
  • Images and recordings of the video surveillance are fed to the dispatching center or to a central control center, 108.
  • Monitoring 118 can then take place automatically, but also by personnel.
  • the count 110 takes place in this diagram at entrance areas by means of access control devices 42, also in vehicles 14, such as video surveillance 54, but preferably also by the wandering of the transmitter in the tickets 58 through the system, b), or when buying a ticket 58 at one Automata, a).
  • Constant feedback 100 constantly monitors the effect of a measure in the system. Not shown here is that of course an intervention personnel, into the system, so in particular the central unit 20, can be maintained.
  • FIGS. 7a, 7b and 7c three variants of the guidance of persons on a platform are shown. In this case, especially the leadership of people is shown to achieve optimal occupation of vehicles.
  • people should be guided in such a way that they preferentially go into less heavily occupied vehicle parts.
  • Fig. 7a this is done by appropriate displays, such as illuminated signs, or displays of the various technologies, e.g. LED, LCD, TFT, plasma, etc. reached.
  • Fig. 7b shows this provided in the ground light fields, either by shape (arrow / bar) or by different colored fields (such as red / green).
  • Fig. 7c illustrates the use of light curtains for this purpose, such as through different colored light curtains or the targeted E ⁇ WAusvolution individual segments.
  • the light curtains can occur linearly at the edge of the platform or even illuminate a certain area of the platform from above or diagonally above.
  • Fig. 8 shows how a ticket for the system according to the invention may be equipped with a magnetic stripe 50 and a "ped" 52.
  • the pedestal 52 serves to receive a fingerprint of the purchaser of the card so that these biometric data can be checked later, that is, whether the carrier is also the original purchaser of the card, for example, by causing the purchaser to place his thumb in "ped" 52 when operating the ticket.
  • the magnetic strip 50 can be used for recording various data, it is of a conventional type and therefore will not be described further.
  • the function according to the invention of the 1: 1 matching in the map and the access authorization given therewith, ie, for example, unlocking a barrier or person separating device, can also take place without contact, eg with transponder technology, radio etc.
  • Fig. 9 shows a typical deployment situation of the system according to the invention for guiding the passengers at a platform to achieve optimum occupancy of vehicles and reduced holding times.
  • acoustic means are shown, but they may also be optical means or a combination of both.
  • FIG. 10 shows an aspect of the system according to the invention.
  • the results of the automatic passenger counting 110 are processed as an essential element in the computer unit 20 in order to be coupled via the traffic-dependent dispatcher function 120 to the system control automatic driving 60 (subsumed in the description of the other figures under "Leitffen") and to commands respectively To initiate control commands to the automatic system and train control.
  • the core system in the series 110, 20, 120, 60 is made more efficient by combined subsystems (this may also include the personal guidance system according to EP 941527 Bl), even if it is functional without them.
  • the security of the traffic system can be drastically increased, which is especially preferred in view of the threats of public mass transit systems.
  • New in the sense of the invention is the aspect of the automatic monitoring of the stations and trains (inter alia via known electronic detection systems of the intelligent processing of digital camera images), and preferably the combination of these recognition instruments with the train control.
  • Counting data can also be used for billing, both as distance-dependent Billing in conjunction with biometric card systems 58 with a suitable output terminal 121 to the passengers / passengers, as well as among the operators of the transport itself, if several companies offer the service of the transport system - economic independently - respectively operate (billing software for fares revenue distribution 122).
  • Video images may be recorded for law enforcement, law enforcement, and study purposes (law enforcement records and for future planning 123) - deletion after a certain period of time may be indicated by law (124).
  • Maps and biometrics can also increase security or deny access to them (121 in conjunction with 58) for certain people (such as suspects in a terrorist environment).
  • Passenger guidance systems acc. EP 0 941 527 B1 can also be coupled to the system according to the invention (this includes routing means such as 112 and 114), such as passenger information systems (125), where a separate position determination may also be sufficient (eg via GPS 126) like that of the train control system (cf. 60).
  • the train control system (60) is directly connected to the (automatic) dispatching system 120, it can be combined with it without any human intervention, provided the technical supervisory authorities agree.
  • the system according to the invention can be designed for the whole system in the case of a large, especially track-guided traffic system, but also only for one (for example heavily frequented) part.
  • log-in areas are provided in the system in which the driver of a train or even an automatic driverless train logs into the system or logs it out again (127).
  • Both the biometrics control card output 121 and the passenger information system 125 are connected to, or even automatically control, the passenger quality of service system 128, the information paths from the ticket machines 121 being bi-directional, and information from the operator Passenger Information System 125 may appear not only on large displays at the station and in the trains, but also in the display of the machine already and so may affect the choice of destination for the benefit of the passenger.
  • the invention allows the traffic operator at any time to get an overview of the current load of the interconnected system with passengers, and to take measures to remedy or premature failure, congestion, etc., so to provide or automatically trigger the use of additional trains, and in general
  • the control of vehicles can be intervened directly by the system, so that additional (driverless) trains can automatically be introduced into the traffic network, for example. If this is required, however, interventions can also be provided for vehicles that are not fully automatic, for example automatic braking when an imminent danger situation is detected, but it may also be sufficient to inform the driver of the dangerous situation in good time.
  • each passenger receives a sender or chip integrated in the card with the ride ticket, be it an annual, monthly, weekly or day pass or a multi-trip or single ticket.
  • the transmitter can be integrated into a plastic card or integrated as a wire unit in a printable firmer card. Other materials are conceivable, if they are useful for the function.
  • the transmitter be integrated into comparable cards or other compassionate items, such as access cards, name badges and the like.
  • the contained identifier of the transmitter must in any case be unique within a system in order to allow a person-count. It is possible to equip the transmitter with an identification that allows a conclusion on the carrier.
  • An unambiguous assignment would be conceivable, for example, by means of a customer number at the corresponding traffic operation, in the case of (non-transferable) subscription tickets. The same can be used for season tickets / seasonal tickets for zoos, amusement parks, stadiums etc.
  • the carrier would be identifiable only by the respective operator, third parties would have no possibility of identification.
  • Unique identifiers may be used that allow identification, such as badge numbers or the name of the carrier. The identification can be interpreted according to existing or future data protection regulations. A person-counting is possible in any case.
  • Each ticket issued - even for just one trip - receives a small transmitter (the costs are extremely low for large quantities).
  • One-trip tickets can also be recovered when leaving the means of transport, multi-trip tickets when leaving z. B. the underground station (lock area) after the last trip, i. when the validity expires. This is already state of the art in today's subway London subway system. Such an approach thus allows the reuse of more expensive in the purchase cards with their transmitters, pads, etc., which can be reprogrammed again and again.
  • the system according to the invention comprises a large number of personal transmitters (for example in the form of "smart cards"). This is the users of the personal transmitters (for example in the form of "smart cards"). This is the users of the personal transmitters (for example in the form of "smart cards"). This is the users of the personal transmitters (for example in the form of "smart cards"). This is the users of the personal transmitters (for example in the form of "smart cards"). This is the users of the
  • Transmitter can be used in conjunction with the receiving devices used for accurate location of people, this can optionally be done either "anonymized” or personalized.
  • the data (number of people, whereabouts), which are determined by the use of Personal transmitter can be detected, are evaluated for a variety of functions of the traffic control system and used to allow an adaptation of the control system to a variety of conditions in a timely manner.
  • the transmitters serve the automatic capacity planning and release in the traffic system as well as for the safety.
  • the aim of the present invention is to provide a system which optimally combines the above-mentioned applications, is inexpensive to manufacture and to acquire, and offers a high degree of accuracy.
  • it is associated with the ticket purchase or the like or even forms a unit with it.
  • it is used to collect passenger numbers for purposes of inspection, safety, billing, vehicle scheduling and the determination of input data for controlling the traffic system.
  • the location of the transmitter carried by each person can be determined by means of receiver devices installed in vehicles and rooms and visualized by means of a computer program and used for further purposes.
  • Such a system can be used for counting at the entrance to a metro station, but also at the exit, it can be used to overturn the fare when driving too far (eg when a passenger leaves the area for which the ticket is valid), but also to count the persons on a platform, on a train door or in a train part, as well as for drawing a precise picture of the whereabouts of persons on a platform or in a vehicle. It enables the operator to track or track passenger flows, and at any given time records a picture of the time and place people are in the system.
  • Accurate detection of the number of people, for example, in a particular bleachers area of a sports stadium, or in the cloakroom, VIP or other area, can also be guaranteed. This can be used, among other things, to prevent more people from staying in a particular area than is tolerable for fire protection (concert hall) or static (football grandstand) reasons.
  • the survey can also be personalized for personalized cards, but it can also run non-personalized.
  • a data filtering as it may be required by the data protection, can be pre-, Nach- or switched on. It is in any case necessary that each card or each transmitter is individual in that a differentiation of different persons is possible.
  • a personalization in which personal data can be called up by the sender (customer number, etc.) is optionally possible.
  • For time cards it is necessary to encode the cards in such a way that an assignment to the time periods of the validity is possible via the identifier. That to determine if a passenger has a valid or expired ticket. For this purpose, a date-related identifier can be used.
  • data in particular personal data
  • data after be deleted in accordance with the legal provisions applicable in the area of the transport operator, if necessary in accordance with supraregional or international agreements. Compliance is to be ensured by the operator - if necessary, the technical possibilities may exceed the application possibilities from a legal point of view, or all technical possibilities are exhausted only in special cases or with special occurrences.
  • a vehicle such as a subway train
  • the location is also known. This information may be of importance, such as in the event of a power outage, a tunnel fire or a terrorist attack.
  • the addition of a location of a vehicle is required, since the receiving devices may be located, inter alia, in a train that changes its position when driving.
  • the position determination is necessary with respect to the receiving devices, but in addition the information on where the corresponding train resides. With this combined information, the position of the passengers is then known as a whole.
  • the position of a train can be done by known means.
  • the location determination can be refined, e.g. by dividing the rail system into correspondingly small sections and detecting when a particular train is in a particular section and in which direction it is traveling.
  • Space can be achieved in individual trains. Indirectly, it will also be a better one Infrastructure utilization guaranteed.
  • the passengers can be directed with the elements of the guidance system to the other, less frequented doors.
  • the system can register the increased passenger volume and automatically cause more trains to hold up, moreover, the increased passenger flow can be conducted in advance so that strong crowding can be avoided in. Since the passengers are preferred already detected so early (ie, already at the station entrance or forecourt) that take a few minutes until they are ready to board the platform, more trains can be provided during this time, so that the higher number of people as quickly as possible can be transported to the station.
  • the passengers are informed about the use of additional trains, so they refrain from necessarily take the first train.
  • An optional option is to switch escalators, elevators, etc. in such a way that the flow of persons increased in one direction at short notice can be dissipated without interference. This means that each one escalator for the inflow and outflow from the platform will switch both for access to the platform at short notice if the system recognizes that many people are walking towards the platform while no or only a few are leaving the platform.
  • the invention can be used to recognize too high occupancy of a tribune, so that appropriate measures against impending design failure, in extreme cases, even collapses can be taken , The same applies to traffic structures.
  • the system can prevent people from accidentally entering the danger zone by using the elements of the control system, ie warnings on illuminated signs, audible alarms, mechanical barriers at endangered areas, etc
  • the flow of people can be specifically directed so that it comes as possible to no stagnation and a sufficient safety distance to fire is observed.
  • Rescue workers are provided with additional information For example, if there are still people in a particular area. If a particular transmitter is located within a danger area that does not move, it can be used to identify a helpless person and action can be taken. It is preferred that in case of fire it can be checked whether all have left the building or are in safe areas.
  • Camera locations can be: on and in the vehicle along the route and in its surroundings at locations with a high overview (for example, satellites).
  • Images of the route or of the infrastructure are monitored with intelligent processing (eg image processing) for sudden and conspicuous changes a) before the start of operation and / or after the end of operation (in rail-bound systems) by a slow vehicle, in particular checking for quality changes of the route, eg Deformations, cracks, etc. b) during operation, in particular check for obstacles of any kind a certain period before and (eg with camera on board) immediately before passing the Track section at high speed.
  • intelligent processing eg image processing for sudden and conspicuous changes a) before the start of operation and / or after the end of operation (in rail-bound systems) by a slow vehicle, in particular checking for quality changes of the route, eg Deformations, cracks, etc.
  • b) during operation in particular check for obstacles of any kind a certain period before and (eg with camera on board) immediately before passing the Track section at high speed.
  • a differentiation of image processing is desirable because changes also occur through daylight, brightness, darkness, shadows, driving rain, snowflakes.
  • a moving image of the Switzerlandspitze / vehicle top, one or more images of the distance from the outside, laterally or laterally from above, before and with passing train, and possibly a satellite image are blended together by intelligent image processing - the result is analogous to the already described person monitoring ( eg in the station) to the central computer.
  • Track monitoring includes according to the invention, for example
  • Access control can be supplemented possibly by X-ray devices, explosives detectors etc.
  • the parameters to be monitored are: Intrusion, ie unauthorized entry by persons or other living beings
  • FIG. 11 shows this subsystem according to the invention for monitoring described above, using the example of the camera location satellite.
  • the scheme also applies to other camera locations, both for mobile locations and a variety of consecutively combined locations.
  • a vehicle 11.1 in the example shown here a train, is located on and drive through a route 11.2., Also track, in the example shown here a rail track, but also magnetic train, road, highway, preferably with a defined course or track. Remote from the route, but this overlooking cameras 11.4., For example, on a satellite 11.3., Are in constant data contact 11.19 with the vehicle. The cameras 11.4. one transmitter eg satellite 11.3. transmits the data 11.6. (54) the 11.5 to be traveled by the vehicle in the near future route to the central computer 20, this being an automatic intelligent image processing 11.7. (56) incorporated or upstream of it.
  • the image processing is linked to a location determination 11.9, eg GPS, but also conceivable train number reporting systems such as known in rail traffic or other means for the precise location of vehicles in real time.
  • the image processing and the computer intelligence behind it allows the automatic detection of obstacles 11.8, wherein preferably also a constant comparison of the actual situation found by the continuous camera observation takes place with the desired situation, so that changes are recognized immediately.
  • the data situation and its processing results lead in the event of a fault in the infrastructure to a reaction 11.11., For example, emergency braking at obstacles, as well as the triggering of alarm 11.12 to the operations center or control station 11.13.
  • Control commands 11.14 which influence or control the automatic train control 11.15 (60) are generated automatically or by the intervention of person decisions in the control center.
  • Fig. 12 shows a further embodiment, which explains how filling levels of trains can be communicated to the passengers and so a corresponding behavior can be achieved on heavily filled platforms.
  • Draw length and train position indicators (in one) as in Fig. 12a mark the prior art. 12.1 describes a long train, 12.2 a train and 12.3 a short train. 12.4. means that the position of 12.2. and 12.3.
  • Fig. 12 b shows preferred alternatives of the representation of the train position, which can be used according to the invention for the efficient handling of the passenger change in the station.
  • Their advantage lies in the fact that the passenger to be expected in the incoming train expected degree of filling or the distribution of passengers in each car is informative, without giving him a compulsory recommendation. This is psychologically better and shows advantages in the invention where it is necessary to call on the participation of the passengers to be transported.
  • 12.5. describes a graphical indication of the degree of filling according to the single train, 12.6. describes the degree of filling as accurate as a single train can consist of several cars (theoretically, the can go up to "door sharp"), 12.7. indicates the respective% of the filling. If the distribution is unequal in a short train or single train, the% number can be given on average (12.8.), Which is a variant that is less efficient in the sense of the invention.
  • Fig. 13 describes the various functions of the system according to the invention in their context and summarizes individual aspects of the functional links for the purpose of improving the efficiency and safety of transport systems, in particular mass transport systems.
  • an automatic counting of passengers 13.1. in a system. This via a biometric map system 13.8. or via video surveillance with intelligent image analysis 13.6. It is only one of the preferred options, besides there are infrared, photoelectric, brightness and weight comparisons, etc.
  • the passenger line can be controlled via the automatic counting for efficient passenger distribution and passenger information, with parts this feature except for data collection over 13.6 and 13.8. in EP 941 527 are already disclosed. This single already known strand, which can be integrated into the invention, is 13.3. designated.
  • One aspect of the invention is that the knowledge gained about the number and distribution of passengers in the traffic system 13.1. also influence on automatic train control 13.4 and influence on vehicle operation control 13.5. is taken. Insights from video surveillance combined with intelligent image processing 13.6. Are also used to influence train control (see FIG. 11) and mission planning (see FIG. 6), i. Actions of elements 13.4 and 13.5. which have a positive effect on the operation of vehicles in the system, preferably train operation, to improve efficiency and safety. In addition, the elements 13.8. and 13.6. also alarm and safety functions 13.7. in particular, when there is a disruption to the operation of the traffic system or if objects or persons enter the system that could pose a safety risk. 13.6. and 13.8. communicate for this purpose preferably with an (external) database 13.9., For example, holds the biometric data of wanted persons that you do not want to have in the system to avoid security risks.
  • Alarm is triggered 13.7. or vehicle deployment planning 13.5. increases or decreases the number of vehicles per unit of time or the number of parts of the vehicles (eg longer train) or changes the line, deletes stops, etc., this is also in addition to the functions disclosed in EP 941 527 and in addition to possible other functions the passenger information system communicated (links 13.10).
  • the transmitter for data filling of the guidance system according to the invention can be contained in various objects that are felt by corresponding persons. These include driving and entrance tickets, access cards, name badges and the like. As a carrier plastic cards or cards made of solid cardboard are suitable, the transmitter can be integrated therein according to known techniques or mounted on it. As a transmitter, so-called RFID chips, ie Radio readable labels are used. These will usually be passive transmitters that do not require their own power supply, but the invention is not limited to passive transmitters. Moreover, as described above, according to the invention, the detection of objects and persons in the system that do not carry a transmitter is included in the system.
  • the accuracy of a location determination of a transmitter or of a transmitter-less object / person in the system according to the invention depends inter alia on the type of reception areas. For substantially non-overlapping coverage areas (or even cells), location will be limited to determining the station's presence in certain areas corresponding to the coverage areas. Therefore, in this case, the accuracy will depend directly on the size and number of receiving areas. In overlapping coverage areas known ⁇ techniken- analog can be used in mobile networks to, especially on the basis of received signal strength of a transmitter to the position of the transmitter to detect more accurately.
  • all or at least most of the escalators can be switched in the appropriate direction to speed up the emptying of a platform.
  • elevators can preferably be driven in advance in a corresponding floor to shorten waiting times when foreseeable many people will suddenly request elevators in the same direction.
  • the speed of people who in principle determines is of minor importance and can only be roughly determined anyway. However, it can be quite beneficial to be aware of how fast a larger number of people are moving in order to provide trains as soon as possible in order to avoid large crowds of waiting passengers.
  • FIGS. 1 to 3 can also be combined according to the invention, as shown for example in FIG.
  • additional data from ticket vending machines and / or access control devices may be consulted, which may provide an even more sophisticated picture of the flows of people and residence densities of persons.
  • greater resilience is achieved by allowing some type of "backup" function by using different independent subsystems to position people, so that if one subsystem fails, others remain functional - all conceivable combinations of features described and devices may be provided as needed and provide a high degree of flexibility and operational safety for users of the traffic guidance system of the present invention.
  • the traffic control system is not limited to high-speed means of transport, in particular track-guided. In driverless or automatic train systems, it develops great effect according to the invention.
  • a possible preferred embodiment for track-guided or line-constant means of transport on the surface such as buses, trams,
  • Waiting area can with purchase and control of the smart cards and with the described
  • the delimitation of the routes from the waiting areas can be done by platform screen doors and similar barriers, as disclosed for example in EP 1 053 159 B1.
  • a certain protection of the waiting for example, also from climatic
  • it ensures that only the correctly counted passengers who have been pre-tested for driving authorization and safety board the means of transport.
  • a variant consisting of different elements is preferred.
  • the preferred variant is suitable for buses and bus lines as well as trams / trams and light rail vehicles.
  • the lines drive on the surface and usually, but not necessarily, on their own track or own route.
  • the waiting passengers are housed in covered and laterally closed structures, preferably container-like buildings, but in any case buildings with preferably steel structure and glazing. They enter these buildings to wait for the means of transport and preferably for control.
  • the buildings preferably have walls with platform screen doors, if necessary also flexible platform screen doors, i. Where doors of the bus or rail vehicle are, doors also open in the lane side of the waiting shelter.
  • One or two of the sides not facing the lane or the track have entry and exit doors for the passengers in and out of the gatehouse.
  • the waiting building can also consist partly of textile structures that are created in lightweight construction. A certain degree of thermal insulation must be constructively possible, since temperature differences exist on the walls.
  • the waiting area is air-conditioned, i. A pleasant waiting climate is ensured via the air condition.
  • the vehicle approaches so close to the lane-side wall or the lane-side doors that the room climate is not affected by the door opening, i. E. as little as possible of the tempered air is lost.
  • the energy supply of both the waiting area and the vehicles is self-sufficient, for example with the help of fuel cells, the energy for which can be generated with solar systems (especially in climatically hot, sunny areas).
  • Waiting hall elements can be longitudinally combined, ie added, also a central entrance hall with extensions, consisting of waiting area elements, is conceivable.
  • security monitoring also as described above in connection with ticketing, at the entrance to the waiting area, also conceivable metal detection, detection of explosives, biometrics, scanner for bags etc.
  • a passenger line according to the invention requires the counting of passengers who want to travel by means of transport. In this way, the lines, frequency of the vehicles etc. can be controlled via the actual number of arriving passengers (traffic on demand).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Leit- und Sicherheitssystem für Verkehrsmittel, insbesondere komplexe Massenverkehrsmittel bereit, wobei automatische Zählung von Passagieren, Sicherheitsüberwachung, z.B. gegen Brand, Kriminalität und Terrorismus, Steuerung des Einsatzes von Einzelkomponenten des Verkehrssystems wie Fahrzeugen, Zügen usw., automatische Überwachung der Fahrstrecke und Information der Passagiere durch ein elektronisch-technisches Rückgrat miteinander verbunden sind. Das System umfasst mindestens ein Leitmittel (24, 26, 28, 60) für mindestens ein Verkehrsmittel (14) und/oder für Personen, mehrere Erfassungseinheiten (40, 42, 44) und eine Zentraleinheit (20). Die Zentraleinheit (20) ist mit den Erfassungseinheiten (40, 42, 44) und mit dem Leitmittel (24, 26, 28, 60) verbunden. Die Erfassungseinheiten (40, 42, 44) sind dazu bestimmt, die Anzahl von Personen zu ermitteln, die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestimmten räumlichen Bereich befinden, so dass die Zentraleinheit (20) in Abhängigkeit davon das Leitmittel (60) steuern kann, um die adäquate Anzahl an Fahrzeugen automatisch in der erforderlichen Frequenz bereitzustellen und die Passagiere zu den Zugängen der Fahrzeuge zu leiten.

Description

Leit- und Sicherheitssystem für komplexe Verkehrssysteme
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verkehrsleitsystem mit verschiedenen Einrichtungen zum Steuern und Sichern von Verkehrsmitteln und Leiten von Personen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Leit- und Sicherheitssystem mit Fahrwegsicherungssystem.
Ausgangspunkt des der Erfindung zugrundeliegenden Problems ist dabei der Ist-Zustand in Verkehrssystemen, insbesondere Massenverkehrssystemen, der durch Staus und Sicherheitsprobleme, wie auch große Kapazitätsprobleme gekennzeichnet ist. Die Steuerung der Verkehrssysteme kann mit ihrem Wachstum oft nicht mithalten. In diesen Verkehrssystemen, insbesondere Metro- und Vorstadtbahnsystemen, treten täglich Verkehrsspitzen auf, welche zu Kapazitätsengpässen und mancherorts auch Systemzusammenbrüchen führen können. Es ist häufig zu beobachten, dass Passagiere nur an wenigen Stellen beispielsweise in einen U-Bahnzug einsteigen, vor allem in der Nähe von Zugängen wie Rolltreppen, auch wenn der Zug noch mehrere weitere Türen aufweist, die jedoch nicht benutzt werden. Um auch andere Türen des Zugs zum Einsteigen zu benutzen, müsste der Fahrgast von der Rolltreppe eine Strecke entlang des Bahnsteigs zurücklegen. Verständlicherweise scheuen Passagiere unnötige Wege, vor allem auch, da die Abfertigungszeiten sinken und viele Fahrer nicht darauf warten, bis einzelne Fahrgäste bis zu weiteren hinten liegenden Türen gelangt ist. Um den Zug nicht zu verpassen, ziehen die meisten Fahrgäste es daher vor, trotz des herrschenden Gedränges an der Tür einzusteigen, die ihnen am nächsten ist, also in der Regel in der unmittelbaren Nähe der Zugänge zum Bahnsteig. Dadurch wird natürlich die Standzeit des Zugs erhöht, und vor allem bei Zügen ohne innere Durchgangsmöglichkeit wird die Besetzung ungleichmäßig, so dass sich Fahrgäste in einem Zugteil drängen, wohingegen andere Zugteile leer oder weniger besetzt bleiben.
Unnötig verlängerte Standzeiten fuhren damit zu einer deutlichen Verringerung der Beförderungsleistung an Fahrgästen. Dadurch kann unter Umständen eine Erweiterung des entsprechenden Transportmittels geboten erscheinen, die in Wirklichkeit unnötig wäre. Bei einer derartigen unnützen Erweiterung werden dann in großem Maßstab Ressourcen verschwendet, neue Strecken gebaut, mehr Züge eingekauft etc.
Betreiber von Verkehrssystemen sehen sich darüber hinaus in zunehmendem Maße der Notwendigkeit gegenüber, die Anzahl der in einem Verkehrsmittel, insbesondere in einem Schienenfahrzeug, befindlichen Personen nach gefahrener Strecke zu einem gewissen Zeitpunkt genau zu ermitteln. Dafür gibt es verschiedene Gründe. Ein Grund besteht in der Feststellung der Effizienz einer Strecke, also zur Klärung der Frage, ob das Transportangebot angenommen wird, oder ob sich die Bedienung bestimmter Streckenabschnitte überhaupt lohnt; darüber hinaus aber auch aus abrechnungstechnischen Gründen. Dies gilt insbesondere, wenn mehrere Betreiber in einem Verkehrsverbund zusammenarbeiten, und Fahrgelder nach Beförderungsaufkommen zwischen den Betreibern aufgeteilt werden müssen.
Eine genaue Zählung mit möglichst schneller Übertragung der Ergebnisse an eine Leitstelle oder an ein automatisches System ist auch dann erforderlich, wenn es gilt, nach Bedarf auf eine erhöhte Fahrgastmenge zu reagieren, also wenn z.B. zusätzliche Züge nach dem Ende einer Großveranstaltung (Konzert, Fußballspiel), bevorzugt selbsttätig, eingesetzt werden sollen. Nur eine möglichst genaue Zählung von Fahrgästen ermöglicht dem Verkehrsbetrieb bedarfsgerecht zu arbeiten, d.h. überschüssige Züge einzusparen und dabei Kosten zu sparen. Dabei ist es wünschenswert, so früh wie möglich über ein erhöhtes Fahrgastaufkommen informiert zu sein. Dabei bieten Zählungen bei fahrerlosen, automatischen Massenverkehrssystemen auch die Möglichkeit, zeitnah zusätzliche Züge einzusetzen, ohne über Fahrer verfügen zu müssen, so dass schnell reagiert werden kann. Mit Systemen, welche die Fahrgastmenge über die Anzahl ein- bzw. aussteigender Passagiere zählen, kann natürlich nicht verhindert werden, dass es nach einem solchen Großereignis zu einem Gedränge in Bahnhöfen und auf Bahnsteigen etc. kommt. Eine Erfassung der Fahrgastmengen bereits im Vorfeld würde dies jedoch verhindern helfen. Da der Nahverkehr in den meisten Ländern (insbesondere EU-Länder) mit öffentlichen Mitteln bezuschusst wird, ist auch aus Gründen der korrekten und zielgerechten Verwendung von Steuergeldern eine genaue Erfassung geboten.
Durch eine intelligentere Verteilung der Passagiere an einem Bahnsteig kann die Einsteigezeit in haltenden Massenverkehrsmittel, insbesondere Zügen, weiter verkürzt werden und dabei eine Verkürzung der gesamten Fahrgastwechselzeit bewirkt werden. Folglich lässt sich die Taktfrequenz der Fahrzeuge erhöhen. Außerdem wird so die Besetzung des Zuges gleichmäßiger gestaltet, also beispielsweise der vorhandene Raum und/oder die Sitzplätze besser ausgenützt. Durch verkürzte Standzeiten können pro Zeiteinheit wesentlich mehr Züge im Bahnhof halten, und es können im Bahnhof befindliche und nachströmende Personen in höherer Anzahl pro Zeit bzw. in höherer Geschwindigkeit weiter transportiert werden.
Das grundlegende Prinzip eines dementsprechenden Verkehrsleitsystems ist im europäischen Patent EP 0941527 bereits offenbart. In dieser Druckschrift erstreckt sich die technische Lehre auf das optimale Leiten und Verteilen von Personen, um die Kapazität des Verkehrsmittels zu erhöhen. Vorliegende Erfindung geht darüber hinaus und erstreckt sich auf das automatische Zurverfügungstellen von Fahrzeugkapazitäten sowie die Erhöhung deren Sicherheit.
Berührungslose Kartensysteme, Zugangskontrollen usw. sind im Stand der Technik bekannt. Ebenso ist bei Kaufhäusern bekannt, diebstahlgefährdete oder teure Waren durch kleine Sender oder Metallempfanger zu sichern, die beim Durchschreiten einer Sperre am Ausgang des Geschäftes einen Alarm auslösen, wenn sie nicht bei Bezahlung entsichert worden sind. Ebenso sind Karten bekannt, die bei Bezahlung des Zutrittspreises mit einem Magnetstreifen oder einem Chip ausgestattet sind. Die Kartenform mit dem Chip o. Ä. kann dergestalt zur Verifizierung einer Zugangsberechtigung verwendet werden, so dass bereits ein Vorbeigehen an der Sperre ausreichend ist, ohne direkten Kontakt der Karte mit dem Lesegerät zu erfordern, so wie es beim Magnetstreifen noch erforderlich ist. Derartige Karten sind mit einem Chip oder kleinen Sender ausgestattet, der mit dem Lesegerät über ein Magnetfeld oder über Funk kommuniziert und den Zugang freigibt. Die Vorrichtung dient auch zur Kontrolle und insbesondere zur Sicherung vor Fälschung. Die Kosten eines Minichips z.B. für Euro-Scheine betragen derzeit ca. 20 Cent (€ 0,20). Eine große Stückzahl von Chips, etwa für jede Fahrkarte eines Verkehrsverbunds einer Großstadt, kann diese Kosten noch weiter senken.
Verschiedene Zähl- und Übertragungsmethoden existieren, sie liefern je nach eingesetzter Technologie bessere (genauere) oder weniger genaue Zählergebnisse. Sie sind aber nie exakt personenscharf, da sie systembedingt mit mehr oder weniger großer Ungenauigkeit behaftet sind. Durch entsprechende Abschätzungen kann sich der Betreiber, oder auch ein für die Sicherheit Verantwortlicher, einen Überblick darüber verschaffen, wie viele Personen sich in einem Metrozug oder in einem Metrobahnhof zu einem gegebenen Zeitpunkt befinden.
Auf diese Weise ist es aber nicht möglich, Personen zu finden, die sich möglicherweise ohne Erlaubnis an kritischen Stellen, so z.B. im Tunnelsystem (z.B. Gleistunnel bzw. Streckentunnel) außerhalb eines Zuges oder Bahnsteigbereiches aufhalten. Eine Zählung der ein- und ausgehenden Menschen an (wenigen) definierten Ein- und Ausgängen kann nicht sicherstellen, dass erkannt wird, ob und wann Personen möglicherweise nicht durch die vorgesehenen Ein- und Ausgänge gehen, sondern Fahrzeuge anders verlassen, beispielsweise aus einem Fenster steigen oder eine versehentlich offene Absperrung passieren. Somit ist es Rettungskräften im Krisenfall nicht möglich, Personen genau zu orten und diese in kurzer Zeit, die entscheidend sein kann, zu finden. Auch kann eine Vorwarnung stattfinden, wenn jemand unberechtigt in sicherheitskritische Bereiche gelangt, z.B. um ggf. Schaden anzurichten.
Beim Verkehr von Fahrzeugen auf Fahrbahnen wird traditionell vorausgesetzt, dass der
Fahrzeugführer den Zustand und die Passierbarkeit der Fahrbahn während der Fahrt vorausschauend überblickt und das Fahrzeug gegebenenfalls, wenn die Sicherheit des
Passierens eines Hindernisses, oder bei nicht ausreichendem Zustand der Fahrbahn oder eines vorausfahrenden Fahrzeugs nicht gewährleistet ist, zum Stehen bringt oder die Geschwindigkeit entsprechend reduziert. Dies setzt voraus, dass die Fahrgeschwindigkeit den Sichtverhältnissen für den Fahrer, der Form der Fahrbahn (Einsehbarkeit etc.) und anderen Verhältnissen (Wetter) angepasst ist, was wiederum die Leistungsfähigkeit (Kapazität) eines Verkehrsweges und des Systems Verkehrsweg/Fahrzeug minimiert und die Fahrt- bzw. Reisezeit verlängert.
Sowohl im Verkehr mit schienengebundenen Fahrzeugen als auch auf Straßen sind technische Hilfsmittel entwickelt worden, die den Fahrer über die Möglichkeiten seiner eigenen Sicht hinaus unterstützen und ihm die Passierbarkeit der Strecke für einen gewissen Abschnitt und eine gewisse Geschwindigkeit frei melden (Bahnverkehr) und/oder das Reduzieren der Geschwindigkeit, wenn erforderlich bis auf Null, ohne sein Zutun einleiten und durchführen, und auch einen Sicherheitsabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einhalten.
Zu diesen bekannten Mitteln der Verkehrssicherung gehören im schienengebundenen Verkehr u. a. das System der Signalfreigabe von Streckenabschnitten oder Blockabschnitten, Systeme wie INDUSI (induktive Zugsicherung), LZB (Linienzugbeeinflussung), Moving Block (Stand der Technik, z.B. System Maggaly mit geschwindigkeitsabhängiger Steuerung des Abstandes), Fahren auf elektronische Sicht. Diese Systeme werden ergänzt und unterstützt von internen Erkennungssystemen, die Probleme im Betrieb erkennen, wie Überwachung von Motor- und Bremsenheißlauf, Druckabfall usw., und die entweder Meldung an den Fahrer geben oder (insbes. im Schienenverkehr) das Fahrzeug auch ohne Zutun einer Person zum Stehen bringen.
Diesen vorgenannten Systemen, die Stand der Technik sind, fehlt eine automatische Hinderniserkennung. Blockfreimeldungen beziehen sich in der Regel auf vorausfahrende Fahrzeuge, nicht aber auf die Hindernisfreiheit der Strecke, also das Freisein von anderen Gegenständen, die eine Sicherheitsgefährdung der Durchfahrt darstellen. Auch der Zustand, die Sicherheit und Hindernisfreiheit von Asphalt- oder Betonfahrbahnen kann noch nicht einzelnen Fahrzeugen automatisch durchgemeldet werden. Die Erhöhung von Sicherheit und Leistungsfähigkeit von Streckenfreimeldungen ist auch aus folgenden Gründen erforderlich und wünschenswert. Im Schienenverkehr sind die bewegten
Massen höher und die Bremswege systembedingt (Stahlrad-Schiene) länger als im Straßenverkehr, Strecken können gegebenenfalls von Personen nicht mehr einsehbar sein, infolge von Kurven, Wannen oder Kuppen, also Richtungsänderungen einer vorbestimmten
Fahrbahn im Grundriss oder Längsschnitt. Ferner sind die gefahrenen Geschwindigkeiten bei
Hochgeschwindigkeitsstrecken so hoch, dass ein rechtzeitiges Reagieren allein aufgrund der
Geschwindigkeit, der in einer menschlichen Reaktionszeit durchfahrenen Strecke und der aus der Geschwindigkeit resultierenden Bremswege nicht mehr möglich ist.
Eine automatische Hinderniserkennung in Ergänzung zur Fahrwegfreimeldung (Freiheit von oder ausreichender Abstand vor vorausfahrenden Fahrzeugen) ist auch aus folgenden Gründen erforderlich. Unwetter, im Übrigen weltweit zunehmend, können Hindernisse auf den Fahrweg bringen. Probleme an Kreuzungen (auch ebenengetrennte) von Verkehrswegen, Über- und Unterführungen etc. können auftreten. Ein Eindringen von Personen und Gegenständen auf den Fahrweg ist möglich. Mutwillige Manipulationen am Fahrweg sind bereits bekannt. Die Gefahr terroristischer Aktionen steigt. Eine personalaufwendige Überwachung des gesamten Gleisbereichs könnte dabei elektronisch unterstützt werden.
Schließlich ist das Überwachen weiter Strecken sehr schneller und sensibler Verkehrsinfrastruktur (Hochgeschwindigkeitsbahnen, Magnetschwebebahnen, inklusive der Bahnhöfe und deren Zugangsanlagen) durch Personen, auch mit Kamera-Bildschirm- Unterstützung mit Hilfe von Datenfernübertragung, nicht mehr vorstellbar, da es zu personalaufwendig ist. Selbst wenn es ökonomisch sinnvoll wäre, dafür Personal zur Verfügung zu stellen, macht eine Objektüberwachung mit Bildübertragung per Video ohne dahinter liegende Intelligenz für die Überwacher keinen Sinn, da über Monate, vielleicht Jahre hinweg an bestimmten Punkten kein Hindernis, kein Zwischenfall, und keine beabsichtigte Obstruktion, kein Terrorakt vorliegt, der Ort des Hindernisses auf der Strecke mit einer Vielzahl von Überwachungspunkten auch nicht im vorhinein bekannt ist, so dass für die überwachenden Personen das dauernde Beobachten über lange Zeit unveränderlicher Bilder zu Langeweile und Gewöhnung fuhren kann, andererseits aber im Falle des Auftretens eines Vorfalls an einem dieser vielen Punkte eine Katastrophe mit Hunderten von Opfern die Folge sein kann.
Das ständige Abscannen eines Fahrweges durch die Person des Fahrers über längere Zeit kann ebenfalls zu Zuständen der Gewöhnung und Unaufmerksamkeit, evtl. sogar zu einer gewissen Trance führen (Erkenntnisse aus der Psychologie), so dass selbst unter der Annahme, ein schnelles Durchfahren einer (bei hoher Geschwindigkeit noch) übersichtlichen Strecke mit z.B. 350 km/h sei noch (allein mit menschlichen Mitteln) beherrschbar, eine ausreichende Sicherheit nicht gewährleistet werden kann.
In der jüngsten Zeit wurden intelligente Bilderkennungssysteme mit künstlicher Intelligenz entwickelt, die Veränderungen im Bild, insbesondere kritische oder gefährliche Veränderungen, automatisch, ohne Zutun eines Betrachters mit sehr hoher Sicherheit erkennen und z.B. Alarm auslösen können. Sie können damit aber auch jede andere, durch ein elektronisches Programm vorgegebene Aktion auslösen, wie z.B. die Geschwindigkeitsreduktion oder die Zwangsbremsung eines Schienenfahrzeuges.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht unter anderem darin, ein Leitsystem bereitzustellen, mit dem die Erfassung von Personen personenscharf und zeitnah möglich ist.
Eine genaue Zählung von insbesondere Fahrgästen in Massenverkehrsmitteln soll dadurch bereitgestellt werden. Durch eine Ortsbestimmung von Personen soll das System flexibel auf verschiedene Bedingungen reagieren können und beispielsweise in einem Katastrophenfall den Rettungsdiensten die Arbeit erleichtern. Ebenso sollen Gegenstände automatisch erkennbar sein, insbesondere wenn sie einen Einfluss auf Betrieb und Sicherheit des
Verkehrssystems haben können.
Ferner besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein System zu schaffen, in dem die Daten der Zählung, Überwachung und Beobachtung vorzugsweise ohne Zutun von Personen automatisch ausgewertet werden und die wesentlichen Betriebs- und Sicherheitsfunktionen des Verkehrssystems zum Zwecke der Erhöhung von Betriebssicherheit, Personensicherheit und Effizienz des Betriebes selbsttätig gesteuert werden. Eine Eingriffsmöglichkeit von verantwortlichen Personen in der Leitzentrale soll dabei nicht ausgeschlossen werden, bevorzugt ist, dass das System aber ohne Personaleinsatz läuft.
Zweck der Erfindung ist das Steuern und Sichern des Verkehrssystems, Steuern in Hinsicht auf Fahrzeugeinsatz, Prüfen in Hinsicht auf das Kontrollieren der Personen (automatische Kontrolle Fahrberechtigung bis hin zur Prävention von Terrorismus), Gewährung der Sicherheit im Katastrophenfall (Orientierung, Leiten und Finden von Personen aufgrund Chipkarte etc) und Checken der Strecke im Normalbetrieb und Katastrophenfall.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die fahrgastmengenabhängige automatische Einsatzsteuerung von Fahrzeugen vorzusehen, ebenso die kameragestützte Streckenüberwachung. Kameragestützt ist dabei auch die Sicherheitsüberwachung der baulichen Infrastruktur, Haltestellen, Züge etc., in Verbindung mit vorhandenen Teil- Techniken der Erkennung z.B. von Bränden, durch intelligente Bildauswertung, aber auch von kriminellem Verhalten in öffentlichen Verkehrsmitteln, bis hin zu gefährlichem Verhalten (z.B. Koffer mit Sprengstoff etc.). Das System schließt den Aspekt der Falirwegsicherung mit ein.
Sinn der Zusammenfassung dieser verschiedenen Funktionen ist ferner sowohl die Mehrfachverwendbarkeit von Geräten zur Datengewinnung (z.B. Kameras, Sensoren usw.) und von Datenausgabegeräten (z.B. Fahrgastinformationsdisplays, Lautsprecher etc.) als auch die Nutzung eines „Backbone" für die Informationstechnologie-Infrastruktur, was ferner einen Personal sparenden Betrieb eines Verkehrssystems erlaubt wie auch vielfältige Möglichkeiten zu seiner Absicherung bietet.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher ein allumfassendes Leit- und Sicherheitssystem für Verkehrsmittel zugrunde, insbesondere für komplexe Massenverkehrsmittel, wobei automatische Zählung von Passagieren, Sicherheitsüberwachung, z.B. gegen Brand, Kriminalität und Terrorismus, Steuerung des Einsatzes von Einzelkomponenten des Verkehrssystems wie Fahrzeugen, Zügen usw., automatische Überwachung der Fahrstrecke und Information der Passagiere durch einen "Backbone", ein elektronisch-technisches Rückgrat miteinander funktionell verbunden sind. Die Teilfunktionen des Systems, die vollständig oder teilweise in dem System integriert und in Betrieb gesetzt werden können, nutzen vorzugsweise Datenleitungen, um die bei Großinvestitionen in Informationstechnologie bei Verkehrssystemen anfallenden Kosten in Grenzen zu halten. Dabei sollen bevorzugt weitere Elemente wie Zugangskontrolle zu Verkehrsmitteln (z.B. Biometrie), Verfolgung von Wegen von Fahrgästen, automatische Lenkung der Evakuierung (z.B. im Brand- und Katastrophenfall) aus Fahrzeugen, Zügen oder der gebauten Infrastruktur, automatische Streckenüberwachung, Verhinderung von Eindringen von Personen in betriebsnotwendige Bereiche usw., aber auch jede Art von Fahrgastinformation wie auch Werbung usw. an das Leit- und Sicherheitssystem ergänzt werden.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein fahrgastmengen- und sicherheitsparameterabhängiges Steuerungssystem gerichtet, welches die Funktionen von Fahrgastleitung und Fahrgastinformation vorzugsweise integriert, aber auch ohne diese Funktionen funktionsfähig ist.
Daher ist es ein Gedanke der Erfindung, die Bilder und Daten hoch auflösender vorzugsweise digitaler Kameras, insbesondere Videokameras, die Daten elektronischer Bildverarbeitung und intelligenter, mit und ohne menschliches Zutun erfolgender Bilderkennung, die erfassten Daten von Bewegungs- und Handlungsmustern, von Dreidimensionalität insbesondere paralleler Standorte auf einer Fahrstrecke der Schienen- oder Straßeninfrastruktur, aber auch von Wasserwegen, Landebahnen etc. in elektronische Handlungsanweisungen generierende Systeme einzuspeisen, wo sie kombiniert sind mit der Steuerung automatischer oder halbautomatischer, den Fahrer unterstützender oder fahrerloser Fahrzeuge oder anderer Verkehrsmittel wie Magnetschienenfahrzeuge oder nicht bodengebundener Verkehrsmittel, um an diesen Fahrzeugen Bewegungsoperationen auszulösen, welche Gefahren während der Fahrten dieser Verkehrsmittel vermeiden, oder wo sie Alarm auslösen oder andere Gefahren vermeiden.
Bei der Implementierung der Erfindung ist es unerheblich, ob eine aus Sicherheitsgründen erforderliche Zwangsbremsung durch die Ergebnisse elektronischer Bildverarbeitung ausgelöst wird, oder die Bereitstellung weiterer Züge, wenn das System die Überfüllung der Bahnsteige erkennt.
Ein Element der Erfindung ist die Absicherung des Fahrweges, sowohl im Bahnsteig- bzw. Bahnhofsbereich als auch im Streckenbereich. Diese Aufgabe kann im Bahnsteigbereich durch die intelligente Verarbeitung digitaler Bilder (wie unten beschrieben) geschehen, aber auch im Streckenbereich sowohl durch die Erkennung von illegal eingedrungenen Personen über Sender als auch über die Verarbeitung digitaler Bilder der Strecke, wobei die oben beschriebene Zählung bzw. Fahrtauslösung auch dahingehend genutzt werden kann, dass Fahrten gestoppt werden (Zwangsbremsung), wenn Hindernisse auf dem Fahrweg, vorzugsweise automatisch erkannt oder auch durch die Beobachtung der Streckenbilder durch Personen in der Leitzentrale erkennbar werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Leitsystem, insbesondere in Massenverkehrsmitteln, das mit Erfassungseinheiten die Position von Personen und Gegenständen in begrenzten räumlichen Bereichen erfassen kann, und das in Abhängigkeit davon verschiedene Leitmittel so steuern kann, dass Personen in eine gewünschte Richtung geleitet und Verkehrsmittel geleitet und gesteuert werden. Dabei ist unter der Leitung von Personen und mindestens einem Verkehrsmittel im Rahmen der Erfindung ebenso zu verstehen, dass Verkehrsmittel, die dem Transport von Personen dienen, geleitet bzw. gesteuert werden. Die ermöglichte genaue Überwachung von
Personen(strömen) soll gemäß der Erfindung dabei weitgehend genutzt werden. Die einmal gewonnenen Daten können für weitere anfallende Aufgaben der Steuerung und Leitung von
Personen und Verkehrsmitteln nutzbringend verwendet werden. Zusätzlich kann mit verschiedenen Reaktionsmitteln im und außerhalb des Systems die Sicherheit erhöht werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verkehrsleitsystem bereitgestellt. Das erfindungsgemäße System umfasst mindestens ein Leitmittel für mindestens ein Verkehrsmittel und/oder für Personen, mehrere Erfassungseinheiten und eine Zentraleinheit. Die Zentraleinheit ist dabei mit den Erfassungseinheiten und mit dem Leitmittel verbunden, dies kann über drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen erfolgen. Die Erfassungseinheiten sind dazu bestimmt, die Anzahl von Personen zu ermitteln, die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestimmten räumlichen Bereich befinden. Die Zentraleinheit kann in Abhängigkeit davon das Leitmittel so steuern, dass ein optimaler Transport der erfassten Personen aus bestimmten räumlichen Bereichen hinaus oder in bestimmte räumliche Bereiche hinein erreicht wird. Verkehrsmittel können also so angesteuert werden, dass ein solcher gewünschter optimaler Transport erreicht werden kann. Das erfindungsgemäße System ermöglicht daher auf einer sehr flexible Art und Weise, eine bessere Ausnutzung von beispielsweise Bahnhöfen/Bahnsteigen, Verkehrssystemen und Fahrzeugen zu erreichen, indem eine jeweils angemessene Transportkapazität (Frequenz, Zuglänge etc.) realisiert werden kann. Dadurch werden Warte- bzw. Haltezeiten von Verkehrsmitteln reduziert, durch das Vermeiden von Stauungen werden die entsprechenden Zugangswege besser genutzt usw. Durch die Erfassung, die mit der Erfindung personenscharf möglich ist, kann zu jedem gegebenen Zeitpunkt ein Bild der Aufenthaltsorte von Personen gezeichnet werden, was es Nutzern des erfindungsgemäßen Systems erlaubt, viel flexibler auf die unterschiedlichsten Situationen zu reagieren, die sich beispielsweise in einem Nahverkehrsverbund ergeben können. Die Erfindung ist allgemein in jedem Fall geeignet, in dem ein gewünschter, flexibler Transport von Personen in bestimmten Bereichen erreicht werden soll. Für den Betreiber ergeben sich Kostenvorteile und eine erhöhte Betriebssicherheit, während für die Personen, d.h. Nutzer, ein deutlich verbesserter Komfort einschließlich eines schnelleren Transports erreicht wird. Gleichzeitig wird der Fahrzeugeinsatz scharf am Bedarf gesteuert, d.h. nur die wirklich benötigten Kapazitäten werden in Gang gesetzt. Treten Gründe auf, die den Betrieb stoppen sollen, so löst das System selbsttätig dazu Befehle aus, alle der Sicherheit dienlichen Systemreaktionen werden damit ohne Verzögern ausgelöst.
Es wird bevorzugt, dass die Zentraleinheit die Leitmittel so steuern kann, dass die erfassten Personen in den bestimmten räumlichen Bereichen optimal verteilt und in Verkehrssystemen effizient und schnell weiterbefördert werden. Dies ermöglicht, insbesondere bei Großveranstaltungen mit hohem Personenaufkommen, aber auch bei Katastrophenfallen wie Bränden etc., Personenströme auf eine gewünschte Weise zu leiten, um Stauungen in bestimmten Bereichen zu vermeiden, ein bestehendes Gedränge auf einem Bahnsteig schnellstmöglich aufzulösen usw. Damit können Bahnsteige schneller geräumt werden, zusätzlich erfindungsgemäß vom System eingesetzte Züge können bereits den nächsten Personenansturm abarbeiten. Wenn vom Verkehrsbetreiber Zusatzzüge auf abweichenden Gleisen eingesetzt werden, können Personen gezielt in diese Abschnitte gelenkt werden. Bei Messen und Ähnlichem kann die Leitung eines eventuellen Besucherandrangs besser durchgeführt bzw. bewerkstelligt werden. Vorhandene Räume, etwa Bahnsteige, werden dadurch besser ausgenutzt, und können daher für größere Personenströme ausreichend sein als herkömmlich bei einer „chaotischen" Verteilung. Die Kapazität von vorhandenen Linien kann durch das System entscheidend gesteigert werden, ein teurer Neubau oder eine Erweiterung (Tunnelbauarbeiten, Grundstücksbeanspruchung usw.) wird vermieden, hohe Kosten werden eingespart.
Es wird bevorzugt, bei fahrerlosen und / oder automatischen vorzugsweise spurgeführten Verkehrssystemen, die Zähldaten und die Berechnungen daraus zur Disposition z.B. zusätzlicher Fahrzeuge zu verwenden oder den Einsatz dieser Fahrzeuge automatisch auszulösen. Analog dazu können bei niedrigem Fahrgastaufkommen auch Fahrzeuge automatisch aus dem Umlauf herausgenommen oder zugesetzt werden.
Es wird bevorzugt, dass die Erfassungseinheiten Verkaufsautomaten für Fahr- oder Eintrittskarten umfassen, wobei die Verkaufsautomaten die Position einer Person aufgrund der Position des entsprechenden Verkaufsautomaten beim Kauf von Fahr- oder Eintrittskarten bestimmen können. Da Fahrkartenautomaten bereits Teil jedes Verkehrsverbunds sind, teilweise nur in Bahnhöfen, aber auch in Fahrzeugen angebracht, bietet es sich an, diese entsprechend zu verwenden. Auch wenn die Erfassung der Position im Wesentlichen auf den Zeitpunkt eines Fahrkartenkaufs beschränkt ist, stellt diese einfache Ausführungsform der Erfindung bereits wesentliche Vorteile bereit. Positionserfassung kann beispielsweise auch stattfinden durch/an: Verkaufsautomaten, Sperren, sowie durch S ender- Empfänger- Vorrichtungen an Fahrtreppen und Treppen, Aufzügen, in Durchgangsfluren und/oder Zugtüren.
Weiterhin wird bevorzugt, dass die Verkaufsautomaten mit einer Vorrichtung ausgestattet ist, welche in der Lage ist, biometrische Merkmale des Reisewilligen abzufragen. Die Verkaufsautomaten sollen vorzugsweise mit einer Datenleitung mit einer Datenbank verbunden sein, mit der geprüft wird, ob gegen den Reisewilligen möglicherweise etwas vorliegt, das den Betreiber veranlassen könnte, ihn von der Reise auszuschließen. Eine weitere Variante kann vorzugsweise sein, dass von einer zentralen Stelle Jahres-, Monats¬ oder andere Zeitkarten hergestellt werden, die biometrische Daten enthalten, und / oder von einem Verkaufsautomaten diese Karten ausgegeben werden, wobei die Karten ausgebende Stelle sowie der Verkaufsautomat online mit einer Datenbank verbunden sind, mit der biometrische Daten beispielsweise von einschlägig bekannten bzw. gesuchten Personen abgeglichen werden können. Damit kann die Ausgabe einer Karte an eine solche Person und damit die Benützung des Verkehrssystems verweigert werden. Als biometrische Merkmale gelten Fingerabdrücke, Iriserkennung z.B. über eine in den Bildschirm des Verkaufsautomaten integrierte Kamera, aber auch die Geometrie der Hand und deren Linien etc. Da die Zugangskontrolle zum Verkehrssystem bevorzugt ist, erscheint der Fingerabdruck die Lösung, die vorzugsweise weiterverfolgt werden dürfte.
Die ausgegebene Karte enthält sowohl die biometrischen Daten z.B. auf einem Chip (bevorzugt) oder Magnetstreifen aufgezeichnet bzw. einprogrammiert als auch eine Art „Päd", vorzugsweise ein Mikrolesegerät, welches ein biometrisches Merkmal, vorteilhafterweise einen Fingerabdruck oder die Struktur einer Fingerkuppe, abtastet und anhand von mathematischen Parametern mit den einprogrammierten Parametern vergleicht, d.h. die durch berührungslose Funktionen (Transponder oder ähnliches) ausgestattete Karte gibt am Kontrollpunkt, z.B. Zugangsschranke zur Metro oder Bahn (Sperrengerät) die Zutrittsberechtigung nur derjenigen Person frei, welche die gleichen biometrischen Merkmale aufweist, weil sie im Kontrollmoment die Karte mit demselben Finger berührt wie beim Erwerb der Karte (siehe oben). Durch das hier nochmals explizit beschriebene Trennen von Absuchen der Datenbanken und einer zeitsparenden l :l-Kontrolle am Zugang zum Verkehrsmittel oder Bahnsteig selbst kann der Kontrollvorgang so weit entzerrt werden, dass er ein hohes Maß an Sicherheit für das Verkehrssystem darstellt, ohne gleichzeitig den Betrieb zu verlangsamen. Folgende Funktionsweise wird dabei bevorzugt. Eine Person mit Karte verlangt Zugang zum Verkehrssystem. Das Gerät am Kontrollpunkt fragt ab: Stimmt mathematischer Parameter der biometrischen Daten auf dem Chip mit mathematischem Parameter der Biometrie der bedienenden Person, die eingelesen werden, überein? Wenn ja, wird der Zugang gestattet; wenn nein, wird der Zugang verweigert.
Ferner wird bevorzugt, dass die Verkaufsautomaten eine Gültigkeits-Reichweite oder ein entsprechendes Fahrtziel einer gekauften Fahrkarte ermitteln und daraus eine voraussichtliche Bewegungsrichtung oder ein voraussichtliches Ziel eines Fahrkartenkäufers bestimmen können, und die Zentraleinheit das Leitmittel in Abhängigkeit von dieser Bewegungsrichtung steuern kann. Der Fahrkartenautomat kann leicht bereits beim Ausgeben der Fahrkarte den Gültigkeitsbereich, etwa 2 Stationen oder bestimmte Ringe eines in Ringe aufgeteilten Systems, ermitteln, in einer fortgeschritteneren Variante auch das genaue Ziel einer Fahrkarte. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die voraussichtliche Richtung ziehen, in die sich der entsprechende Fahrkartenkäufer bewegen wird. Werden beispielsweise in einem gewissen Zeitrahmen eine große Menge an Fahrkarten zu einem bestimmten Ziel oder mit einer bestimmten Reichweite gekauft, kann der Verkehrsbetreiber Zusatzzüge einsetzen, um einen möglicherweise drohenden Stau zu vermeiden. Für eine Abschätzung genügt dabei eine Gültigkeits-Reichweite zusammen mit der bekannten Position des jeweiligen Verkaufsautomaten.
Das System kann erfindungsgemäß bevorzugt die Entscheidung automatisch treffen, oder dem Dispatchingpersonal entsprechende Anweisungen ausarbeiten. Ein Fahrgast, der an einem Automaten in Ring 1 eine Fahrkarte mit Reichweite bis Ring 3 erwirbt, wird voraussichtlich auch bis in den Bereich von Ring 3 fahren wollen. Diese Information kann sinnvoll genutzt werden, zu erwartende Anforderungen an ein Verkehrssystem zu erfassen und entsprechend zu handeln. Das Sammeln von Information über Fahrtwünsche und die daraus folgende Auswertung hinsichtlich des Bedarfs ist bereits Stand der Technik, (US 4,092,718), die automatische Auslösung von Fahrbefehlen im Zusammenhang mit Zähldaten oder einem komplizierten Rechenmodell, das hereinkommende Fahrzeuge hinsichtlich ihres Umsteigeverkehrs, wie Busse, die an Metrohaltestellen Fahrgäste abgeben und andere Quellen zusammenfasst, ist erfindungsgemäß bevorzugt und wird als Lösung für die nachfrageabhängige automatische Fahrtendisposition angeboten.
Das erfindungsgemäße System steuert den Einsatz von Zusatzzügen auch durch automatische respektive fahrerlose Systeme, insbesondere durch Empfehlung an Dispatcher oder auch automatisches Auslösen von Fahrbefehlen für Zusatzzüge und automatisches Einschleusen derselben in das Verkehrssystem / Verkehrsnetz. Die Kombination dient zur Erreichung eines optimalen Zieles im Sinne des erfindungsgemäßen Zweckes des vorliegenden Verkehrsleit- und -Sicherheitssystems. Dies ist die optimale Nutzung der gebauten und vorhandenen Infrastruktur unter dem Aspekt der Leistungsmaximierung mit den vorhandenen baulichen
Mitteln und der vorhandenen Fahrzeugflotte, da Leitelektronik in jedem Fall preisgünstiger für ein Verkehrssystem ist als Neubau oder Beschaffung weiterer Fahrzeuge.
Es wird bevorzugt, dass die Erfassungseinheiten Zugangskontrolleinrichtungen umfassen, und dass die Zugangskontrolleinrichtungen die Position einer Person aufgrund der Position einer durchquerten Zugangskontrollvorrichtung bestimmen können. Solche ZugangskontiOlleinrichtungen sind bereits häufig in Bahnhöfen und dergleichen vorhanden oder können einfach und kostengünstig nachgerüstet werden, etwa Lichtschranken, Drehschranken, elektrisch betriebene Türen und dergleichen. Aus der Position einer entsprechenden Zugangskontrolleinrichtung kann zu dem Zeitpunkt eines Durchgangs die Position der entsprechenden Person ermittelt werden. Insbesondere ist dabei bevorzugt, das System so über den üblichen technischen Stand von Zugangssperren hinaus auszulegen, dass einer im Verkehrssystem nicht erwünschten Person aus Sicherheitsgründen der Zugang verweigert wird.
Des weiteren ist bevorzugt, sobald die Grenze einer Kapazitätserhöhung und Reisezeitverkürzung durch Fahrgastlenkung erreicht ist, mit derselben Datenbasis und demselben Rechenprogramm die Bereitstellung weiterer Fahrzeuge, vorzugsweise spurgeführte oder Schienenfahrzeuge automatisch auszulösen, die ohne weiteres Zutun einer Person zum Einsatz und in Funktion gebracht werden können, wenn die Infrastruktur automatischen, fahrerlosen Betrieb zulässt.
Es wird bevorzugt, dass die Zugangskontrolleinrichtungen weiter die Durchgangsrichtung durch die entsprechende Zugangskontrollvorrichtung bestimmen können, und die Zentraleinheit das Leitmittel in Abhängigkeit von dieser Durchgangsrichtung steuern kann.
Diese Information ist sehr nützlich, denn es ist ja wichtig zu erkennen, ob Personen einen
Bahnhof betreten oder verlassen. Dies kann durch Zugangskontrolleinrichtungen mit
„Einbahn-Funktion", etwa nur in einer Richtung zu durchquerenden Drehschranken, oder durch Doppellichtschranken und Ähnliches erreicht werden. Aus der hiermit ermittelten Richtungsinformation können wertvolle Daten zur Steuerung des Leitmittels gewonnen werden.
Es wird bevorzugt, dass die Erfassungseinheiten Bildaufzeichnungsvorrichtungen umfassen, wobei die Bildaufzeichnungsvorrichtungen die Position und/oder Geschwindigkeit einer Person oder eines von einer Person mitgeführten Gegenstands innerhalb des Erfassungsbereichs der entsprechenden Bildaufzeichnungsvorrichtungen bestimmen können, und die Zentraleinheit das Leitmittel in Abhängigkeit von dieser Position bzw. Geschwindigkeit steuern kann. So kann etwa durch bereits bekannte computergesteuerte Bildverarbeitung (Objekterkennung, Gesichtserkennung und dergleichen) ermittelt werden, wie sich Personen und mitgeführte Gegenstände bewegen.
Da Videoüberwachung bereits häufig eingesetzt wird, es ist sehr vorteilhaft, diese im Rahmen des Systems der Erfindung auch für die Zählung einzusetzen. Automatisch kann dabei im Hintergrund vorzugsweise verfolgt werden, ob Personen Gegenstände, die sie beim Betreten des Metrobahnhofs mit sich führten, diese weiterhin mit sich führen, andernfalls wird sofort über intelligente Hintergrundsoftware Alarm ausgelöst bzw. es können weitere Maßnahmen veranlasst werden (z.B. Evakuierung). Die Bildaufzeichnungsvorrichtungen sind vorzugsweise auch mit Erkennungssystemen kombiniert, welche es ermöglichen, eine Person wiederzuerkennen oder eine gesuchte Person aus dem Personenstrom herauszufiltern.
Es wird ferner bevorzugt, dass die Erfassungseinheiten mehrere persönliche Sender, die jeweils zum Mitfuhren durch eine Person bestimmt sind, wobei jeder Sender eine Kennung senden kann, sowie mehrere Empfangseinrichtungen zum Empfangen der Kennungen der Sender umfassen, und dass die Empfangseinrichtungen die Position einer Person aufgrund eines Empfangs von Kennungen bestimmen können. Dies ermöglicht eine berührungslose Erfassung der Position von Personen, die bezüglich (örtlicher und insbesondere zeitlicher) Genauigkeit noch über die vorstehend genannten Varianten hinausgeht. Im Prinzip kann zu jedem Zeitpunkt, nicht nur beim Durchqueren einer Schranke oder beim Kauf einer Fahrkarte, die Position ermittelt werden. Dadurch wird eine noch genauere Reaktion auf Änderungen der Gegebenheiten in einem Verkehrssystem oder dergleichen erreicht.
Es wird bevorzugt, dass die Sender in einer Fahr- oder Eintrittskarte integriert sind. Da solche Karten von Fahrgästen oder Besuchern erworben werden müssen, bietet sich die Integration in diesen Karten natürlich bevorzugt an.
Es wird bevorzugt, dass die Karte biometrische Daten eines Trägers aufweist. Sowohl personengebundene als auch nicht personengebundene Karten können ein so genanntes „Päd" bzw. Feld enthalten, auf dem beim Kauf eine biometrische Information gespeichert wird, vorzugsweise ein Fingerabdruck, etwa bei der Entnahme einer Fahrkarte aus einem Automaten. Beim Durchgang durch eine Kontrollsperre, oder wann immer gefordert, muss die gespeicherte biometrische Information gleich der des Trägers der Karte sein wie beim Kauf/dem in Empfang Nehmen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn zwischen Kauf der Berechtigung, das Verkehrsmittel zu benutzen, und dem Besteigen des Verkehrsmittels selbst, z.B. an einer Zug- oder Bahnsteigtüre, aber auch beim Boardingvorgang eines boden- oder nichtbodengebundenen Verkehrsmittels, eine nochmalige Kontrolle der Identität des Reisenden vorgenommen werden soll. Die in der Fahrkarte mögliche Kombination mit der Abfrage biometrischer Merkmale ist bereits weiter oben beschrieben (schnelle Zugangskontrolle für Metrosysteme) und ist bevorzugt. Sie ist in Fig. 8 gesondert grafisch dargestellt.
Es wird bevorzugt, dass die Empfangseinrichtungen aufgrund einer Veränderung der Position eines Senders die Bewegungsrichtung einer Person zu bestimmen, und die Zentraleinheit das Leitmittel in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung steuern kann. Die Vorteile der Ermittlung der Bewegungsrichtung wurden bereits angesprochen, allerdings ermöglicht die Erfassung mit Hilfe der Sender eine wesentlich genauere Erfassung als bei den vorstehend beschriebenen Varianten.
Es wird bevorzugt, dass die Empfangseinrichtungen aufgrund einer Veränderung der Position eines Senders die Geschwindigkeit einer Person in Bezug auf eine oder mehrere Empfangseinrichtungen bestimmen können, und die Zentraleinheit das Leitmittel in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit steuern kann. Die Ermittlung der Geschwindigkeit ermöglicht zusammen mit der bekannten Richtung das Erkennen bestimmter Situationen und ein frühzeitiges Eingreifen des Systems. Wird beispielsweise erkannt, dass eine große Anzahl Menschen einen Bahnhof betritt, die schnell in Richtung eines bestimmten Gleises gehen, können Aufzüge, Rolltreppen etc. derart geschaltet werden, dass ein Gedränge möglichst vermieden wird. Weiterhin kann anhand der Geschwindigkeit bestimmt werden, wann die Menschen den Bahnsteig etwa erreichen werden, so dass ein Bereitstellen von Zusatzzügen etc. möglichst zeitnah erfolgen kann. Dies geschieht erfindungsgemäß automatisch. Die dafür erforderliche Software ist jeweils an die entsprechende bauliche Infrastruktur anzupassen. Erfindungsgemäß ist dabei die Befolgung des beschriebenen Prinzips bevorzugt.
Das Bereitstellen der Zusatzzüge erfolgt bevorzugt automatisch. Die gewonnenen Daten aus dem erfindungsgemäßen System werden in die Steuerung des Verkehrssystems übertragen, wo sie Empfehlungen, an Fahrer oder an ein automatisches und fahrerloses System Fahrbefehle zu geben, an das Steuerungspersonal geben oder bevorzugt automatisch und selbsttätig entsprechende Fahrbefehle fahrerloser Züge auslösen. Auch kann, durch die Vernetzung von Fahrtreppen, Aufzügen usw. vorausgesetzt, im Zuge einer Mehrfachnutzbarkeit Datenmaterial gewonnen werden, welches Informationen für die automatische Zugsteuerung und für die Wartung der Aufzugsanlagen, Fahrtreppen, Rollbänder und andere Einrichtungen generiert und an die entsprechenden Datenverarbeitungsanlagen (z.B. zur Auslösung eines Reparaturbefehls u.a.) weitergibt.
Also kann beispielsweise die Wartung von (nicht dauerhaft laufenden) Rolltreppen und dergleichen nach einer bestimmten Laufzeit bzw. Betriebszeit somit genau geplant werden, anstelle von festen Zeitintervallen, die der erfolgten Abnutzung evtl. nicht gerecht werden. Damit wird ein entscheidender Beitrag zur Verbesserung des in Verkehrssystemen aufwendigen „Facility Managements" zugunsten der Betreiber geleistet und den Betreibern werden Kosten erspart, die auch zur Amortisation des Gesamtsystems beitragen.
Es wird bevorzugt, dass die Kennung des persönlichen Senders eine eindeutige Identifikation einer Person aufweist. Dabei ist vor Allem an Fahrkarten wie etwa nicht übertragbare Monats- oder Jahreskarten gedacht. Bei einer Kontrolle durch Bahnpersonal etwa kann dann die Berechtigung eines Trägers der entsprechenden Karte überprüft werden. Die Identifikation kann gemäß den vorliegenden Datenschutzbestimmungen oder sonstiger Vorgaben des Betreibers gestaltet werden, etwa so, dass nur entsprechende Stellen aus der Identifikation den Besitzer der Karte ermitteln können (Kundennummer bei dem Verkehrsbetreiber o. Ä.). Die personalisierte Fahrberechtigung hilft auch zum Abbau von Kriminalität, Unsicherheit, Vandalismus etc. in öffentlichen Verkehrssystemen - Problemen, die sowohl die Anerkennung des Verkehrssystems wie das subjektive Sicherheitsempfmden in hohem Maße positiv beeinflussen werden.
Es wird bevorzugt, dass die Kennung des persönlichen Senders eine Gültigkeitsinformation aufweist, wobei die Gültigkeitsinformation eine erlaubte Zeitspanne, einen erlaubten räumlichen Bereich oder eine Fahrtreichweite oder -strecke angibt. Dies wird vor allem nützlich sein, um auf der Karte beispielsweise den Monat zu vermerken, in dem die Fahrkarte gültig ist, zusammen etwa mit dem Bereich, in dem Fahrten erlaubt sind. Dadurch kann berührungslos ermittelt werden, welche Gültigkeit eine vom System erfasste Karte aufweist. Die Übertragung der Information kann durch Technologien wie Transponder etc., welche
Stand der Technik sind (erwähnt u.a. in DE 20202616), bewerkstelligt werden.
Es wird bevorzugt, dass die Zentraleinheit aufgrund der Gültigkeitsinformation das Leitmittel so steuert, dass Personen von einem nicht gestatteten räumlichen Bereich weggeführt bzw. davon ferngehalten werden. Dies ist vor Allem nützlich für eine Art Zugangskontrolle, also etwa das Sperren eines Stadionbereichs, nachdem die maximal vorgesehene Anzahl Besucher den Bereich betreten hat. Ab diesem Zeitpunkt kann dann etwa mit dem Leitmittel angezeigt werden, dass dieser Bereich belegt ist, und die Besucher werden dann in andere, noch freie Bereiche umgeleitet.
Es wird weiterhin bevorzugt, dass Steuerbefehle für Lichtanlagen oder Anzeigetafeln jeder Art generiert werden, wie auch die automatische Generierung von Lautsprecherdurchsagen bzw. Hinweisen an Personen, die Durchsagen auf herkömmliche, manuelle Art vornehmen sollen. Insbesondere ist bevorzugt, dass oben genannte Eigenschaften zur Sicherung des öffentlichen Raumes und von Verkehrssystemen vor terroristischen Anschlägen beitragen.
Es wird bevorzugt, dass die Empfangseinrichtungen ein Überschreiten der Zeitspanne, der Fahrtreichweite oder -strecke bzw. ein Eintreten in einen nicht erlaubten räumlichen Bereich erfassen können, und die Zentraleinheit eine Meldung über die erfolgte Überschreitung ausgeben kann. Dies ermöglicht eine Erfassung von Schwarzfahrern in einem Schienenfahrzeug, aber auch von Personen, die möglicherweise irrtümlich oder absichtlich einen gesperrten Bereich betreten haben. Der Betreiber des Systems kann dann in geeigneter Weise darauf reagieren. Es wird weiterhin bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Leitsystem automatisch Alarm auslöst und / oder Maßnahmen einleitet.
Es wird bevorzugt, dass die Zentraleinheit aus Position, Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung ein Bewegungsmuster von Personen ermitteln kann, und aufgrund dieses
Bewegungsmusters das Leitmittel steuern oder eine Meldung über das Auftreten eines bestimmten Bewegungsmusters ausgeben kann. Ungewöhnliche oder als problematisch bekannte Bewegungsmuster können frühzeitig erkannt und mittels der Steuerung kann darauf reagiert werden bzw. Alarm ausgelöst werden. Wenn beispielsweise eine große Menge an Personen sich nicht oder nur langsam in Richtung eines einlaufenden Zugs bewegt, sich aber eine einzelne Person sehr schnell auf den Zug zu bewegt, dann könnte dies etwa auf einen
Selbstmordversuch schließen lassen, und über die Steuerung ein Bremsen des Zugs bewirkt werden. Wenn dagegen etwa eine Person einen Koffer mit sich führt, der Koffer aber dann stehen gelassen wird, während sich die Person entfernt, kann dies auf das Deponieren einer Bombe schließen lassen. Eine Evakuierung des Bereichs kann veranlasst werden, ebenso wie etwa das automatische Einspielen der entsprechenden Aufnahmen einer Videoüberwachungsanlage, zur Kontrolle durch das Personal.
Erfindungsgemäß ist bevorzugt, dass das System beispielsweise einen mit Fahrgästen besetzten Zug ggf. automatisch so steuert, dass er nicht mehr in eine Station einfahrt, in der ein Koffer einzeln durch das Videosystem aufgefunden wurde oder andere Alarmgründe vorherrschen. Andererseits kann bevorzugt sein, einen leeren Zug zur schnellen Evakuierung von Personen über den Bahnsteig einfahren zu lassen, wenn der o.g. Koffer oder ein anderer Alarmgrund örtlich beispielsweise im Bereich der Zugangswege zum Bahnsteig oder dem zu evakuierenden Bereich aufgefunden wurde. Sofern es möglich ist, etwa Gepäckstücke ähnlich wie die Fahrkarten erfindungsgemäß mit Sendern auszustatten, etwa in den Frachtanhängern bei Flugzeugen, können Gepäckstücke ganz analog den Personen verfolgt werden.
Es wird bevorzugt, dass das Leitmittel optische Leitmittel, akustische Leitmittel, Absperr- bzw. Freigabemittel, Fahrtreppen, Transportbänder, Fahrstühle oder Steuermittel für
Fahrzeuge, insbesondere schienengebundene, umfasst. Optische Leitmittel können etwa variable Leuchtschilder, Signalleuchten und dergleichen sein. Darunter fallen auch Ampeln, sowohl für Fahrzeuge als auch Personen. Akustische Leitmittel werden in der Regel
Lautsprecher und Ähnliches sein. Inbegriffen sind auch Lautsprecheranlagen mit automatischen Durchsagen, die auf Fahrgastinformationsrechnern oder andernorts abgelegt sind. Unter Absperr- und Freigabemitteln sind etwa steuerbare Schranken, z.B.
Personendrehschranken zu verstehen. Diese und die weiteren genannten Mittel können durch das erfindungsgemäße System in vorteilhafter Weise gesteuert werden, um die beschriebenen
Vorteile zu erreichen. Ein Teil dieser Mittel ist in jedem Verkehrssystem bereits vorhanden und kann, sofern sie von der Zentraleinheit steuerbar sind, im Rahmen des erfindungsgemäßen Systems genutzt werden.
Schienengebundene Fahrzeuge sind natürlich bevorzugt, da sie am leichtesten in eine gewünschte Richtung gelenkt werden können, etwa durch Stellen von Weichen. Das System kann in oder an die Steuerung von automatischen Zugsystemen gefügt sein, es kann so konzipiert sein, dass es in die Zugsteuerung oder Verkehrsmittelsteuerung eingreift, insbesondere in das „Dispatching", d.h. die Steuerung des Zug- und Verkehrsmitteleinsatzes. Darin inbegriffen sind Zugeinsatz hinsichtlich Länge der Züge oder Größe der Verkehrmitteleinheiten, der Frequenz, der befahrenen Linien und Richtungen sowie Zugziele. Es kann der Steuerung der Beschleunigung oder Verzögerung der Verkehrsmittel dienen. Unter „Zügen" sind schienengebundene ober- oder unterirdische Bahnen wie U- oder Straßenbahnen zu verstehen, die Erfindung kann aber ebenso in Verbindung mit Bussen und anderen Fahrzeugen genutzt werden. Sie kann auch zur Erleichterung der Personenleitung und zur Verbesserung der Sicherheit z.B. in Flughäfen dienen.
Bevorzugt ist das Verkehrsleitsystem so ausgebildet, dass eine Datenkommunikation mit der Steuerung des Verkehrsmittels stattfindet , so dass bei Bedarf Verkehrsmitteleinheiten pro Zeiteinheit hinzugegeben oder aus dem System genommen werden können. Ferner ist es bevorzugt, dass das Verkehrsleitsystem bei automatischer Steuerung des Verkehrsmittels diese Verstärkung oder Verringerung automatisch (ohne Zutun von Personen) vornehmen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Leit- und Sicherheitssystem für komplexe Verkehrsysteme bereitgestellt, die Streckenabschnitte mit Verkehrswegen, darauf verkehrende Verkehrsmittel und Zugangseinrichtungen dazu aufweisen. Das Leit- und Sicherheitssystem umfasst
Überwachungsmittel für die Streckenabschnitte;
Überwachungsmittel für die Verkehrsmittel; eine mit den Überwachungsmitteln verbundene Steuereinheit, welche die aus den
Überwachungsmitteln stammenden Daten hinsichtlich des gegenwärtig bestehenden Beförderungsbedarfs und aller sicherheitsrelevanten Ereignisse im Verkehrsmittel, auf
Verkehrswegen und Zugangseinrichtungen verarbeitet und die Verkehrsmittel entsprechend steuert; und
Ausgabemittel als Schnittstelle mit Kontrollpersonal und/oder als Schnittstelle mit
Fahrgästen, zur Ausgabe von Anweisungen zur Mitwirkung am Betrieb des Verkehrsmittels oder im Notfall.
Zugangseinrichtungen zu den Verkehrsmitteln bzw. -Systemen schließen z.B. Bahnhöfe mit ein, aber auch Zugangswege, -Treppen, Aufzüge und dergleichen.
Die Ausgabemittel sind als Interface bzw. Schnittstelle mit Kontrollpersonal (falls von Betreiberseite gewünscht) und/oder als Schnittstelle mit Fahrgästen vorgesehen, sofern ihre Mitwirkung zur Optimierung des Betriebes des Verkehrsmittels oder im Notfall (z.B. Anweisung zur Selbstrettung) erforderlich ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System zum automatischen Betrieb von Verkehrsmitteln und -Systemen, insbesondere schienengebundenen Verkehrsmitteln bereitgestellt, in dem optional alle den Betrieb und dessen Sicherheit beeinflussenden Parameter wie anfallende Fahrgastmengen, Personen oder Gegenstände mit Gefährdungspotential hinsichtlich ihrer Positionierung im Verkehrssystem und den Zugangswegen dazu automatisch erkannt werden und die Erkenntnisse darüber automatisch in die Steuerung des Verkehrssystems eingehen.
Bevorzugt sind die Verkehrssysteme offene Systeme und/oder weisen Mischverkehr auf. Geschlossene Verkehrssysteme sind etwa Metros, Seilbahnen oder Magnetbahnen, mit einer definierten Anzahl Verkehrsmittel auf einer für andere Verkehrsmittel unzugänglichen Fahrstrecke. Offene bzw. Systeme mit Mischverkehr (wie etwa gemeinsam genutzte Straßen für Trams und Autos/LKW) weisen dagegen auch Verkehrswege auf, die für verschiedene Verkehrsmittel (auch Individualverkehr) zugänglich sind, und wobei keine definierte Anzahl von Verkehrsmitteln auf der Verkehrswegen verkehrt. Damit kann diese Ausführungsform auch in offenen Systemen und/oder solche mit Mischverkehr zur Erhöhung von Betriebseffizienz und Sicherheit genutzt werden.
Bevorzugt sind weiter Mittel zur Hinderniserkennung vom Verkehrsmittel aus und von Standorten außerhalb der Verkehrswege (z.B. entlang der Fahrstrecke bis hin zu einem Satelliten) vorgesehen, zur Erweiterung der fahrzeugstandortgebundenen Emsehbarkeitsgrenzen und dem Erkennen im dreidimensionalen Raum, wobei die Mittel zur Hinderniserkennung funktional und Steuerbefehle generierend mit der Betriebssteuerung des Verkehrssystems verbunden sind. Mit dieser Ausführungsform können die Grenzen menschlicher Wahrnehmung in Zusammenhang mit der Steuerung von Verkehrsmitteln erweitert werden, d.h. Hindernisse können erkannt werden, bevor ein Fahrzeugruhrer sie normalerweise erkennen kann bzw. auch wenn sie für den Fahrzeugführer prinzipiell nicht einsehbar sind (hinter Kurven etc.).
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten AusMirungsförm des erfindungsgemäßen Systems.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Systems.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Systems.
Fig. 4 zeigt schematisch die am meisten bevorzugte Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Systems.
Fig. 5 zeigt schematisch eine typische Anwendung des erfindungsgemäßen Systems.
Fig. 6 zeigt schematisch eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Systems.
Fig. 7a, 7b und 7c zeigen drei Varianten einer Leitung von Fahrgästen an einem Bahnsteig, gemäß der Erfindung.
Fig. 8 stellt eine Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Fahrkarte dar.
Fig. 9 zeigt eine Einsatzsituation des Systems der Erfindung. Fig. 10 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung.
Fig. 11 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform, die die Möglichkeiten erläutert, die das erfindungsgemäße System zur automatischen Fahrwegsicherung vorsieht.
Fig. 12 zeigt eine bevorzugte, weitere Ausfuhrungsform.
Fig. 13 zeigt eine bevorzugte, weitere Ausführungsform.
Im Folgenden werden die bereits besprochenen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erläutert, anhand von Anwendungen, die als nicht beschränkende Beispiele gegeben werden.
Eine einfache Ausfuhrungsform der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt. Der Bahnhof weist einen Aufenthaltsbereich 10 auf, also etwa eine Vorhalle, sowie einen Bahnsteig 12. Von außen führen Türen 34 rechts und links in den Bahnhof. Fahrgäste sind als Kreise 2 dargestellt. Von dem Vorraum 10 führen drei Rolltreppen 6 auf den Bahnsteig 12. Mehrere Fahrkartenautomaten 40 sind in dem Bahnhof aufgestellt. Fahrkartenautomaten 40 können natürlich ebenso in einem Fahrzeug, also U-Bahnzug oder dergleichen, angebracht sein (nicht gezeigt). Wenn ein Fahrgast eine Fahrkarte an einem Automaten erwirbt, kann das erfindungsgemäße Leitsystem erkennen, dass sich eine Person im Bereich dieses Automaten befindet. Weiterhin kann es aufgrund von Informationen über die Fahrkarte, die der Automat liefert, erkennen, wohin der Fahrgast fahren möchte. Dies kann unterschiedlich genau erfolgen, je nach den Informationen aus der Fahrkarte. In einem einfachen Fall wären dies beispielsweise eine Fahrtreichweite, etwa 3 Ringe, 4 Stationen, oder ein Bereich (Tarifzone). In einer weiteren Variante könnte die Fahrkarte spezifischer sein, also das Fahrtziel explizit angeben. Das System kann aus diesen Fahrtzieldaten schließen, dass der Fahrgast voraussichtlich an einen Ort möchte, der je nach der Art der Fahrtzieldaten mehr oder weniger genau bekannt ist. Der Stand der Technik US 4,092,718 führt dies für nicht spurgeführte Fahrzeuge teilweise aus, wobei die generierten Anweisungen dort an die Fahrer der Fahrzeuge gehen, aber keine automatischen fahrerlosen Fahrten auslösen oder steuern können. Aus den Informationen über eine Vielzahl von Fahrgästen ergibt sich daher ein Bild der Personenzahl, die sich in bestimmten Bereichen aufhalten und voraussichtlich in andere Bereiche fahren möchten. Das System ermöglicht dem Verkehrsbetreiber, auf veränderte Bedingungen angemessen zu reagieren, beispielsweise zusätzliche Züge einzusetzen, wenn eine große Zahl von Personen zur gleichen Zeit Fahrkarten für ein bestimmtes Ziel erwirbt, also bei einer Großveranstaltung, im Feierabendverkehr oder beim Ausfall anderer Verkehrssysteme des Verbunds, beispielsweise dem Ausfall bestimmter Streckenabschnitte, so dass die Fahrgäste eine Ausweichroute nehmen. Erfindungsgemäß geschieht dies vorzugsweise vollautomatisch.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Ein Bahnhof wie in Fig. 2 ist hier mit Zugangskontrollen 42 ausgestattet, die Personen beim Ein- bzw. Ausgang in bzw. aus bestimmten Bereichen (Vorhalle, Bahnsteig) erfassen und zählen können. Dabei sind die Zugangskontrolleinrichtungen 42 bevorzugt im Bereich von Türen, Rolltreppenzugängen etc. angeordnet. Dies kann beispielsweise mit Lichtschranken, aber auch anderen Vorrichtungen erreicht werden, etwa durch Leuchtplatten, die von darüber gehenden Personen abgedeckt werden, so dass Lichtsensoren in der Decke die Verdunkelung messen und daraus auf die Zahl der Personen rückschließen können.
Daneben können in gleichwertiger Weise Infrarotsensoren, Bewegungsmelder, Lichtschranken, Zählsensoren, eine computergesteuerte Videobildauswertung von Überwachungskameras oder extra dafür installierten Kameras (Videobildabstraktion etc.) zur Gewinnung dieser Informationen eingesetzt werden. Die Richtung, d.h. ob eine Person in den Bahnhof geht oder ihn verlässt, kann durch geeignete Ausführungen der Zugangskontrollen erreicht werden (Doppellichtschranken, nur in eine Richtung passierbare Sperren und dergleichen). Eine personenscharfe Erfassung ist mit geeigneten Vorrichtungen etwa unter Verwendung personalisierter Fahrkarten mit RFID-Chips zu erreichen. Es soll dabei angemerkt werden, dass erfindungsgemäß Zugangskontrollen ebenso derartige Vorrichtungen beinhalten können, die nicht primär zur Zugangskontrolle dienen, beispielsweise Vorrichtungen, die einen Übergang von Personen zwischen verschiedenen Abschnitten des gleichen Bahnsteigs erfassen sollen, ergänzend zu Vorrichtungen, die das Betreten des Bahnhofs erfassen. Der Einfachheit halber seien solche Vorrichtungen unter dem Begriff Zugangskontrollen zusammengefasst. Solche Vorrichtungen, etwa Lichtschranken, können günstig erworben und eingebaut werden, der Aufstellort kann sehr flexibel gewählt werden, und Fahrgastströme werden dadurch in keiner Weise behindert.
Auch die automatische Auswertung (durch Bildverarbeitung, Abstraktion etc.) von Videobildern soll vorzugsweise für die Datengewinnung herangezogen werden. Kameras und Datenleitungen fallen bei einer erhöhten Überwachung und der Notwendigkeit dazu in Verkehrseinrichtungen ohnehin an. Dabei kann sowohl die Infrastruktur, also die Gebäude zur Füllung und Leerung der Verkehrsmittel wie auch das Verkehrsmittel selbst Überwachungseinrichtungen, die gleichzeitig Zähl- und Gefahrerkennungseinrichtungen sind, besitzen, wobei die zeitnahe (Online-) Übertragung über Funkschnittstellen, Infrarotschnittstellen, Wireless LAN oder ähnliche Übertragungstechnologien Bestandteil des hier dargestellten Systems sind. Eine andere Möglichkeit für Zugangskontrolleinrichtungen, die allerdings eine mehr oder weniger große Behinderung großer Personenströme darstellen, wären schrankenähnliche Vorrichtungen oder Türen, die sich erst nach dem Einführen einer gültigen Fahrkarte für den Passagier öffnen. Andererseits bieten solche Absperr- /Freigabevorrichtungen eine genauere Steuerungsmöglichkeit für den Verkehrsbetreiber (Absperren von Bahnhöfen nach Betriebsschluss etc.). Der Vollständigkeit halber sein angemerkt, dass bestimmte Smartcard - Systeme und berührungslose bzw. „Touchless" Systeme Stand der Technik sind, welche möglicherweise auch die Bewegungsrichtung des Karteninhabers erkennen können. Des Weiteren kann durch mehrere Sensoren im Raum, d.h. durch die geometrische Anordnung von Empfängern und die Bewegung des jeweiligen Senders in Relation dazu, eine Erkennung der Bewegungsrichtung und die Generierung eines entsprechenden Datenimpulses, der diese Richtung an die Steuerung des Systems weitergibt, erzeugt werden. Ergänzend sei bemerkt, dass sich das System vorzugsweise abweichend vom Stand der Technik, insbesondere beispielsweise US 4,092,718, seine für die erfindungsgemäßen Funktionen erforderlichen Daten unabhängig vom Zutun der Passagiere selbst einholt, um funktionsfähig zu sein, Eingaben von Passagieren in Automaten, sofern sie im Stand der Technik bekannt sein, aber zusätzlich nützt, wenn sie für die Funktion dienlich sind oder die Funktionsergebnisse verfeinern können. Eine besonders bevorzugte Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Systems in einem Bahnhof ist in Fig. 3 gezeigt. Der Bahnhof weist einen Aufenthaltsbereich 10 auf, also etwa eine Vorhalle, sowie den Bahnsteig 12. Von außen führen Türen 34 rechts und links in den Bahnhof. Fahrgäste sind als Kreise 2 dargestellt. Von dem Vorraum 10 führen drei Rolltreppen 6 auf den Bahnsteig 12. Mehrere Empfangseinrichtungen 44 sind in dem Bahnhof verteilt aufgestellt, um die Signale der von den Fahrgästen 2 mitgeführten Sender (nicht gezeigt) zu empfangen. Empfangseinrichtungen 44 können natürlich ebenso in einem Fahrzeug, also U-Bahnzug oder dergleichen, angebracht sein (nicht gezeigt). Die (beschränkten) Empfangsbereiche der Empfangseinrichtungen 44, die mehr oder weniger überlappen können, bilden eine Art Zellensystem vergleichbar den Mobilfunksystemen. Mit Techniken, die aus dem gleichen Bereich bekannt sind, kann daher die Position eines persönlichen Senders eines Fahrgasts je nach Anforderung mehr oder weniger genau ermittelt werden (Aufenthalt in einer Zelle oder Bestimmen der Position durch Messen der Empfangsstärke des Signals in mehreren Zellen). In dem hier gezeigten Beispiel betritt eine große Anzahl von Personen 2 den Bahnhof, die auf der rechten Seite dargestellt ist. Das System wird diese große Anzahl sowie deren Bewegungsrichtung erfassen, daraus schließen, dass die Menschen auf den Bahnsteig wollen, und Maßnahmen treffen, damit die Fahrgäste nicht alle in den rechten Bereich des Bahnsteigs gelangen.
Dazu kann die rechte Rolltreppe 6 abgeschaltet oder zumindest stark verlangsamt oder sogar in umgekehrter Richtung gefahren werden, während die mittlere auf höchster Geschwindigkeit gefahren wird. Dies verhindert, dass viele oder sogar alle Fahrgäste über die rechte Rolltreppe 6 auf den Bahnsteig 12 gelangen und diesen Bereich möglicherweise überfüllen. Somit wird eine bessere Verteilung der Menschen auf dem Bahnsteig erreicht. Wenn in dem gezeigten Fall gleichzeitig ein vollbesetzter Zug einfährt, dann stellt sich weiterhin das Problem, die aussteigenden Fahrgäste möglichst von denen, die einsteigen wollen, zu trennen, um ein Gedränge und daher einen Zeitverlust zu vermeiden. Wenn das System also wie hier erkennt, dass auf der rechten Seite eine große Anzahl Menschen auf den Bahnsteig strömt, dann kann die linke Rolltreppe 6 in Richtung vom Bahnsteig 12 zum Vorraum 10 gefahren werden, und mit optischen und/oder akustischen Leitmitteln (hier nicht gezeigt, siehe dazu Fig. 4 und 5) können die aussteigenden Fahrgäste in Richtung des linken Ausgangs des Bahnhofs geleitet werden. Dadurch wird eine Kollision zwischen aussteigenden und einsteigenden Fahrgästen wirkungsvoll verhindert, der Zug kann schneller wieder abfahren und eine größere Personenzahl wird in der gleichen Zeitspanne befördert.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung schematisch gezeigt. Das System umfasst mehrere Sender 32, hier in zwei verschiedenen Gegenständen integriert (Fahrkarte bzw. Namensschild), mehrere Empfangseinrichtungen 44, sowie eine Zentraleinheit 20. Die Zentraleinheit 20 ist mit den Empfangseinrichtungen 44 verbunden. An die Zentraleinheit 20 können verschiedene Leitelemente angeschlossen sein, in dem hier gezeigten Beispiel sind dies optische Anzeigemittel, also etwa eine Leuchttafel 24 mit steuerbarer Anzeige, akustische Leitmittel 26, etwa ein Durchsagelautsprecher, sowie mechanische Absperr- bzw. Freigabeelemente 28, z.B. elektrisch gesteuerte Durchgangs- oder Aufzugtüren oder eine verriegelbare Durchgangssperre, und insbesondere Steuermittel 60 für Verkehrsmittel, also beispielsweise die steuerbaren Weichen und/oder Signaleinrichtungen eines U-Bahn- Schienensystems. Die Sender 32 können RFID-Chips sein. Dabei ist zu beachten, dass die Empfangseinrichtungen 44 für gewöhnlich auch eine Sendefähigkeit aufweisen, um die in der Regel passiven RFID-Chips zu aktivieren, so dass diese ihre entsprechende Kennung aussenden. Die Verbindung der Zentraleinheit 20 mit den Empfangseinrichtungen 44 und Leitmitteln 24, 26, 28 kann sowohl drahtgebunden als auch drahtlos sein. Über den Zentralrechner werden die entsprechenden Fahrzeugkapazitäten erfindungsgemäß in der erforderlichen Länge, Raumkapazität und Fahrtenfrequenz beigeliefert.
Das gezeigte System bietet vielfältige Möglichkeiten, Personen oder Personenströme zu leiten und zu lenken. Im Folgenden sei dies für ein Bahn- oder U-Bahnsystem beschrieben, es kommen jedoch viele weitere Anwendungen in Betracht, wie andere Massenverkehrsmittel,
Freizeitparks, Tiefgaragen usw. So kann beispielsweise am Tage einer Großveranstaltung das
System so angesteuert werden, dass die Fahrgäste bevorzugt zu dem Ort der Veranstaltung geleitet werden. Durch Leuchtschilder und Lautsprecherdurchsagen können die Fahrgäste auf die kürzesten Verkehrswege zu diesem Ort gelenkt werden. Sie können in einem Bahnhof auch zu den Zügen geleitet werden, die die Massen zu einer Veranstaltung an- oder abtransportieren. Dies ist vor allem bei komplexen Kreuzungsbahnhöfen mehrerer U- Bahnlinien in verschiedenen Ebenen vorteilhaft, wie sie beispielsweise in London, Paris, Moskau, Tokio oder München anzutreffen sind. Eine optimale, d.h. möglichst gleichmäßige Besetzung der Züge kann mit dem System erreicht werden.
Dazu wird erfasst, ob sich in einem Einstiegs- oder Zugbereich mehr Menschen befinden, in anderen dagegen weniger. Dann wird anhand dieser Information das System so angesteuert, dass Zugänge zu den bereits vollen oder überfüllten Bereichen bevorzugt abgesperrt werden, während die Menschen in Richtung der noch leeren Bereiche gelenkt werden. Zusätzlich ist dies mit der automatischen Bereitstellung von Zugkapazitäten verknüpft. Mit der erfindungsgemäßen Auslegung des Systems ist ein effizientes Störfallmanagement für Massenverkehrssysteme möglich. Passagiere werden im Störfall, zum Beispiel wegen einer aufgrund von Alarm gesperrten Linie oder einem gesperrten Bahnhof, effizient zu anderen Linien umgeleitet, deren Kapazität automatisch erhöht, oder die automatisch auf eine alternative Fahrstrecke umgeleitet wird, und dazu hilfsweise effizient verteilt und geleitet. Dies kann durch optische Anzeigen erfolgen, durch akustische Hinweise, oder es können die entsprechenden Zugangswege abgesperrt oder zumindest weniger gut durchgängig gemacht werden. Wenn ein Bahnsteig beispielsweise Zugänge über 3 Rolltreppen aufweist, vorne, mittig und hinten, dann können die Rolltreppen derart gesteuert werden, dass ein erwünschter Personenstrom bzw. eine Verteilung der Fahrgäste erreicht wird. In dem Fall, dass der vordere Balinsteigsbereich bereits überfüllt ist, wird das System dies erkennen, und beispielsweise die zu diesem Bereich führende Rolltreppe abschalten oder in die entgegengesetzte Richtung laufen lassen. Dadurch werden die Passagiere dazu gebracht, die zwei weiteren Rolltreppen zu benutzen, und eine weitere Überfüllung des vorderen Bahnsteigsbereichs wird wirkungsvoll verhindert. Analoges gilt für Aufzüge, automatische Türen und dergleichen, die selektiv abgesperrt oder geöffnet werden können.
Bei Rolltreppen, Fahrstühlen oder Transportbändern kann dazu sowohl die Richtung umgekehrt werden, um zu verhindern, dass zu viele Personen das Band in einer nicht erwünschten Richtung benutzen, als auch die Geschwindigkeit dieser Vorrichtungen angepasst werden. Wenn ein Bereich schnell geräumt werden soll, beispielsweise weil ein voll besetzter Zug angekommen ist, oder eine Evakuierung erfolgen soll, können die Transportmittel beschleunigt werden. Soll dagegen eine bereits bestehende Überfüllung eines Bereichs nicht noch weiter verstärkt werden, können die Transportmittel verlangsamt werden, so dass den Menschen Zeit gegeben wird, sich gleichmäßiger zu verteilen. Zusätzlich wird erfindungsgemäß das gesamte Kapazitätsmanagement eines komplexen Verkehrssystems automatisch vorgenommen oder die damit betrauten Verantwortlichen effektiv und zeitsparend unterstützt (siehe dazu auch Fig. 6 und 10).
In Figur 5 ist eine Situation dargestellt, in der das erfindungsgemäße System helfen kann, eine gleichmäßige Verteilung von Fahrgästen auf einem Bahnsteig 12 und in einem Zug 14 zu erreichen. Wie hier zu sehen ist der Zug 14 in dem ersten Wagen bereits gut besetzt, und weiter steht eine große Anzahl Fahrgäste 2 bereit zum Einsteigen in diesem Bereich. Das System der Erfindung erkennt nun diesen Zustand und schaltet die Rolltreppe, die zu dem überfüllten Bereich führt, in die Laufrichtung zum Bahnhofsbereich 10, also weg vom Bahnsteig 12. Die Personen, die im Bahnhofsbereich 10 in Richtung des Zugs gehen und normalerweise einfach die am nächsten liegende Rolltreppe benutzen würden, werden daher auf diese Weise geleitet, um die andere Rolltreppe, die zum Bahnsteig 12 führt, zu benutzen. Mit gestrichelten Pfeilen ist die gewünschte Bewegungsrichtung der Fahrgäste angedeutet. Natürlich wird der gewünschte Effekt nicht nur durch die Laufrichtung der Rolltreppen bewirkt, die Fahrgäste sollen erfindungsgemäß weiterhin mit optischen und akustischen Leitmitteln 24, 26 in die gewünschte Richtung gelenkt werden. Also vor allem etwa durch variabel ansteuerbare Leuchtschilder bzw. Anzeigetafeln, aber optional ebenso durch entsprechende automatische Lautsprecheransagen.
Dabei können auch sehbehinderte Personen berücksichtigt werden, z.B. kann solchen Personen der Weg in eine bestimmte Richtung analog den mit akustischen Signalgebern ausgerüsteten Ampeln gewiesen werden. Der Eingang zu einer Rolltreppe kann etwa damit ausgerüstet werden, um zu verhindern, dass eine sehbehinderte Person eine in der falschen Laufrichtung fahrende Rolltreppe irrtümlich betritt. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform kann einer solchen Person eine entsprechende Kennung auf ihrer personengebundenen Fahrkarte bereitgestellt werden, so dass das System erkennt, wenn sich die Person einer falsch herum laufenden Treppe etc. nähert.
Fig. 6 illustriert in einem Gesamtschema eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. In dieser Figur ist eine Kombination verschiedener Einzelkomponenten dargestellt, die bereits beschrieben wurden. Fig. 6 zeigt, wie eine Vielfalt von Einzelmaßnahmen zu einem Gesamtsystem kombiniert werden kann, um die aus der Zählung 110 gewonnenen Daten zusammen mit Zusatzinformationen, etwa aus der Videoüberwachung 54/computergesteuerten Bildverarbeitung 56 für die Überwachung 118, Leitung 112, 114 von Personen und Steuerung 106, 76, 78 von Verkehrsmitteln 14 durch eine Zentraleinheit 20 zu verwenden. Die Steuerung erfolgt über die Zentraleinheit 20, mittels eines Steuermittels 60. Dabei kann es sich bei der Steuerung um eine Verdopplung (zusätzliche Wagen anhängen), Abkupplung oder Änderung der Linienführung (Weichen stellen etc.) handeln, 76, oder es können die Fahrzeuge gesteuert werden, d.h. vor allem Geschwindigkeit verringern, erhöhen und dergleichen, je nach Ausführung des Fahrzeugs sogar automatisches Fahren inklusive Lenken. Die Bezugsziffer 112 steht für sektorale Leitbefehle (an die Fahrgäste) im Bahnhof, während 114 sektorale Leitbefehle innerhalb der Fahrzeuge darstellt. Solche sektoralen Leitbefehle können mittels automatischer Lautsprecherdurchsagen, Bilder, gesteuerte farbige Böden, Decken, Wände etc., durch den Einsatz von Licht(vorhängen), Zugzielanzeigern ZZA sowie andere Anzeigen gegeben werden. Die Zentraleinheit 20 steuert aufgrund der eingehenden Daten auch Fahrtreppen/- Bänder und Aufzüge, 102, sowie etwa Bahnsteigtüren, 104. Die gestrichelten Linien stellen die sicherheitsrelevanten Funktionen dar, die bei problematischen Situationen Alarm auslösen können, 116, und welche die technische Infrastruktur der Leitfunktionen mitnutzen. Bilder und Aufzeichnungen der Videoüberwachung werden der Dispatching - Zentrale bzw. einer zentralen Leitstelle zugeführt, 108. Eine Überwachung 118 kann dann automatisch, aber auch durch Personal erfolgen. Die Zählung 110 erfolgt in diesem Diagramm an Eingangsbereichen mittels Zugangskontrollvorrichtungen 42, auch in Fahrzeugen 14, etwa durch Videoüberwachung 54, bevorzugt aber ebenso durch das Wandern der Sender in den Fahrkarten 58 durchs System, b), bzw. beim Kauf einer Fahrkarte 58 an einem Automaten, a). Durch ständige Rückkoppelung 100 wird die Wirkung einer Maßnahme im System ständig überwacht. Hier nicht gezeigt ist, dass selbstverständlich eine Eingriffsmöglichkeit von Personal, in das System, also vor allem die Zentraleinheit 20, beibehalten werden kann.
In den Fig. 7a, 7b und 7c sind drei Varianten der Leitung von Personen auf einem Bahnsteig gezeigt. Dabei ist hier speziell die Leitung von Personen gezeigt, um eine optimale Besetzung von Fahrzeugen zu erreichen. Aufgrund der erfindungsgemäß gewonnenen Daten über Personendichten in bestimmen Bereichen sollen die Menschen so geleitet werden, dass sie bevorzugt in weniger stark besetzte Fahrzeugteile gehen. In Fig. 7a wird dies durch entsprechende Anzeigen, etwa Leuchtschilder, oder Displays der verschiedenen Technologien, z.B. LED, LCD, TFT, Plasma u.a., erreicht. Fig. 7b zeigt dazu im Boden vorgesehen Leuchtfelder, entweder durch Form (Pfeil/Balken) oder durch verschiedenfarbige Felder (etwa rot/grün). Fig. 7c stellt die Verwendung von Lichtvorhängen für diesen Zweck dar, etwa durch verschiedenfarbige Lichtvorhänge oder das gezielte EπWAusschalten einzelner Segmente. Die Lichtvorhänge können linear an der Bahnsteigkante vorkommen oder auch eine bestimmte Fläche des Bahnsteiges von oben oder schräg oben her ausleuchten.
Fig. 8 zeigt, wie eine Fahrkarte für das erfindungsgemäße System mit einem Magnetstreifen 50 sowie einem „Päd" 52 ausgerüstet sein kann. Das Päd 52 dient dazu, einen Fingerabdruck des Käufers der Karte aufzunehmen, so dass diese biometrischen Daten später überprüft werden können, d.h. ob der Träger auch der ursprüngliche Käufer der Karte ist. Dies kann etwa dadurch geschehen, dass der Käufer beim Bedienen der Fahrkarte dazu veranlasst wird, den Daumen in dem „Päd" 52 aufzulegen. Der Magnetstreifen 50 kann für die Aufnahme verschiedener Daten dienen, er ist von einer herkömmlichen Art und soll daher nicht weitergehend beschrieben werden. Die erfindungsgemäße Funktion des l:l-Abgleichs in der Karte und die damit gegebene Zugangsberechtigung, d.h. z.B. Entsperren einer Sperre oder Personenvereinzelungsanlage kann auch berührungslos, z.B. mit Transpondertechnologie, Funk etc. erfolgen. Dabei kann der Stand der Technik genutzt werden. Denkbar ist, dass das jeweilige Kontrollgerät an der Zugangssperre auch so viel Energie oder Impulse aussendet, dass die Karte mit ihren Funktionen angeregt wird und ohne eigene Energieversorgung auskommt. Fig. 9 zeigt eine typische Einsatzsituation des Systems gemäß der Erfindung zum Leiten der Fahrgäste an einem Bahnsteig, um eine optimale Belegung von Fahrzeugen und reduzierte Haltezeiten zu erreichen. In diesem Beispiel sind akustische Mittel aufgezeigt, es können aber auch optische Mittel oder eine Kombination beider Mittel sein.
In Fig. 10 ist ein Aspekt des erfindungsgemäßen Systems dargestellt.
Dabei werden die Ergebnisse der automatischen Fahrgastzählung 110 als wesentliches Element in der Rechnereinheit 20 verarbeitet, um über die verkehrsaufkommensabhängige Dispatcherfunktion 120 an die Systemsteuerung automatisches Fahren 60 (in der Beschreibung der weiteren Figuren unter „Leitmittel" subsumiert) gekoppelt zu werden, und um Befehle respektive Leitbefehle an die automatische System- und Zugsteuerung auszulösen.
Das Kernsystem in der Reihe 110, 20, 120, 60 wird durch ankombinierte Teilsysteme (dazu kann auch das Personenleitsystem gemäß EP 941527 Bl gehören) effizienter, auch wenn es ohne diese funktionsfähig ist. Durch angehängte Überwachungssysteme 54 und 108 kann die Sicherheit des Verkehrssystems drastisch erhöht werden, was insbesondere angesichts der Bedrohungen von öffentlichen Massenverkehrssystemen bevorzugt ist. Neu im Sinne der Erfindung ist dabei der Aspekt der automatischen Überwachung der Bahnhöfe und Züge (u.a. über bekannte elektronische Erkennungssysteme der intelligenten Verarbeitung digitaler Kamerabilder), und bevorzugt die Kombination auch dieser Erkennungsinstrumente mit der Zugsteuerung.
Für die automatische Zählung können verschiedene Mittel eingesetzt werden, wie Lichtschranken, Gewichtsvergleich, Radar- und Infrarotmessung, aber auch Videobilder (B4 54), die durch ein dahinter geschaltetes Programm zu Zähldaten verarbeitet werden. Diese Bilder dienen aber auch der Erhöhung der Sicherheit und der Prävention on Straftaten im Verkehrssystem (108). In Verbindung mit der oben beschriebenen Kombination von Funktionen wird auch die erfindungsgemäße Mehrfachverwendbarkeit von IT-Infrastruktur (Datenleitung wie Endgeräten) eingesetzt.
Zähldaten können auch zur Abrechnung verwendet werden, sowohl als entfernungsabhängige Abrechnung in Verbindung mit biometrischen Kartensysteme 58 mit geeignetem Ausgabeterminal 121 gegenüber den Fahrgästen / Passagieren, als auch unter den Betreibern der Verkehrsmittel selbst, wenn mehrere Firmen den Service des Verkehrssystems - wirtschaftliche unabhängig voneinander - anbieten respektive betreiben (Abrechnungssoftware für Fahrgeldeinnahmeverteilung 122).
Videobilder können für Strafverfolgung, Durchsetzung der Gesetze und für Studienzwecke aufgezeichnet (Aufzeichnungsmedien für Strafverfolgung und für spätere Planung 123) werden - eine Löschung nach einer gewissen Zeitperiode kann von Gesetzes wegen angezeigt sein (124). Karten und Biometrie können die Sicherheit ebenfalls erhöhen respektive für bestimmte Personen (z.B. verdächtige Personen im terroristischen Umfeld) den Zugang überhaupt verwehren (121 in Verbindung mit 58).
Passagierleitsysteme gem. EP 0 941 527 Bl (Rauch) sind an das erfindungsgemäße System ebenso ankoppelbar (hierzu gehören Leitmittel wie 112 und 114), wie Fahrgastinformationssysteme (125), wobei eine eigene Positionsbestimmung dazu ebenso ausreichen kann (über z.B. GPS 126) wie die des Zugsteuerungssystems (60).
Das Zugsteuerungssystem (60) ist an das (automatische) Dispatchingsystem 120 unmittelbar angeschlossen, es kann ohne menschliches Zutun damit kombiniert werden, sofern die technischen Aufsichtsbehörden zustimmen.
Das erfindungsgemäße System kann, bei einem großen insbesondere spurgeführten Verkehrssystem für das ganze System ausgelegt werden, aber auch nur für einen (zum Beispiel stark frequentierten) Teil. Um einen funktionalen Übergang herzustellen, sind log¬ in-Bereiche in das System vorgesehen, in denen sich der Fahrer eines Zuges oder auch ein automatischer fahrerloser Zug in das System hinein anmeldet oder aus ihm wieder abmeldet (127). Sowohl die Kartenausgabe über biometrische Kontrolle 121 als auch das Fahrgastinformationssystem 125 sind an System zur Erhöhung der Servicequalität 128 für den Fahrgast angeschlossen, oder steuern diese sogar automatisch, wobei die Informationswege von den Kartenautomaten 121 bidirektional sind, und Informationen des Fahrgastinformationssystems 125 nicht nur über große Displays am Bahnhof und in den Zügen, sondern auch im Display des Automaten bereits erscheinen können und so ggf. die Wahl des Reisezieles zum Nutzen des Fahrgasts beeinflussen können.
Das vorstehend Beschriebene gilt im Rahmen der Erfindung natürlich nicht nur lokal für einzelne Bahnhöfe, und ist in analoger Weise anstatt auf Personen auch auf die Fahrzeuge für deren Beförderung anzuwenden. Es kann ebenso für ein System mehrerer Bahnhöfe beispielsweise einer Großstadt angewendet werden. Wird in einem Bahnhof oder auf einer bestimmten Strecke eine Überlastung oder Störung erfasst, kann das Leitsystem so angesteuert werden, dass die Fahrgäste möglichst gleichmäßig auf Ausweichstrecken verteilt werden, d.h. etwa durch Einsatz der Leitelemente auf die entsprechenden Bahnsteige geleitet werden, und dass von Seiten der Fahrzeuge her auf die erkannte Situation reagiert wird. Die Erfindung ermöglicht dem Verkehrsbetreiber in jedem Augenblick, einen Überblick über die derzeitige Auslastung des Verbundsystems mit Fahrgästen zu erhalten, und Maßnahmen zur Behebung oder vorzeitigen Verhinderung von Störungen, Stauungen etc. zu treffen, also den Einsatz zusätzlicher Züge vorzusehen oder automatisch auszulösen, und allgemein die Steuerung von Fahrzeugen an die ermittelten Daten anzupassen, um einen möglichst effektiven Transport der Personen zu erreichen. Im Gegensatz zu Personen, die nur in begrenzter Weise „gesteuert" werden können, kann in die Steuerung von Fahrzeugen, natürlich insbesondere von automatisch gesteuerten, direkt durch das System eingegriffen werden. So können etwa automatisch zusätzliche (fahrerlose) Züge ins Verkehrsnetz eingeschleust werden, wenn dies benötigt wird. Aber auch bei nicht vollautomatisch gesteuerten Fahrzeugen können Eingriffe vorgesehen werden, etwa das automatische Bremsen beim Erkennen einer drohenden Gefahrensituation, hier kann aber auch genügen, den Fahrer rechtzeitig über die Gefahrensituation zu informieren.
Vorteilhaft ist, dass jeder Fahrgast mit dem Fahrticket einen Sender oder Chip in der Karte integriert erhält, sei es nun eine Jahres-, Monats, Wochen- oder Tageskarte oder ein Mehrfahrten- oder Einzelfahrschein. Der Sender kann in eine Plastikkarte integriert oder auch als Drahtwerk in eine bedruckbare festere Pappkarte integriert sein. Auch andere Materialien sind denkbar, wenn sie für die Funktion dienlich sind. Weiterhin kann der Sender in vergleichbaren Karten oder anderen mitgefühlten Gegenständen integriert sein, etwa Zugangskarten, Namensschildern und dergleichen. Die enthaltene Kennung des Senders muss in jedem Fall innerhalb eines Systems eindeutig sein, um eine personenscharfe Zählung zu ermöglichen. Es besteht die Möglichkeit, den Sender mit einer Identifikation auszustatten, die einen Rückschluss auf den Träger zulässt. Eine eindeutige Zuordnung wäre beispielsweise mittels einer Kundennummer bei dem entsprechenden Verkehrsbetrieb denkbar, im Falle von (nicht übertragbaren) Abonnement-Fahrkarten. Gleiches kann für Dauerkarten/Saisontickets für Zoos, Freizeitparks, Stadien etc. angewendet werden. In diesem Fall wäre der Träger nur von dem jeweiligen Betreiber identifizierbar, Dritte hätten keine Möglichkeit der Identifizierung. Es können eindeutige Kennungen verwendet werden, die eine Identifizierung erlauben, etwa Ausweisnummern oder den Namen des Trägers. Die Identifikation kann bestehenden oder künftigen Datenschutzbestimmungen entsprechend ausgelegt werden. Eine personenscharfe Zählung ist in jedem Fall möglich.
Jede ausgegebene Fahrkarte - auch für nur eine Fahrt - erhält einen kleinen Sender (die Kosten dafür sind bei großen Stückzahlen extrem gering). Ein-Fahrten-Karten können beim Verlassen des Verkehrsmittels auch wieder eingezogen werden, Mehrfahrtenkarten bei Verlassen z. B. des Untergrundbahnhofes (Sperrenbereichs) nach der letzten Fahrt, d.h. bei Erlöschen der Gültigkeit. Dies ist bereits Stand der Technik beim heutigen Kartensystem der Untergrundbahn von London. Eine solche Vorgehensweise erlaubt somit das Wiederverwenden von in der Anschaffung aufwendigeren Karten mit deren Sendern, Pads etc., die immer wieder neu programmiert werden können.
In der bevorzugten Ausfuhrungsform umfasst das erfindungsgemäße System eine Vielzahl persönlicher Sender (etwa in Form von "smart cards"). Dabei wird den Benutzern des
Systems bevorzugt mittels Fahrkarte ein persönlicher Sender zur Verfügung gestellt, der eine , personenscharfe Zählung gewährleistet. Dazu sind Empfangseinrichtungen in beispielsweise
Fahrzeugen und Bahnhöfen vorgesehen. In optionalen Ausführungen kann der persönliche
Sender in Verbindung mit den verwendeten Empfangseinrichtungen auch zur genauen Ortung von Personen eingesetzt werden, dies kann optional entweder "anonymisiert" oder personalisiert erfolgen. Die Daten (Personenzahl, Aufenthaltsorte), die durch den Einsatz der persönlichen Sender erfasst werden können, werden für vielfältige Funktionen des Verkehrsleitsystems ausgewertet und verwendet, um eine Anpassung des Leitsystems an unterschiedlichste Bedingungen zeitnah zu ermöglichen. Die Sender dienen der automatischen Kapazitätsplanung und -Auslösung im Verkehrssystem wie auch zur Wahrung der Sicherheit.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein System bereitzustellen, das die vorhergehend genannten Anwendungen optimal miteinander verknüpft, günstig herzustellen und zu erwerben ist, und ein hohes Maß an Genauigkeit bietet. Bevorzugt ist es mit dem Fahrscheinerwerb oder dergleichen verknüpft oder bildet sogar eine Einheit damit. Schließlich dient es der Erfassung von Fahrgastmengen für Zwecke der Kontrolle, der Sicherheit, der Abrechung, der Fahrzeugdisposition und der Ermittlung von Eingangsdaten zur Steuerung des Verkehrssystems. Die örtliche Lage des von jeder Person mit sich geführten Senders kann mittels in Fahrzeugen und Räumen installierten Empfängervorrichtungen festgestellt und über ein Rechenprogramm visualisiert und für weitere Zwecke verwendet werden.
Ein derartiges System kann zur Zählung am Eingang zu einer Metrostation verwendet werden, aber auch beim Ausgang, es kann zur Fahrgeldnacherhebung bei zu weitem Fahren herangezogen werden (etwa wenn ein Fahrgast den Bereich verlässt, für den die Fahrkarte gültig ist), aber auch zum Zählen der Personen auf einem Bahnsteig, an einer Zugtür oder in einem Zugteil verwendet werden, sowie zur Zeichnung eines genauen Bilds der Aufenthaltsorte von Personen auf einem Bahnsteig oder in einem Fahrzeug. Es versetzt den Betreiber in die Lage, Fahrgastströme nachvollziehen bzw. verfolgen zu können, und es zeichnet zu jedem Zeitpunkt ein Bild der sich im System aufhaltenden Personen nach Zeit und Ort auf. Dieses Bild existiert so lange, bis die Personen das System, d.h. z.B. den Metrobahnhof, verlassen, oder solange im Katastrophenfall keine Temperaturen oder anderen Bedingungen entstehen, so dass das Fahrgastzähl- und Erkennungssystem nicht mehr funktionsfähig ist (in diesem Falle erfolgt eine Konservierung des letzten Messergebnisses). In Katastrophenfällen soll es aber so weit noch funktionsfähig sein, - dies soll für die meisten Fälle gewährleistet werden - um zur Ortung von Personen verwendet zu werden. Die mitgefühlten Karten können, sofern sie über aktive Sendefahigkeiten verfügen, steigende Temperaturen erfassen und ein Warnsignal abgeben, so dass Brände möglichst frühzeitig erkannt werden können.
Eine Verwendung des hier offenbarten Systems für Gebäudeschutz und Schutz von Personen z.B. im Brandfalle in Tiefgaragen oder Gebäuden mit mehreren Brandabschnitten ist hierbei ebenso inbegriffen. Beispielsweise können bei automatischen Brandschutztorsteuerungen, die im Brandfall die Brandschutztore automatisch abschließen, Personen geortet werden, die sich noch in einem Brandabschnitt befinden, und vor dem Eingeschlossenwerden durch die Anlage bewahrt werden. Auch kann kontrolliert werden, ob sie eine von Hand zu betätigende Fluchttür, die evtl. mit dem Brandschutztor kombiniert ist, noch benützt haben oder benützen konnten.
Eine genaue Erfassung der Personenanzahl, die sich beispielsweise in einem bestimmten Tribünenbereich eines Sportstadions, oder im Garderoben-, VIP- oder sonstigem Bereich befindet, kann ebenfalls gewährleistet werden. Dies kann unter anderem genutzt werden, um zu verhindern, dass sich mehr Personen in einem bestimmten Bereich aufhalten, als es aus brandschutztechnischen (Konzertsaal) oder statischen (Fußballtribüne) Gründen tolerierbar ist.
Dabei kann bei personalisierten Karten die Erhebung auch personalisiert werden, sie kann aber ebenso auch nicht-personalisiert ablaufen. Eine Datenfilterung, wie sie evtl. vom Datenschutz gefordert wird, kann vor-, nach- oder zugeschaltet werden. Es ist auf jeden Fall erforderlich, dass jede Karte bzw. jeder Sender insofern individuell ist, dass eine Unterscheidung verschiedener Personen möglich ist. Eine Personalisierung, bei der personenbezogene Daten von dem Sender abrufbar sind (Kundennummer etc.) ist optional möglich. Bei Zeitkarten ist es notwendig, die Karten derart zu kodieren, dass über die Kennung eine Zuordnung zu den Zeitabschnitten der Gültigkeit möglich wird. D.h. um festzustellen, ob ein Fahrgast eine gültige oder bereits abgelaufene Fahrkarte besitzt. Dazu kann eine datumsbezogene Kennung verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Daten (insbesondere personenbezogene Daten) nach gewisser Zeit gelöscht werden, gemäß der im Bereich des Verkehrsmittelbetreibers gültigen gesetzlichen Vorschriften, ggf. gemäß überregionaler oder internationaler Übereinkünfte. Die Einhaltung soll der Betreiber gewährleisten - ggf. können die technischen Möglichkeiten die Einsatzmöglichkeiten aus juristischer Sicht übersteigen, oder alle technischen Möglichkeiten werden nur in besonderen Fällen oder bei besonderen Vorkommnissen ausgeschöpft.
Wenn ein Fahrzeug, also etwa ein U-Bahnzug, eine Lagebestimmung vornehmen kann, ist dabei auch der Ort bekannt. Diese Information kann von Wichtigkeit sein, etwa im Falle eines Stromausfalls, eines Tunnelbrandes oder eines terroristischen Anschlages. Mit Systemen des Stands der Technik ist es jedoch nicht möglich, die Position jeder Person in einem Tunnelsystem von einem anderen Ort aus festzustellen (z.B. über elektronische Mittel), oder auch eine Person oder Karte zu orten, die sich nicht mehr bewegt (Karte kann auch liegen geblieben oder weg geworfen worden sein). Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Kombination mit den persönlichen Sendern ist der Zusatz einer Ortsbestimmung eines Fahrzeugs erforderlich, da sich die Empfangseinrichtungen unter anderem in einem Zug befinden können, der seine Position beim Fahren ändert. Um die genaue Position von bestimmten Personen zu ermitteln, die sich in einem Zug befinden, ist daher nicht nur die Positionsbestimmung in Bezug auf die Empfangseinrichtungen nötig, sondern zusätzlich die Information, wo sich der entsprechende Zug aufhält. Mit dieser kombinierten Information ist die Position der Fahrgäste dann insgesamt bekannt. Die Positionsbestimmung eines Zugs kann mit bekannten Mitteln erfolgen. Die Ortsbestimmung kann verfeinert werden, z.B. durch Aufteilen des Schienensystems in entsprechend kleine Abschnitte und Erfassen, wenn ein bestimmter Zug sich in einem bestimmten Abschnitt aufhält und in welche Richtung er fährt.
Mit der vorliegenden Erfindung sind unter anderem folgende Ausführungsformen realisierbar:
Beim Einsatz in einem Massenverkehrssystem, etwa einem U-Bahnsystem: Mit dem erfindungsgemäßen System kann eine bessere Ausnutzung der vorhandenen Züge sowie des
Raums in einzelnen Zügen erreicht werden. Indirekt wird dabei auch eine bessere Infrastrukturausnutzung gewährleistet. Wenn ein erhöhter Fahrgastandrang in einem Bereich eines Zuges beim Einsteigen erfasst wird, können die Fahrgäste mit den Elementen des Leitsystems zu den anderen, weniger frequentierten Türen geleitet werden. Das System kann das erhöhte Fahrgastaufkommen registrieren und automatisch veranlassen, mehr Züge vorzuhalten, außerdem kann der vergrößerte Personenstrom schon im Vorfeld so geleitet werden, dass starkes Gedränge in vermieden werden kann. Da die Passagiere bevorzugt bereits so früh erfasst werden (also etwa bereits im Bahnhofseingang bzw. -vorhof), dass noch einige Minuten vergehen, bis sie einstiegsfertig am Bahnsteig bereitstehen, können in dieser Zeit mehr Züge bereitgestellt werden, so dass die höhere Personenzahl schnellstmöglich aus dem Bahnhof transportiert werden kann. Dabei werden die Passagiere über den Einsatz von Zusatzzügen informiert, so dass sie davon absehen, unbedingt den ersten Zug zu nehmen. Eine optionale Möglichkeit besteht darin, Rolltreppen, Aufzüge etc. so zu schalten, dass der in einer Richtung kurzfristig erhöhte Personenstrom störungsfrei abgeführt werden kann. Das bedeutet, dass bei je einer Rolltreppe für den Zu- bzw. Abfluss vom Bahnsteig kurzfristig beide für den Zugang zum Bahnsteig geschaltet werden, wenn das System erkennt, dass viele Personen in Richtung des Bahnsteigs gehen, während keine oder nur wenige den Bahnsteig verlassen.
Beim Einsatz zur erhöhten Sicherheit bei statik-kritischen Bauten, beispielsweise einer Fußballtribüne: Abgesehen von der Zugangskontrolle kann die Erfindung dazu genutzt werden, eine zu hohe Belegung einer Tribüne zu erkennen, damit geeignete Maßnahmen gegen ein drohendes Konstruktionsversagen, im Extremfall sogar Zusammenstürzen ergriffen werden können. Selbiges gilt für Verkehrsbauwerke.
Beim Einsatz bei der Verbesserung von Rettungseinsätzen: Beim Auftreten von Katastrophen, etwa Bränden, kann das System verhindern, dass Personen versehentlich in die Gefahrenzone laufen, durch Einsatz der Elemente des Leitsystems, also Warnhinweisen auf Leuchtschildern, akustischen Meldungen, mechanischen Absperrungen von gefährdeten Bereichen etc. Der Personenstrom kann gezielt so geleitet werden, dass es möglichst zu keinen Stockungen kommt und ein ausreichender Sicherheitsabstand zu Brandherden eingehalten wird. Den Rettungskräften werden zusätzliche Informationen geliefert, beispielsweise, ob sich noch Personen in einem bestimmten Bereich aufhalten. Wenn ein bestimmter Sender innerhalb eines Gefahrenbereichs geortet wird, der sich nicht bewegt, kann daraus auf eine hilflose Person geschlossen und es können Maßnahmen ergriffen werden. Es ist bevorzugt, dass in einem Brandfall überprüft werden kann, ob alle das Gebäude verlassen haben bzw. sich in sicheren Bereichen aufhalten.
Beim Einsatz für die Gleisfreimeldung : Befinden sich Sender im Gleisraum, oder eine Person respektive ein Gegenstand, der durch dem Kamerasystem hinterlegte Intelligenz entdeckt wird, kann dies auf dort befindliche Personen oder Gegenstände Rückschlüsse erlauben und damit Alarm und/oder das Abbremsen herannahender Züge auslösen. Damit können beispielsweise die leider häufigen Selbstmordversuche oder Unfälle, d.h. durch βia Stürzen vor herannahende Züge, auch unbeabsichtigt, weitgehend verhindert werden. Eine Kombination bzw. Informationsdopplung zum Zwecke der Sicherheit mit Hilfe automatischer Videoüberwachungsgeräte/-Systeme etc. ist erfindungsgemäß inbegriffen.
Kamerastandorte können dabei sein: am und im Fahrzeug entlang der Strecke und in deren Umfeld an Standorten mit erhöhtem Überblick (z.B. Satelliten)
Dabei kommt es nicht darauf an, ob die Bilder eigens für den erfindungsgemäßen Zweck angefertigt und gesendet werden oder ständig gesendete Bilder und Daten für den erfindungsgemäßen Zweck verwendet und entsprechend zweckgemäß verarbeitet werden.
Bilder der Strecke respektive des Fahrwege werden dazu mit intelligenter Verarbeitung (z.B. image processing) auf plötzliche und auffallige Veränderungen hin überwacht a) vor Betriebsbeginn und/oder nach Betriebsende (bei schienengebundenen Systemen) durch ein langsames Fahrzeug, insbesondere Überprüfung auf Qualitätsveränderungen der Strecke, z.B. Verformungen, Risse etc. b) während des Betriebs insbesondere Überprüfung auf Hindernisse jeder Art einen gewissen Zeitraum vor und (z.B. mit Kamera an Bord) unmittelbar vor Passieren des Streckenabschnitts mit hoher Geschwindigkeit.
Dabei ist eine Differenzierung der Bildverarbeitung erwünscht, da Veränderungen auch durch Tageslicht, Helligkeit, Dunkelheit, Schattenwurf, Schlagregen, Schneeflocken erfolgen.
Trotz der zu differenzierenden Veränderungen der Bildqualität ist das Erkennen auch kleiner Hindernisse von Wichtigkeit, um größere Sicherheit zu erreichen. Dazu dient u.a. räumliches Sehen, evtl. mit zwei parallelen Kameras, durch Hineinkombinieren photogrammetrischer Verfahren in den Bildverarbeitungsprozess.
Bei Verwendung von Bildern aus Satellitenübertragung können Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln kombiniert und ausgewertet werden. a) Kamera an Zugspitze, bei Metro, Hochgeschwindigkeitszug wie auch bei Magnetbahn b) fest installierte Kameras entlang der Strecke wie auch im Tunnel, in den Bahnhöfen, Abstellanlagen, an den Weichen etc. und c) Satellitenüberwachung
Ein bewegtes Bild von der Zugspitze / Fahrzeugspitze, ein oder mehrere Bilder der Strecke von außen, seitlich oder seitlich von oben, vorher und mit durchfahrendem Zug, und gegebenenfalls ein Satellitenbild werden durch intelligente Bildverarbeitung miteinander verschnitten - das Ergebnis wird analog zur bereits beschriebenen Personenüberwachung (z.B. im Bahnhof) dem zentralen Rechner übermittelt.
Der zentrale Rechner steuert dabei:
1.) Auslösen von Anfahrts-, Beschleunigungs-, Verzögerungs- und Bremsvorgängen
2.) Auslösen von Befehlen an System- und Gesamtsteuerung
3.) Auslösen von Alarm an ggf. andere(n) Stellen, wie Überwachungspersonal, Rettung,
Katastrophenschutz etc., Aufzeichnungen für spätere Zwecke
Die Struktur einer (an die jeweilige bauliche Infrastruktur anzupassenden) Streckenüberwachung beinhaltet erfindungsgemäß beispielsweise
1.) Kameras im Tunnel: den gesamten Tunnel in Längsverlauf und Querschnitt, beide
Fahrtrichtungen, überlappend abbildend 2.) Kameras an den Bahnsteigkanten oder Bahnsteigtüren (evtl. von
Hauptstreckenüberwachung abgekoppeltes System, um den verschiedenen
Geschwindigkeiten Rechnung zu tragen)
3.) Kameras in den Zugangsanlagen der Stationen
4.) Kameras entlang der Strecke 5.) Besondere Kameradichte an Brücken, Über- und Unterführungen, Überlagerung der
Strecke mit anderen hochsensiblen Verkehrsachsen z.B. Autobahnen etc.
6.) Satellitenüberwachung der Strecke (für die oberirdische Überwachung der Strecke)
7.) Kameras an der Fahrzeugspitze, für 7a) Ersatz der Überwachung der Strecke durch den
Fahrer bei automatischer, fahrerloser Fahrt, oder b) Unterstützung des Fahrers, für vorausschauende Sicht bei hoher Geschwindigkeit
8.) Wie 7.), aber zur Überprüfung der Streckenqualität, Streckenebenheit usw.
Kameras im Zug, zur Fahrgastsicherheit, gegen
9a.) Gewalt von Fahrgästen gegen Fahrgäste
9b.) Vandalismus 9c.) Terrorismus (Taschen, Koffer etc.)
Zugangsüberwachung kann ergänzt werden evtl. durch Röntgengeräte, Sprengstoffdetektoren etc.
Zu überwachende Parameter sind dabei: Intrusion, also unerlaubtes Betreten durch Personen oder andere Lebewesen
Gegenstände auf der Fahrbahn
Gegenstände im Lichtraumprofil
Gegenstände an Tunnelwänden und -decken
Gegenstände an Tunnelwänden und Decken, hineinfallende Gegenstände - Gegenstände am und im Fahrzeug
Auffalliges Verhalten von Personen gesuchte Personen, die das Verkehrsmittel nutzen
Fig. 11 zeigt dieses oben beschriebene erfindungsgemäße Teilsystem zur Überwachung, am Beispiel des Kamerastandortes Satellit. Das Schema gilt für andere Kamerastandorte ebenfalls, sowohl für bewegliche Standorte wie auch eine Vielzahl hintereinander kombinierter Standorte.
Ein Fahrzeug 11.1, im hier dargestellten Beispiel ein Zug, befindet sich auf und durchfahrt eine Fahrtstrecke 11.2., auch Fahrweg, im hier gezeigten Beispiel eine Schienenstrecke, aber auch Magnetbahn, Straße, Autobahn, vorzugsweise mit definiertem Verlauf oder spurgefuhrt. Von der Fahrstrecke abgesetzte, diese aber überblickende Kameras 11.4., beispielsweise auf einem Satelliten 11.3., stehen in ständigem Datenkontakt 11.19 mit dem Fahrzeug. Die Kameras 11.4. respektive ein Sender z.B. Satellit 11.3. übermittelt die Daten 11.6. (54) der vom Fahrzeug in nächster Zeit zu überfahrenden Fahrstrecke 11.5 an den Zentralrechner 20, wobei dieser eine automatische intelligente Bildverarbeitung 11.7. (56) inkorporiert oder diese ihm vorgeschaltet ist. Die Bildverarbeitung ist verknüpft mit einer Ortsbestimmung 11.9, z.B. GPS, denkbar aber auch Zugnummernmeldesysteme wie z.B. im Schienenverkehr bekannt oder andere Mittel zur genauen Ortsbestimmung von Fahrzeugen in Echtzeit. Die Bildverarbeitung und die dahintergeschaltete Rechnerintelligenz erlaubt das automatische Erkennen von Hindernissen 11.8., wobei vorzugsweise auch ein ständiger Vergleich der durch die kontinuierliche Kamerabeobachtung vorgefundenen Ist-Situation mit der Soll- Situation stattfindet, so dass Veränderungen sofort erkannt werden. Die Datenlage und deren Verarbeitungsergebnisse fuhren im Störungsfalle des Fahrweges zu einer Reaktion 11.11., z.B. Zwangsbremsung bei Hindernissen, sowie zur Alarmauslösung 11.12 an die Betriebszentrale oder Kontrollstation 11.13. Automatisch oder durch Zutun von Personentscheidungen in der Betriebszentrale werden Steuerbefehle 11.14 generiert, welche die automatische Zugsteuerung 11.15 (60) beeinflussen bzw. steuern. Dabei kann direkt als Reaktion 11.11. ein Befehl 11.16 an die streckenseitige Kommunikation, Signaltechnik etc. ausgelöst werden, aber auch ein Befehl über die ständige Datenkommunikation über Satellit 11.17 und 11.19. Die Automatische Zugsteuerung 11.15 (60) kann auch mit bekannten Mitteln wie Balisen etc. über Strecke / Fahrzeug - Kommunikation 11.18 Steuerbefehle übertragen. Fig. 12 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform, die erläutert, wie Füllungsgrade von Zügen den Fahrgästen mitgeteilt werden können und so ein entsprechendes Verhalten auf stark befüllten Bahnsteigen erreicht werden kann. Zuglängen- und Zugpositionsanzeiger (in einem) wie in Fig. 12a markieren den Stand der Technik. Dabei beschreibt 12.1 einen Langzug, 12.2 einen Vollzug und 12.3 einen Kurzzug. 12.4. bedeutet, dass die Position insbesondere der 12.2. und 12.3. je nach Aufstellung relativ zum Bahnsteigverlauf variieren kann. Fig. 12 b zeigt bevorzugte Alternativen der Darstellung der Zugposition auf, die erfindungsgemäß zur effizienten Abwicklung des Fahrgastwechsels im Bahnhof eingesetzt werden können. Ihr Vorteil liegt dabei, dass dem Fahrgast der im ankommenden Zug zu erwartende Füllungsgrad bzw. die Verteilung der Fahrgäste in den einzelnen Wagen informativ gezeigt wird, ohne ihm eine zwangsmäßige Empfehlung zu geben. Das ist psychologisch besser und zeigt Vorteile in der Erfindung, dort wo es erforderlich ist, die Mitwirkung der zu befördernden Fahrgäste in Anspruch zu nehmen. 12.5. beschreibt dabei eine graphische Angabe des Füllungsgrades nach Einzelzug, 12.6. beschreibt den Füllungsgrad wagenscharf, da ein Einzelzug aus mehreren Wagen bestehen kann (theoretisch kann die bis zu „Türscharf gehen), 12.7. gibt die jeweiligen % der Befüllung an. Ist in einem Kurzzug oder Einzelzug die Verteilung ungleich, kann die %-Zahl durchschnittlich angegeben werden (12.8.), wobei dies eine Variante ist, die weniger effizient im Sinne der Erfindung ist.
Fig. 13 beschreibt die verschiedenen Funktionen des erfindungsgemäßen Systems in ihren Zusammenhängen und erläutert zusammenfassend einzelne Aspekte an den Funktionsverknüpfungen zum Zwecke der Verbesserung von Effizienz und Sicherheit von Verkehrssystemen, insbesondere Massenverkehrssystemen. Mit verschiedenen Datenerfassungsmethoden erreicht man eine automatische Zählung von Passagieren 13.1. in einem System. Dies über ein biometrisches Kartensystem 13.8. oder über Videoüberwachung mit intelligenter Bildauswertung 13.6. zu machen, ist nur eine der bevorzugten Möglichkeiten, daneben gibt es Infrarot, Lichtschranken, Helligkeits- und Gewichtsvergleiche usw. Zunächst kann über die automatische Zählung die Fahrgastleitung zur effizienten Fahrgastverteilung und Fahrgastinformation gesteuert werden, wobei Teile dieser Funktion mit Ausnahme der Datengewinnung über 13.6 und 13.8. in EP 941 527 bereits offenbart sind. Dieser einzige bereits bekannte Strang, der in die Erfindung integriert sein kann, ist mit 13.3. bezeichnet.
Ein Aspekt der Erfindung liegt darin, dass über die gewonnene Erkenntnis über Anzahl und Verteilung der Passagiere im Verkehrssystem 13.1. auch Einfluss auf die automatische Zugsteuerung 13.4 und Einfluss auf die Fahrzeugeinsatzsteuerung 13.5. genommen wird. Erkenntnisse aus der Videoüberwachung, kombiniert mit intelligenter Bildverarbeitung 13.6., werden ebenfalls dazu verwendet, auf Zugsteuerung (siehe Fig. 11) und Einsatzplanung (sie Fig. 6) Einfluss auszuüben, d.h. Aktionen der Elemente 13.4 und 13.5. auszulösen, welche sich auf den Betrieb von Fahrzeugen im System, vorzugsweise den Zugbetrieb, positive Auswirkungen zur Verbesserung von Effizienz und Sicherheit haben. Daneben können die Elemente 13.8. und 13.6. auch Alarm und Sicherheitsfunktionen 13.7. auslösen, insbesondere, wenn Störungen des Betriebs des Verkehrssystems vorliegen oder Gegenstände oder Personen ins System eindringen, die ein Sicherheitsrisiko darstellen können. 13.6. und 13.8. kommunizieren dazu vorzugsweise mit einer (externen) Datenbank 13.9., die beispielsweise biometrische Daten gesuchter Personen vorhält, die man zur Vermeidung von Sicherheitsrisiken nicht im System haben will.
Wird Alarm ausgelöst 13.7. oder die Fahrzeugeinsatzplanung 13.5. erhöht oder verringert die Anzahl Fahrzeuge pro Zeiteinheit respektive die Teileanzahl der Fahrzeuge (z.B. längerer Zug) oder ändert die Linienführung, streicht Haltestellen usw., so wird dies auch zusätzlich zu den in der EP 941 527 offenbarten Funktionen und zusätzlich zu möglichen anderen Funktionen dem Fahrgastinformationssystem mitgeteilt (Verknüpfungen 13.10).
Der Sender zur Datenbefüllung des erfindungsgemäßen Leitsystems (respektive mehrere Sender) kann erfindungsgemäß in verschiedenen Gegenständen enthalten sein, die von entsprechenden Personen mitgefühlt werden. Darunter fallen Fahr- und Eintrittskarten, Zugangskarten, Namensschilder und Ähnliches. Als Träger sind Kunststoffkarten oder auch Karten aus festen Karton geeignet, die Sender können darin gemäß bekannten Techniken integriert oder darauf angebracht werden. Als Sender können so genannte RFID-Chips, also per Funk auslesbare Etiketten verwendet werden. Dabei wird es sich in der Regel um passive Sender handeln, die keine eigene Stromversorgung benötigen, die Erfindung ist aber nicht auf passive Sender beschränkt. Darüber hinaus ist wie oben beschrieben erfindungsgemäß die Erkennung von Gegenständen und Personen im System inbegriffen, die keinen Sender mit sich tragen.
Die Genauigkeit einer Ortsbestimmung eines Senders oder eines senderlosen Gegenstandes / Person im erfindungsgemäßen System hängt unter anderem von der Art der Empfangsbereiche ab. Bei im Wesentlichen nicht überlappenden Empfangsbereichen (oder auch Zellen) wird eine Ortung darauf beschränkt sein, den Aufenthalt des Senders in bestimmen Bereichen festzustellen, die den Empfangsbereichen entsprechen. Daher wird in diesem Fall die Genauigkeit direkt von der Größe und Anzahl der Empfangsbereiche abhängen. Bei überlappenden Empfangsbereichen können bekannte~Techniken- analog zu den bei Mobilfunknetzen eingesetzt werden, vor allem anhand der Empfangsstärke des Signals eines Senders, um die Position des Senders noch genauer zu erfassen.
Zusätzlich zu der Erfassung, ob sich ein Sender bzw. wie viele Sender sich in einem Bereich befinden, können prinzipiell weitere wichtige Daten über Fahrgäste ermittelt werden. Wie bereits beschrieben kann die Position einzelner Personen erfasst und von dem System verwendet werden. Aus der Position bzw. deren Änderung mit der Zeit kann weiterhin auf die prinzipielle Richtung und grob auf die Geschwindigkeit einer Person geschlossen werden. Vor allem die Richtung ist eine überaus nützliche Information, die innerhalb des Systems der Erfindung sinnvoll genutzt werden kann. So ist es z.B. möglich, bei Personenströmen, die im Wesentlichen nur in eine Richtung verlaufen (aussteigende Fahrgäste verlassen einen Zug) mit dem Leitsystem eine bessere Ausnutzung von Rolltreppen etc. zu erreichen. Wenn erkannt wird, dass eine große Anzahl Menschen in eine bestimmte Richtung geht, können alle oder zumindest die meisten Rolltreppen in die entsprechende Richtung geschaltet werden, um eine schnellere Leerung eines Bahnsteigs zu erreichen. Analog können Aufzüge bevorzugt bereits im Vorhinein in eine entsprechende Etage gefahren werden, um Wartezeiten zu verkürzen, wenn absehbar viele Menschen auf einmal Aufzüge in die gleiche Richtung anfordern werden. Die Geschwindigkeit von Personen, die prinzipiell ermittelt werden kann, ist von untergeordneter Bedeutung und kann ohnehin nur grob ermittelt werden. Allerdings kann es durchaus vorteilhaft sein, darüber informiert zu sein, wie schnell sich eine größere Anzahl von Menschen bewegt, um etwa möglichst zeitnah Züge bereitzustellen, um zu große Ansammlungen wartender Fahrgäste zu vermeiden.
Es sei angemerkt, dass die in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Varianten der Erfindung erfindungsgemäß auch miteinander kombiniert werden können, wie etwa in Fig. 6 gezeigt. So können auch bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform zusätzliche Daten von Fahrkartenautomaten und/oder Zugangskontrolleinrichtungen hinzugezogen werden, was ein noch differenzierteres Bild der Personenströme und Aufenthaltsdichten von Personen liefern kann. Ebenso wird eine größere Ausfallsicherheit erreicht, da eine Art „Backup"-Funktion dadurch ermöglicht wird, dass verschiedene unabhängige Untersysteme für die Positionsbestimmung von Personen verwendet werden, so dass bei- Ausfall- eines Untersystems andere weiter funktionsfähig bleiben. Alle denkbaren Kombinationen der beschriebenen Merkmale und Vorrichtungen können je nach Bedarf vorgesehen werden und bieten ein hohes Maß an Flexibilität und Betriebssicherheit für Anwender des Verkehrsleitsystems der vorliegenden Erfindung.
Das Verkehrsleitsystem ist auf Schnellverkehrsmittel, insbesondere spurgeführte, nicht beschränkt. Bei fahrerlosen oder automatischen Zugsystemen entfaltet es erfindungsgemäß große Wirkung. Eine mögliche bevorzugte Ausführungsform bei spurgeführten oder linienkonstanten Verkehrsmitteln an der Oberfläche wie Bussen, Straßenbahnen,
Stadtbahnen, light rail etc. ist, dass Oberflächenhaltestellen räumlich so abgegrenzt werden, dass eine automatische Zählung der wartenden Fahrgäste möglich ist. Die Abgrenzung kann auch physisch z.B. durch Geländer, Glaswände u.a. geschehen, und der Zugang zum
Wartebereich kann mit Erwerb und Kontrolle der Chipkarten und mit den beschriebenen
Mitteln der Sicherheitsüberprüfung geschehen.
Die Abgrenzung der Fahrwege von den Wartebereichen kann durch Bahnsteigtüren und ähnliche Absperrungen geschehen, wie sie beispielsweise in der EP 1 053 159 B 1 offenbart sind. Somit ist einerseits ein gewisser Schutz der Wartenden z.B. auch vor klimatischen Situationen wie Kälte oder Hitze ermöglicht, andererseits wird gewährleistet, dass nur die korrekt gezählten und in Hinsicht auf Fahrberechtigung und Sicherheit vorgeprüften Fahrgäste das Verkehrsmittel besteigen.
Für ein Öffentliches Nahverkehrssystem in klimatisch extremen Regionen wird eine Variante bestehend aus verschiedenen Elementen bevorzugt. Die bevorzugte Variante ist sowohl für Busse und Buslinien als auch Trambahnen / Trambahnlinien und Stadtbahnfahrzeuge / Stadtbahnen (Light Rail) geeignet. Die Linien fahren an der Oberfläche und in der Regel, nicht aber zwangsweise, auf eigenem Fahrweg bzw. eigener Trasse.
Die wartenden Fahrgäste sind in überdachten und seitlich geschlossenen baulichen Anlagen, vorzugsweise containerartigen Bauten, in jedem Fall aber Bauten mit vorzugsweise Stahlkonstruktion und Verglasung untergebracht. Sie betreten diese Bauten zum Warten auf das Verkehrsmittel und vorzugsweise zur Kontrolle. Die Bauten haben vorzugsweise Wände mit Bahnsteigtüren, wenn erforderlich auch flexiblen Bahnsteigtüren, d.h. dort, wo Türen des Busses oder Schienenfahrzeugs sind, gehen auch Türen in der Fahrbahnseite des Wartehäuschens auf. Eine oder zwei der nicht der Fahrbahn bzw. dem Fahrweg zugewandten Seiten haben Ein- und Ausgangstüren für die Passagiere in das und aus dem Wartegebäude.
Das Wartegebäude kann auch teilweise aus textilen Strukturen bestehen, die in Leichtbau erstellt werden. Eine gewisse Wärmedämmung muss konstruktiv möglich sein, da an den Wänden Temperaturunterschiede bestehen. Der Wartebereich ist klimatisiert, d.h. über air condition wird für ein angenehmes Warteklima gesorgt. Das Fahrzeug fahrt so nahe an die fahrbahnseitige Wand bzw. die Fahrbahnseitigen Türen heran, dass das Raumklima durch die Türöffnung nicht beeinträchtigt wird, d.h. möglichst wenig der temperierten Luft verloren geht. Die Energieversorgung sowohl des Wartebereiches als auch der Fahrzeuge ist autark, beispielsweise mit Hilfe von Brennstoffzellen, die Energie dafür kann mit Solarsystemen erzeugt werden (insbesondere in klimatisch heißen, sonnigen Gebieten).
Wartehallenelemente können longitudinal kombiniert, d.h. addiert werden, auch eine zentrale Eingangshalle mit Erweiterungen, bestehend aus Wartehallenelementen, ist denkbar. Es besteht vorzugsweise Sicherheitsüberwachung, auch wie bereits beschrieben in Verbindung mit Ticketing, am Zugang zum Wartebereich, denkbar ist auch Metalldetektion, Detektion von Sprengstoffen, Biometrie, Scanner für Taschen etc.
Bei verschiedenen Fahrzeugen (verschiedenen Türen, verschiedenen Längen etc.) ist eine funkgesteuerte Übermittlung des Türbildes erforderlich, sowie evtl. eine Fahrgastleitung, d.h. es werden Sektoren bestimmt, in denen Ein- und Aussteigen getrennt stattfindet. Dies dient einer hohen Effizienz des Systems und der Reduktion von Haltezeiten (s. Stand der Technik EP 1 053 159 B l.).
Eine Fahrgastleitung erfordert erfindungsgemäß die Zählung der Fahrgäste, die mit dem Verkehrsmittel reisen möchten. Damit kann Linienführung, Frequenz der Fahrzeuge etc. über die tatsächliche Anzahl der eintreffenden Fahrgäste gesteuert werden (traffic on demand).

Claims

Patentansprüche
1. Verkehrsleitsystem, umfassend: mindestens ein Leitmittel (24, 26, 28, 60) für mindestens ein Verkehrsmittel (14) und/oder für Personen; mehrere Erfassungseinheiten (40, 42, 44); und eine Zentraleinheit (20), die mit den Erfassungseüiheiten (40, 42, 44) und mit dem Leitmittel (24, 26, 28, 60) verbunden ist; wobei die Erfassungseinheiten (40, 42, 44) dazu bestimmt sind, die Anzahl von Personen zu ermitteln (110), die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestimmten räumlichen Bereich befinden, und die Zentraleinheit (20) in Abhängigkeit davon das Leitmittel (60) steuern kann (106, 76, 78), um das mindestens eine
Verkehrsmittel (14) für einen optimalen Transport der erfassten Personen aus bestimmten räumlichen Bereichen hinaus bzw. in bestimmte räumliche Bereiche hinein zu leiten.
2. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 1, wobei die Zentraleinheit (20) das Leitmittel (24, 26, 28) weiterhin steuern kann (112, 114), um eine optimale Verteilung der erfassten Personen in den bestimmten räumlichen Bereichen zu erreichen.
3. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Erfassungseinheiten Verkaufsautomaten (40) für Fahr- oder Eintrittskarten (58) umfassen, wobei die Verkaufsautomaten (40) die Position einer Person aufgrund der Position des entsprechenden Verkaufsautomaten (40) beim Kauf von Fahr- oder Eintrittskarten (58) bestimmen können.
4. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 3, wobei die Verkaufsautomaten (40) eine Gültigkeits-Reichweite oder ein entsprechendes Fahrtziel einer gekauften Fahrkarte ermitteln und daraus eine voraussichtliche Bewegungsrichtung, ein voraussichtliches Ziel oder eine voraussichtliche Fahrtweite eines Fahrkartenkäufers bestimmen können, und die Zentraleinheit (20) das Leitmittel (24, 26, 28, 60) in Abhängigkeit davon steuern kann.
5. Verkehrsleitsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinheiten Zugangskontrolleinrichtungen (42) umfassen, und wobei die Zugangskontrolleinrichtungen (42) die Position einer Person aufgrund der Position einer durchquerten Zugangskontrollvorrichtung (42) bestimmen können.
6. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 5, wobei die Zugangskontrolleinrichtungen (42) weiter die Durchgangsrichtung durch die entsprechende Zugangskontrollvorrichtung (42) bestimmen können, und die Zentraleinheit (20) das Leitmittel (24, 26, 28, 60) in
Abhängigkeit von dieser Durchgangsrichtung steuern kann.
7. Verkehrsleitsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinheiten Bildaufzeichnungsvorrichtungen (54) umfassen, wobei die Bildaufzeichnungsvorrichtungen (54) die Position und/oder Geschwindigkeit einer
Person oder eines von einer Person mitgeführten Gegenstands innerhalb des Erfassungsbereichs der entsprechenden Bildaufzeichnungsvorrichtungen (54) bestimmen können, und die Zentraleinheit (20) das Leitmittel (24, 26, 28, 60) in Abhängigkeit von dieser Position bzw. Geschwindigkeit steuern kann.
8. Verkehrsleitsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinheiten mehrere persönliche Sender (32), die jeweils zum Mitfuhren durch eine Person bestimmt sind, wobei jeder Sender (32) eine Kennung senden kann, sowie mehrere Empfangseinrichtungen (44) zum Empfangen der Kennungen der Sender (32) umfassen, und wobei die Empfangseinrichtungen (44) die Position einer
Person aufgrund von empfangenen Kennungen bestimmen können.
9. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 8, wobei die Sender (32) in einer Fahr- oder Eintrittskarte (58) integriert sind.
10. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Fahr- oder Eintrittskarte (58) biometrische Daten aufweist.
11. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 8 bis 10, wobei die Empfangseinrichtungen (44) aufgrund einer Veränderung der Position eines Senders (32) die Bewegungsrichtung einer Person bestimmen können, und die Zentraleinheit (20) das Leitmittel (24, 26, 28,
60) in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung steuern kann.
12. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 8 bis 11, wobei die Empfangseinrichtungen (44) aufgrund einer Veränderung der Position eines Senders (32) die Geschwindigkeit einer Person in Bezug auf eine oder mehrere Empfangseinrichtungen (44) bestimmen können, und die Zentraleinheit (20) das Leitmittel (24, 26, 28, 60) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit steuern kann.
13. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Kennung des persönlichen Senders (32) eine eindeutige Identifikation einer Person aufweist.
14. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Kennung des persönlichen Senders (32) eine Gültigkeitsinformation aufweist, wobei die Gültigkeitsinformation eine erlaubte Zeitspanne, einen erlaubten räumlichen Bereich oder eine Fahrtreichweite oder -strecke angibt.
15. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 14, wobei die Zentraleinheit (20) aufgrund der Gültigkeitsinformation das Leitmittel (24, 26, 28, 60) steuern kann, dass ein Träger des Senders (32) von einem nicht gestatteten räumlichen Bereich weggeführt bzw. davon ferngehalten wird.
16. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Empfangseinrichtungen (44) ein Überschreiten der Zeitspanne, der Fahrtreichweite oder -strecke bzw. ein Eintreten in einen nicht erlaubten räumlichen Bereich erfassen können, und die Zentraleinheit (20) eine Meldung bzw. einen Alarm (116) über die erfolgte Überschreitung ausgeben kann.
17. Verkehrsleitsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zentraleinheit (20) aus Position, Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung ein Bewegungsmuster von Personen ermitteln kann, und aufgrund dieses Bewegungsmusters das Leitmittel (24, 26, 28, 60) steuern oder eine Meldung bzw. einen Alarm (116) über das Auftreten eines bestimmten Bewegungsmuster ausgeben kann.
18. Verkehrsleitsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Leitmittel mindestens eins der folgenden umfasst: optische Leitmittel (24); akustische Leitmittel (26); Absperr- bzw. Freigabemittel (28); Fahrtreppen (6), Transportbänder oder Fahrstühle; und - Mittel (60) zur Steuerung von, insbesondere schienengebundenen,
Verkehrsmitteln (14).
19. Verkehrsleitsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Datenkommunikation mit der Steuerung des Verkehrsmittels stattfindet, so dass bei Bedarf Verkehrsmitteleinheiten pro Zeiteinheit hinzugegeben oder aus dem System genommen werden können.
20. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 19, wobei bei automatischer Steuerung des Verkehrsmittels diese Stärkung oder Schwächung automatisch (ohne Zutun von Personen) erfolgen kann.
21. Leit- und Sicherheitssystem für komplexe Verkehrsysteme, die Streckenabschnitte mit Verkehrswegen, darauf verkehrende Verkehrsmittel und Zugangseinrichtungen dazu aufweisen, umfassend - Überwachungsmittel für die Streckenabschnitte;
Überwachungsmittel für die Verkehrsmittel; eine mit den Überwachungsmitteln verbundene Steuereinheit, welche die aus den Überwachungsmitteln stammenden Daten hinsichtlich des gegenwärtig bestehenden Beförderungsbedarfs und aller sicherheitsrelevanten Ereignisse im Verkehrsmittel, auf den Verkehrswegen und Zugangseinrichtungen verarbeitet und die Verkehrsmittel entsprechend steuert; und
Ausgabemittel als Schnittstelle zu Kontrollpersonal und/oder als Schnittstelle zu Fahrgästen, zur Ausgabe von Anweisungen zur Mitwirkung am Betrieb des Verkehrsmittels oder im Notfall.
22. System zum automatischen Betrieb von Verkehrsmitteln und -Systemen, insbesondere schienengebundenen Verkehrsmitteln, in dem optional alle den Betrieb und dessen Sicherheit beeinflussenden Parameter wie anfallende Fahrgastmengen, Personen oder Gegenstände mit Gefahrdungspotential hinsichtlich ihrer Positionierung im Verkehrssystem und den Zugangswegen dazu automatisch erkannt werden und die Erkenntnisse darüber automatisch bei der Steuerung des Verkehrssystems verwendet werden.
23. System nach Anspruch 22, wobei die Verkehrssysteme offene Systeme sind und/oder Mischverkehr aufweisen.
24. System nach Anspruch 22 oder 23, wobei Mittel zur Hinderniserkennung vom Verkehrsmittel aus und von Standorten außerhalb der Verkehrswege vorgesehen sind, zur Erweiterung der fahrzeugstandortgebundenen Einsehbarkeitsgrenzen und dem Erkennen im dreidimensionalen Raum, wobei die Mittel zur Hinderniserkennung funktional und Steuerbefehle generierend mit der Betriebssteuerung des
Verkehrssystems verbunden sind.
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