WO2018104460A1 - Verfahren, vorrichtung und bahnfahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug, zur gefahrensituationserkennung im bahnverkehr, insbesondere im schienenverkehr - Google Patents

Verfahren, vorrichtung und bahnfahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug, zur gefahrensituationserkennung im bahnverkehr, insbesondere im schienenverkehr Download PDF

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WO2018104460A1
WO2018104460A1 PCT/EP2017/081841 EP2017081841W WO2018104460A1 WO 2018104460 A1 WO2018104460 A1 WO 2018104460A1 EP 2017081841 W EP2017081841 W EP 2017081841W WO 2018104460 A1 WO2018104460 A1 WO 2018104460A1
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railway
rail
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gsev
image
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PCT/EP2017/081841
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Andreas Schönberger
Andreas Schaefer-Enkeler
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/041—Obstacle detection
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    • B61L15/009—On-board display devices
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    • B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting dangerous situations in rail traffic, in particular in rail traffic, according to the preamble of claim 1, a device for detecting dangerous situations in rail traffic, especially in rail traffic, according to the preamble of claim 11 and a railway vehicle for hazardous situation ⁇ onserkennung in rail transport, in particular a rail vehicle for hazard situation detection in rail traffic, according to the preamble of claim 26.
  • railway vehicles are part of a modern transport ⁇ infrastructure track-bound transport and transport, for example, rolling on or under of one or two rails (tracks), floating above or below a magnetic field or hanging on steel cables move.
  • track-bound transport and means of transport are rail vehicles based on a wheel-rail system, either a private traction drive (railcar) or pulled by a locomotive or pushed and where predominantly steel wheels with a flange on two steel rails or railways are the most widely used.
  • the object underlying the invention is to provide a method, a device and a rail vehicle, insbesonde ⁇ a rail vehicle, for hazard situation detection in rail traffic, especially in rail transport, with the or the dangerous situations in rail traffic when rail vehicles are on railway lines in the railway network , Res ⁇ pective hazardous situations in rail transport, when rail vehicles are traveling on rail lines in the rail network, are automatically detected.
  • Automatic recognition of dangerous situations in rail transport, particularly rail which is an object of the present international patent application (Application No. PCT / ...;.. Publication No. WO ...) and to priormaschinesbe ⁇ founding DE patent application (Anmeldung- no. 102016224358.6) is, in view of a future automated (au ⁇ tonomes) or assisted driving of rolling stock in rail transport, respectively rail vehicles in rail transport is an indispensable must.
  • the images and subarea images are converted to an equal size taking into account the respective distance to the danger area, an activity index is calculated by detecting movements of the persons and / or objects in the danger area will and
  • Threshold is compared.
  • the basic principle of the invention is thereby hazardous situations in known hazard areas of rail traffic, eg on platforms in the station area, restricted or unrestricted level crossings or the like, by iterative image analysis in combination with known metadata about the danger areas, such as platforms, level crossings, etc. to recognize.
  • the aim is to make a contribution to fully automated driving possible without additional investments in the route infrastructure.
  • the automated detection of hazardous situations in hazardous areas of rail traffic, eg on platforms in the station area, restricted or unrestricted level crossings or the like can be achieved in an advantageous manner, at least partially by the following steps:
  • a first step when entering a station area with platforms or approaching a railroad crossing, the relevant location coordinates based on GPS data or positioning data according to DE patent application (registration number 102016224355.1) and International Patent Application (Application No. PCT / ...; Publication No. WO 7), which are determined according to the technical teaching disclosed therein] by means of at least one image recording / image acquisition device (eg One or more devices such as video cameras, laser sensors, thermal imaging cameras, Ra ⁇ dar, other image acquisition devices, etc.) a variety of images from the railway vehicle, for example, from the perspective of the drive ⁇ car driver, recorded or recorded.
  • image recording / image acquisition device eg One or more devices such as video cameras, laser sensors, thermal imaging cameras, Ra ⁇ dar, other image acquisition devices, etc.
  • the multiple execution is mainly relevant for redundancy purposes.
  • extension of the invention but also images of several image recording devices or image acquisition devices of the same type (eg, two video cameras) for mutual validation and synthesis of the results can be used.
  • extension of the invention also images of a plurality of image recording devices or image acquisition devices of different types (eg a video camera and a thermal imaging camera) can be used. mera) for mutual validation and synthesis of the results.
  • an image area is highlighted in each image, one particularly critical (high critical) area (eg in the case of the platform, the area between the platform edge and be ⁇ ited by a white line security strip, ca.2m from the platform edge removed) of the danger zone.
  • one particularly critical (high critical) area eg in the case of the platform, the area between the platform edge and be ⁇ ited by a white line security strip, ca.2m from the platform edge removed
  • Option 2 It is first detected, the traffic lane / the be ⁇ extended track. Based on the traveled lane ⁇ track / the busy track the platform edge is recognized as the edge of the danger area and the distance of the vehicle from the platform or the danger area and finally the
  • Case 1 There is a positive matching applied, ie Perso ⁇ nen and / or movable objects are detected.
  • the procedure should follow the operational rules, e.g. by issuing / giving a warning sound (e.g., whistling sound), an audible or visual warning sign.
  • a warning sound e.g., whistling sound
  • the following additional components - a) to c) for the image recording device can be used in relation to the dangerous situation recognition device according to claim 11:
  • a. A correction component according to claim 21, the weather ⁇ and brightness data for the evaluation of the photographic material involving.
  • the evaluation of video images are limited to the first 50 meters in front of the railway vehicle or rail vehicle and the speed of the vehicle throttled accordingly ⁇ .
  • a lighting component according to claim 23 ⁇ example, a headlight of the inside or operating outside the human visual range through which the quality-of ons réelle from the image recording device or Profakquisiti- at night or in bad weather captured image material improves.
  • the hazard situation detection device GSEV is designed and functions as a virtual machine in the sense of a "Software Defined Signal Recognition of Rail Traffic Systems”.
  • FIGS. 1 to 3. show:
  • FIGURE 1 is a ground vehicle-based detection of a salensi ⁇ situation when a railway vehicle a platform as one in terms of possible risks approaching critical zone,
  • FIGURE 2 in accordance with that shown in Figure 1 scenario, the ground-vehicle-based detection of a danger situation when a rail vehicle to a bounded railroad crossing as a critical with respect to possible danger zone nä ⁇ Hert
  • FIG. 3 shows a basic structure of a dangerous situation detection device for the hazard situation recognition on the platform and at the level crossing based on rail vehicles based on FIG. 1 and FIG.
  • FIGURE 1 shows a ground vehicle-based detection of a Ge ⁇ driving situation in rail transport BVK when on a partially illustrated railway line BST of a rail network BNE, for example within a train station, a train car BFZ on a lane FS of the railway line BST a platform BSG than one with respect to possible hazards approaching critical zone.
  • the lane-related railway line BST of the rail network BNE is a rails ⁇ stretch SST of a rail network SNE, on which a rail vehicle SFZ on a rail GL and the rails ⁇ traffic SVK to the danger situation recognition on the road approaching the platform BSG.
  • a rail vehicle SFZ on a rail GL and the rails ⁇ traffic SVK to the danger situation recognition on the road approaching the platform BSG.
  • Rail network SNE rail vehicle SFZ is conceivable as another embodiment of the invention ⁇ reason the initially guided discussion, any other x-arbitrary short or long-distance rail-based transport system and to imagine.
  • a maglev system (Stw .: Transrapid, Maglev, etc.) with a correspondingly comparable infrastructure consisting of rail network, railway line and railway vehicle would also be suitable.
  • a maglev system (Stw .: Transrapid, Maglev, etc.) with a correspondingly comparable infrastructure consisting of rail network, railway line and railway vehicle would also be suitable.
  • a danger situation recognition device GSEV is accommodated in a railcar TRW of the rail vehicle SFZ with a driver's cab TFS and integrated display device AZE in which the workstation of the vehicle driver FZF is located for the rail vehicle-based detection of a possible dangerous situation .
  • the danger situation recognition device GSEV contains for this purpose a picture recording device BAZG, which can be used eg as ordinary video camera. mera, laser sensor, thermal imaging camera, radar device, infrared camera, etc., is formed and also referred to as image acquisition device for acquiring images.
  • the image recording device BAZG receives as input variables information (eg in the form of metadata) about potential dangerous situations / hazardous locations in rail traffic SVK and corresponding location coordinates and delivers the appropriate danger zone after / by corresponding triggering (setting of a trigger) for these input variables GB representing images BI GB as output variables.
  • input variables information eg in the form of metadata
  • triggering setting of a trigger
  • the images BI GB of the hazardous area GB contain an image area BIB, which shows a partial area TB GB with regard to the illustrated hazardous area GB , which is classified as particularly critical with regard to possible dangers.
  • image area BIB which shows a partial area TB GB with regard to the illustrated hazardous area GB , which is classified as particularly critical with regard to possible dangers.
  • the platform of this BSG be ⁇ Sonders critical area is preferably the area between the platform edge and limited by a white line
  • a dangerous situation is detected on the platform BSG, eg persons (moving) and / or movable objects in the danger zone GB and / or (moving) persons and / or or movable objects in the particularly critical tables (high critical) portion TB GB of the danger zone ⁇ Kingdom GB, then the conssituationserkennungsvor- direction GSEV a control signal SSI to a controller STE in the railcar TRW of the rail vehicle SFZ übermit ⁇ telt, whereupon from the tram TRW a warning signal WSI is issued.
  • This warning signal WSI for example, a warning sound (for example whistling sound), an acoustic warning or visual warning, which is a reaction according to the propulsive be ⁇ rules in rail transport SVK.
  • FIGURE 2 shows a ground vehicle-based detection of a Ge ⁇ driving situation in rail transport BVK when a rail vehicle BFZ to a bounded level crossing BüG than one in terms of possible risks approaches on a partially illustrated railway line BST of a rail network BNE on a lane FS of the railway line BST critical zone.
  • the lane-related railway line BST of the railway network BNE is here again a railway line SST of a rail network. zes SNE, on which rail transport SVK on the railroad SVK travels on a GL track and approaches the platform BSG. In place of the illustrated rail transport SVK with the on the
  • Rail track SST of the rail network SNE moving Schie ⁇ nen povertys SFZ is also here again due to the discussion at the outset any other arbitrary short or long distance based rail transport system as a further embodiment of the invention conceivable and conceivable. So as for example would be a maglev transportation system (Stw .: Transrapid Maglev etc.) with a correspondingly authoredba ⁇ ren infrastructure consisting of railway network, railway and rail vehicle in question. In the rail transport system shown in FIG.
  • the railcar SFZ of the rail vehicle SFZ with the driver's seat TFS and the integrated display device AZE, in which the workstation of the vehicle driver FZF is located is here again provided with the rail-vehicle-based recognition of a possible dangerous situation - Fahrungsituationserkennungsvortechnisch GSEV housed.
  • the danger situation recognition device GSEV again contains the image recording device BAZG, which is designed, for example, as an ordinary video camera, laser sensor, thermal imaging camera, radar device, infrared camera, etc.
  • the rail vehicle SFZ traveling on the track GL approaches the restricted level crossing BÜG as a critical zone with respect to possible hazards, it is from the rail vehicle SFZ, eg from the perspective of the railcar driver FZF in the driver's seat TFS of the railcar TRW and / or from the fixed, lane-based position in or on the vehicle SFZ, from a danger area GB known in relation to its location coordinates and potential dangerous situations in rail traffic SVK, partially arranged along the railway track SST of the rail network SNE education BI countries GB detectable.
  • the voltage gets Scheme Miltonzeich ⁇ BAZG receives as input information
  • the danger area GB detected by the image recording device BAZG comprises the entire restricted level crossing BÜG.
  • FIG. 3 shows the basic structure of the hazard situation recognition device GSEV for the situation recognition on the platform BSG and at the level crossing BÜG according to FIG. 1 and FIG.
  • the starting point for the hazard situation detection forms the image recording device BAZG according to the embodiments of FIGURES 1 and 2, which in the case of a corresponding trigger or trigger (compare the statements in the description of FIGURE 1) the images BI GB of the danger zone GB and / or the pictures BI TB of the portion TB GB for beauensituationser ⁇ identifier acquired. How this trigger or trigger generates and the image recording apparatus BAZG is supplied, is not Ge ⁇ subject matter of the present application.
  • the image recording device BAZG is preferably designed to be pivotable for alignment with the image object.
  • Image acquisition is especially relevant for redundancy purposes.
  • the quality of the image recording device BAZG drawn on ⁇ or acquired images continue to im- fibers, preferably following items are included in the image recording device BAZG:
  • a correction component KOK with the weather and Hellig ⁇ keitschal be included for the evaluation of the image material. With this component it is possible, for example, to limit the evaluation of video images to the first 50 meters in front of the rail vehicle in heavy fog and to throttle the speed of the rail vehicle accordingly.
  • a focal length variation component BVK in depen ⁇ dependence on the environment (eg station, city, country, etc.) chooses the right angle, so as to assist the Auswer ⁇ processing of the image perfectly.
  • recording situations on the free route requiring images from a great distance in order to be able to react quickly due to the speed
  • recording situations in the station area requiring images with a high width
  • the burning be selected depending on the distance to the danger zone, the correct recording angle, so as to optimally support the multiple evaluation of the danger zone.
  • a lighting component BLK which is formed for example as a spotlight operating inside or outside the human visual range, and by which the quality of the captured from the image recording device or the image acquisition apparatus BAZG at night or in bad Witte ⁇ tion picture material improves ,
  • the images thus acquired are stored by the image recording device BAZG in an image storage device BSPE.
  • image memory means BSPE is ent ⁇ speaking connected either in accordance with option "A” as a component of beautunas- device GSEV with the image recording apparatus BAZG or in accordance with option "B” outside the overall drive situation detection device GSEV, for example as storage cheroirebank in the railcar or in a data -Cloud assigned to the image recording device BAZG or connectable to this.
  • the image recording device BAZG is equipped with a calculation / evaluation device BAWE, which is also a component of the hazard situation detection device GSEV.
  • the calculation / evaluation device BAWE like the image recording device BAZG, is either connected to the image storage device BSPE according to the option "A" or assigned to the image storage device BSPE or connectable to the image storage device BSPE according to option "B".
  • the calculation / evaluation BAWE preferably a non-volatile readable memory SP in which processor-readable control program commands of the Gefah ⁇ rensituationserkennung controlling program module PGM are stored, and a processor PZ, the control program instructions of the program module PGM for calculation
  • the processor PZ accesses the image recording device BAZG and the image storage device BSPE for control purposes and for reading out data.
  • the calculation / evaluation device BAWE or the program module PGM with the control program instructions of the program module PGM for calculation / evaluation-supported hazard situation detection executing processor PZ are now designed with respect to the calculation / evaluation supported hazard situation detection such that in the images BI GB of the danger zone GB is marked in each case the image area BIB, which shows with regard to the illustrated danger area GB the subarea TB GB , which is classified as particularly critical (highly critical).
  • This marking can now take place, for example, by virtue of the fact that the image area BIB with respect to the critical subarea TB GB of the detected danger area GB is based on that shown in FIGS. 1 and 2
  • Subarea were marked. For example, an image is taken twice from the same location, e.g. at the entrance to the station area with the platform. In this way, the danger zone and the particularly critical subarea always remain the same.
  • the processor PZ is furthermore configured in such a way that it is checked by pattern comparison for the marked image area BIB whether persons and / or movable objects are located in the critical subarea TB GB .
  • the pattern comparison is a pattern matching, in which either the persons and / or the movable objects are preferably recognized by a positive comparison, or preferably temporary changes in the structure of the danger zone GB by a negative comparison, whereby in the latter case e.g. the interruption of the regular platform pattern (e.g., stone tiles, white line) is checked.
  • the regular platform pattern e.g., stone tiles, white line
  • Objects are located in the critical sub-area TB GB , who ⁇ for the (highly critical) particularly critical portion at short time intervals several images, in connection with the description of FIGURE 1 already mentioned images BI TB , added.
  • the calculation / evaluation device BAWE and the image recording device BAZG for the acquisition of the images BI TB via the subregion TB GB continue to be designed in such a way and function together that
  • an activity index is calculated by detecting movements of persons and / or objects in the danger area GB (e.g., children playing or ranting), and
  • the control signal SSI is generated by the Ge ⁇ driving situation in the danger zone GB according to the operational rules in rail traffic SVK is pointed out. This is preferably done by outputting the warning signal WSI by the rail vehicle SFZ. It should be ⁇ times noted at this point that the warning signal can be formed as acoustically ⁇ diagram as well as an optical signal.
  • the calculation / evaluation device BAWE of the dangerous situation recognition device GSEV is connected to the control device STE in the railcar TRW of the rail vehicle SFZ (see FIG.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Um Gefahrensituationen im Bahnverkehr (BVK), wenn Bahnfahrzeuge (BFZ) auf Bahnstrecken (BST) im Bahnnetz (BNE) unterwegs sind, respektive Gefahrensituationen im Schienenverkehr (SVK), wenn Schienenfahrzeuge (SFZ) auf Schienenstrecken (SST) im Schienennetz (SNE) unterwegs sind, automatisch zu erkennen, wird es vorgeschlagen auf Basis von mehreren Bildern (BIGB) eines in Bezug auf seine Ortskoordinaten und durch potentielle Gefahrensituationen im Bahnverkehr bekannten, teilweise entlang einer Bahnstrecke eines Bahnnetzes angeordneten Gefahrenbereichs (BG) in einem in den Bildern (BIGB) jeweils markierten Bildbereich (BIB), der in Bezug auf den bildlich dargestellten Gefahrenbereich (BG) einen Teilbereich (TBGB) zeigt, der als besonders kritisch eingestuft wird, durch Mustervergleich überprüft wird, ob sich Personen und/oder bewegbare Gegenstände in dem kritischen Teilbereich (TBGB) befinden.

Description

Beschreibung
Verfahren, Vorrichtung und Bahnfahrzeug, insbesondere Schie¬ nenfahrzeug, zur Gefahrensituationserkennung im Bahnverkehr, insbesondere im Schienenverkehr
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gefahrensituationserkennung im Bahnverkehr, insbesondere im Schienenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, eine Vorrichtung zur Gefahrensituationserkennung im Bahnverkehr, insbesondere im Schienenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 11 und ein Bahnfahrzeug zur Gefahrensituati¬ onserkennung im Bahnverkehr, insbesondere ein Schienenfahrzeug zur Gefahrensituationserkennung im Schienenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 26.
Bahnfahrzeuge sind als Bestandteil einer modernen Verkehrs¬ infrastruktur spurgebundene Verkehrs- und Transportmittel, die sich beispielsweise rollend auf oder unter von einer oder zwei Leitschienen (Gleisen) , schwebend über oder unter einem Magnetfeld oder hängend an Stahlseilen fortbewegen. Von den genannten spurgebundenen Verkehrs- und Transportmittel sind Schienenfahrzeuge, die auf einem Rad-Schiene-System basieren, die entweder einen eigenen Fahrantrieb (Triebwagen) oder von eine Lokomotive gezogen oder geschoben werden und bei denen überwiegend Stahlräder mit einem Spurkranz auf zwei Stahlschienen bzw. Gleisen geführt werden, am weitesten verbreitet .
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Bahnfahrzeug, insbesonde¬ re ein Schienenfahrzeug, zur Gefahrensituationserkennung im Bahnverkehr, insbesondere im Schienenverkehr anzugeben, mit dem bzw. der Gefahrensituationen im Bahnverkehr, wenn Bahnfahrzeuge auf Bahnstrecken im Bahnnetz unterwegs sind, res¬ pektive Gefahrensituationen im Schienenverkehr, wenn Schienenfahrzeuge auf Schienenstrecken im Schienennetz unterwegs sind, automatisch erkannt werden. Das automatische Erkennen von Gefahrensituationen im Bahnverkehr, insbesondere im Schienenverkehr, was Gegenstand der vorliegenden Internationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. PCT/...; Veröffentlichungs-Nr . WO ...) und der dazu prioritätsbe¬ gründenden DE-Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. 102016224358.6) ist, ist im Hinblick auf ein zukünftiges automatisiertes (au¬ tonomes) oder unterstütztes Fahren von Bahnfahrzeugen im Bahnverkehr respektive Schienenfahrzeugen im Schienenverkehr ein unabdingbares MUSS.
So ist es für das automatisierte oder unterstütze Fahren von Schienenfahrzeugen notwendig, Gefahrensituationen auf Bahnsteigen, oder im Bereich von Bahnübergängen oder in ähnlichen Bereichen zu erkennen (im Weiteren "Gefahrensituationen auf Bahnsteigen oder ähnlich") und in einer solchen Gefahrensituation entsprechend der betrieblichen Regeln zu verfahren, z.B. durch Ausgeben eines Warntons, akustischen oder optischen Warnzeichens.
Es ist aber nicht nur der Aspekt der Automatischen Gefahrensituationserkennung der für das zukünftige automatisierte (autonome) oder unterstützte Fahren von Bedeutung ist, son¬ dern auch die nachfolgenden Aspekte, die allesamt mehr oder weniger in einem technischen Kontext mit der vorliegenden Patentanmeldung stehen und deshalb aufgeführt und deren Inhalte vor diesem Hintergrund zu berücksichtigen und ggf. sogar zu inkludieren sind. Es handelt sich um die Aspekte:
1) Das automatische Erkennen von Signalen im Bahn- /Schienenverkehr gemäß der Internationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. PCT/EP2016/057804 ; Veröffentlichungs-Nr . WO 2017/174155 AI) und der darin offenbarten technischen Lehre.
2) Das automatische Erkennen von Fahrspuren/Gleisen im Bahn- /Schienenverkehr gemäß der DE-Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. 102016224335.7) und der Internationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. PCT/...; Veröffentlichungs-Nr . WO ...) und der darin jeweils offenbarten technischen Lehre. 3) Das automatische Erkennen von Hindernissen im Bahn-
/Schienenverkehr gemäß der DE-Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. 102016224344.6) und der Internationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. PCT/...; Veröffentlichungs-Nr . WO ...) und der darin jeweils offenbarten technischen Lehre.
4) Das alternative Bestimmen von Positionen im Schienenverkehr, wenn eine herkömmliche satellitengestützte Positionsbe¬ stimmung versagt oder unzureichend ist, gemäß der DE- Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. 102016224355.1) und der Inter- nationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. PCT/...; Veröffentlichungs-Nr. WO ...) und der darin jeweils offenbarten technischen Lehre.
5) Das Durchführen einer fahrspur-/gleisbasierten Bildanalyse im Bahn-/Schienenverkehr gemäß der DE-Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. 102016224331.4) und der Internationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. PCT/...; Veröffentlichungs-Nr . WO ...) und der darin jeweils offenbarten technischen Lehre. Die vorstehend genannte kontextbezogene Aufgabe wird ausge¬ hend von dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Gefahrensituationserkennungsverfahren durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Darüber hinaus wird die vorstehend genannte kontextbezogene Aufgabe ausgehend von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 11 definierten Gefahrensituationserkennungsvorrichtung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 11 angegebenen Merkmale gelöst.
Weiterhin wird die vorstehend genannte kontextbezogene Aufga¬ be ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 26 definierten Bahnfahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 26 angegebenen Merkmale gelöst.
Die der Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1, 11 und 26 zugrundeliegende Idee besteht darin,
auf Basis von mehreren Bildern eines in Bezug auf seine
Ortskoordinaten und durch potentielle Gefahrensituationen im Bahnverkehr bekannten, teilweise entlang einer Bahnstrecke eines Bahnnetzes angeordneten Gefahrenbereichs in einem in den Bildern jeweils markierten Bildbereich, der in Bezug auf den bildlich dargestellten Gefahrenbereich einen Teilbereich zeigt, der als besonders kritisch eingestuft wird, durch Mustervergleich überprüft wird, ob sich Personen und/oder bewegbare Gegenstände in dem kritischen Teilbereich befin- den.
Darüber hinaus ist es gemäß der Ansprüche 2 und 12 von Vor¬ teil, wenn
zusätzlich auf der Basis von mehreren den kritischen Teilbe- reich repräsentierende Bildern die Bilder und Teilbereich- Bilder unter Berücksichtigung des jeweiligen Abstands zum Gefahrenbereich auf eine gleiche Größe umgerechnet werden, ein Aktivitätsindex durch das Erkennen von Bewegungen der Personen und/oder Gegenstände in dem Gefahrenbereich berechnet wird und
der berechnete Aktivitätsindex mit einem gespeicherten
Schwellwert verglichen wird.
Das Grundprinzip der Erfindung ist es dabei, Gefahrensituati- onen in bekannten Gefahrenbereichen des Bahnverkehrs, z.B. auf Bahnsteigen im Bahnhofsbereich, beschrankten oder unbeschrankten Bahnübergängen oder dergleichen, durch iterative Bildanalyse in Kombination mit bekannten Metadaten über die Gefahrenbereiche, wie z.B. Bahnsteige, Bahnübergänge, etc., zu erkennen. Ziel dabei ist es, einen Beitrag zum vollautomatisierten Fahren ohne zusätzliche Investitionen in die Streckeninfrastruktur zu ermöglichen. Die automatisierte Erkennung von Gefahrensituationen in Gefahrenbereichen des Bahnverkehrs, z.B. auf Bahnsteigen im Bahnhofsbereich, beschrankten oder unbeschrankten Bahnübergängen oder dergleichen, lässt sich in vorteilhafter Weise zumindest teilweise durch folgende Schritten erreichen:
1. In einem ersten Schritt werden bei der Einfahrt in einen Bahnhofsbereich mit Bahnsteigen oder dem sich Nähern eines Bahnübergangs [dem Bahnfahrzeug/Schienenfahrzeug sind die diesbezüglichen Ortskoordinaten auf Basis von GPS-Daten oder Positionsbestimmungsdaten gemäß der DE-Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. 102016224355.1) und der Internationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. PCT/...; Veröffentlichungs-Nr . WO ...) bekannt, die gemäß der darin jeweils offenbarten technischen Lehre ermittelt werden] mit Hilfe von mindestens einem Bil- daufzeichnungs-/Bildakquisitionsgerät (z.B. ein oder mehrere Geräte wie Videokameras, Lasersensoren, Wärmebildkameras, Ra¬ dar, andere Bildakquisitionsgeräte, etc.) eine Vielzahl von Bildern vom Bahnfahrzeug aus, z.B. aus Perspektive des Trieb¬ wagenführers, erfasst bzw. aufgenommen.
Die mehrfache Ausführung ist vor allem für Redundanzzwecke relevant . a. In einer Abwandlung oder Weiterbildung, Erweiterung der Erfindung können aber auch Bilder von mehreren Bildaufzeichnungsgeräten bzw. Bildakquisitionsgeräten der gleichen Art (z.B. zwei Videokameras) zur wechselseitigen Validierung und Synthese der Ergebnisse verwendet werden. b. In einer weiteren Abwandlung oder Weiterbildung, Erweiterung der Erfindung können aber auch Bilder von mehreren Bildaufzeichnungsgeräten bzw. Bildakquisitionsgeräten unterschiedlicher Art (z.B. eine Videokamera und eine Wärmebildka- mera) zur wechselseitigen Validierung und Synthese der Ergebnisse verwendet werden.
2. In einem zweiten Schritt wird in dem jeweiligen Bild ein Bildbereich markiert, der einen besonders kritischer (hochkritischer) Bereich (z.B. im Fall des Bahnsteigs der Bereich zwischen Bahnsteigkante und dem durch eine weiße Linie be¬ grenztem Sicherheitsstreifen, ca.2m von der Bahnsteigkante entfernt) des Gefahrenbereichs zeigt.
Variante 1 : Diese Bereiche sind aus früheren Initialisie¬ rungsfahrten bekannt, für die pro jeweiliger Position des Bahnfahrzeugs/Schienenfahrzeugs im Bahnhofsbereich die je¬ weils (hochkritischen) besonders kritischen Bereiche der Ge- fahrenbereiche markiert wurden (macht man zweimal von der gleichen Stelle aus bei der Einfahrt in den Bahnhofsbereich mit dem Bahnsteig ein Bild, so bleibt der kritische Bereich jeweils der gleiche) . In diesem Zusammenhang wird auf das au¬ tomatische Erkennen von Signalen im Bahn-/Schienenverkehr ge- maß der Internationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr.
PCT/EP2016/057804; Veröffentlichungs-Nr . WO 2017/174155 AI) und der darin offenbarten technischen Lehre verwiesen, wo bezüglich der Signalerkennung in vergleichbarer Weise vorgegangen wird.
Variante 2 : Es wird zunächst die befahrene Fahrspur/das be¬ fahrene Gleis erkannt. Ausgehend von der befahrenen Fahr¬ spur/dem befahrenen Gleis wird die Bahnsteigkante als Rand des Gefahrenbereichs erkannt sowie der Abstand des Fahrzeugs vom Bahnsteig bzw. dem Gefahrenbereich und schließlich der
(hochkritische) besonders kritische Bereich relativ zur Bahn¬ steigkante bzw. zum Rand des Gefahrenbereichs. In diesem Zu¬ sammenhang wird auf das Durchführen einer fahrspur- /gleisbasierten Bildanalyse im Bahn-/Schienenverkehr gemäß der DE-Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. 102016224331.4) und der Internationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. PCT/...; Veröf- fentlichungs-Nr . WO ...) und der darin jeweils offenbarten technischen Lehre verwiesen. 3. In einem dritten Schritt wird auf der Basis der gewonnenen Bilder für den hochkritischen Bereich geprüft, ob sich vorzugsweise Personen und/oder bewegbare Gegenstände darin be- finden. Dies geschieht durch ein Mustervergleich (Pattern- Matching) .
Sofern sich Personen und/oder bewegbare Gegenstände im hochkritischen Bereich befinden, soll ein akustisches Signal ab- gegeben werden.
Fall 1 : Es wird ein Positiv-Matching angewendet, d.h. Perso¬ nen und/oder bewegbare Gegenstände werden erkannt.
Fall 2 : Es wird ein Negativ-Matching angewendet, d.h. es werden temporäre Veränderungen in der Struktur des Gefahrenbe- reichs erkannt, so wird z.B. die Unterbrechung des regelmäßi¬ gen Bahnsteigmusters (z.B. Steinfliesen, weiße Linie) ge¬ prüft .
4. In einem vierten Schritt werden zusätzlich für den (hoch- kritischen) besonders kritischen Teilbereich des Gefahrenbereichs in kurzen zeitlichen Abständen mehrere Bilder aufgenommen .
Danach werden diese Bilder unter Berücksichtigung des jeweiligen Abstands zum Bahnsteig bzw. zum Rand des Gefahrenbe- reichs auf die gleiche Größe umgerechnet. Danach wird ein Ak¬ tivitätsindex durch Erkennung der Bewegungen von Personen und/oder bewegbare Gegenstände auf dem Bahnsteig (z.B.
spielende oder tobende Kinder) berechnet. Übersteigt dieser Aktivitätsindex einen Schwellwert, so soll entsprechend der betrieblichen Regeln verfahren werden, z.B. durch Ausgeben/Abgeben eines Warntons (z.B. Pfeifton), eines akustischen oder optischen Warnzeichens.
Durch die vorstehend skizzierte iterative Bildanalyse von Ge- fahrenbereichen im Bahnverkehr/Schienenverkehr, z.B. auf Bahnsteigen im Bahnhofsbereich, beschrankten oder unbeschrankten Bahnübergängen oder dergleichen, in Verbindung mit Metadaten über diese Gefahrenbereiche kann erreicht werden dass :
- Personen und/oder bewegbare Gegenstände im (hochkritischen) besonders kritischen Teilbereich des Gefahrenbereichs erkannt werden und Reaktionen entsprechend der betrieblichen Regeln eingeleitet werden können, z.B. Ausgabe/Abgabe eines Warntons (z.B. Pfeifton), eines akustischen oder optischen Warnzeichens .
- Personen und/oder bewegbare Gegenstände mit zu hoher Bewe- gungsrate (z.B. tobende Kinder) im (hochkritischen) besonders kritischen Teilbereich des Gefahrenbereichs erkannt werden und Reaktionen entsprechend der betrieblichen Regeln eingeleitet werden können, z.B. Abgeben eines Warnpfiffs, Warnsig¬ nals etc.
- Personen bei ungünstigen Sichtbedingungen zuverlässiger erkannt werden können als durch Triebfahrzeugführer.
- Triebfahrzeugführer nicht mehr für das Erkennen von Gefahrensituationen auf Bahnsteigen oder ähnlich benötigt werden, so dass unabhängig von deren Verfügbarkeit gefahren werden kann.
Im Zuge einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können in Bezug auf die Gefahrensituationserkennungsvorrichtung nach Anspruch 11 noch folgende zusätzlichen Komponenten - a) bis c ) für das Bildaufzeichnungsgerät (z.B. das Bildakquisi- tionsgerät) - verwendet werden: a . Eine Korrekturkomponente gemäß Anspruch 21, die Wetter¬ und Helligkeitsdaten für die Auswertung des Bildmaterials mit einbezieht. Damit kann beispielsweise bei starkem Nebel, die Auswertung von Videobildern auf die ersten 50 Meter vor dem Bahnfahrzeug bzw. Schienenfahrzeug begrenzt werden und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges entsprechend gedrosselt wer¬ den . b . Eine Brennweiteveränderungskomponente gemäß Anspruch 22, die in Abhängigkeit von der Umgebung (z.B. Bahnhof, Stadtge¬ biet, Land, etc.) den richtigen Aufnahmewinkel wählt, um so die Auswertung des Bildes optimal zu unterstützen. Zum Beispiel können dann sowohl Aufnahmesituationen auf freier Strecke (benötigen Bilder aus großer Entfernung, um aufgrund der Geschwindigkeit rechtzeitig reagieren zu können) als auch Aufnahmesituationen im Bahnhofsbereich (benötigen Bilder mit einer hohen Breite) geeignet bedient werden. Darüber hinaus kann mit der Brennweiteveränderungskomponente in Abhängigkeit vom Abstand zum Gefahrenbereich der richtige Aufnahmewinkel gewählt werden, um so die mehrfache Auswertung des Gefahren- bereichs optimal zu unterstützen. c . Eine Beleuchtungskomponente gemäß Anspruch 23, beispiels¬ weise ein Scheinwerfer der inner- oder außerhalb des menschlich sichtbaren Bereichs arbeitet, durch welche sich die Qua- lität des von dem Bildaufzeichnungsgerät bzw. Bildakquisiti- onsgerät bei Nacht oder schlechter Witterung aufgenommenen Bildmaterials verbessert.
Darüber hinaus ist es möglich, dass die Gefahrensituations- erkennungsvorrichtung GSEV als eine virtuelle Maschine im Sinne eines "Software Defined Signal Recognition of Rail Traffic Systems" ausgebildet ist und funktioniert.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol- genden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand der FIGUREN 1 bis 3. Diese zeigen:
FIGUR 1 eine bahnfahrzeugbasierte Erkennung einer Gefahrensi¬ tuation, wenn sich ein Bahnfahrzeug einem Bahnsteig als eine in Bezug auf mögliche Gefahren kritische Zone nähert,
FIGUR 2 in Anlehnung an das in der FIGUR 1 gezeigte Szenario der bahnfahrzeugbasierten Erkennung einer Gefahrensituation, wenn sich ein Bahnfahrzeug einem beschrankten Bahnübergang als eine in Bezug auf mögliche Gefahren kritische Zone nä¬ hert, FIGUR 3 einen prinzipiellen Aufbau einer Gefahrensituations- erkennungsvorrichtung für die gemäß der FIGUREN 1 und 2 bahn- fahrzeugbasierte Gefahrensituationserkennung am Bahnsteig und am Bahnübergang.
FIGUR 1 zeigt eine bahnfahrzeugbasierte Erkennung einer Ge¬ fahrensituation im Bahnverkehr BVK, wenn auf einer abschnittsweise dargestellten Bahnstrecke BST eines Bahnnetzes BNE, z.B. im Umkreis eines Bahnhofs, ein Bahnfahrzeug BFZ sich auf einer Fahrspur FS der Bahnstrecke BST einem Bahnsteig BSG als eine in Bezug auf mögliche Gefahren kritische Zone nähert.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die fahrspur- bezogene Bahnstrecke BST des Bahnnetzes BNE eine Schienen¬ strecke SST eines Schienennetzes SNE, auf dem im Schienen¬ verkehr SVK zur Gefahrensituationserkennung ein Schienenfahrzeug SFZ auf einem Gleis GL unterwegs ist und sich dem Bahnsteig BSG nähert. An die Stelle des dargestellten Schie- nenverkehrs SVK mit dem auf der Schienenstrecke SST des
Schienennetzes SNE fahrenden Schienenfahrzeugs SFZ ist auf¬ grund der eingangs geführten Diskussion auch jedes andere x- beliebige kurz- oder langstreckenbasierte Bahnverkehrssystem als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung denk- und vorstellbar. So käme ebenso z.B. ein Magnetschwebebahn- Verkehrssystem (Stw.: Transrapid, Maglev etc.) mit einer entsprechend vergleichbaren Infrastruktur, bestehend aus Bahnnetz, Bahnstrecke und Bahnfahrzeug, in Frage. In dem in der FIGUR 1 dargestellten Schienenverkehrssystem ist in einem Triebwagen TRW des Schienenfahrzeugs SFZ mit einem Triebführerstand TFS und integrierter Anzeigeeinrichtung AZE, in dem sich der Arbeitsplatz des Fahrzeugführers FZF befindet, für die schienenfahrzeugbasierte Erkennung ei- ner möglichen Gefahrensituation eine Gefahrensituationser- kennungsvorrichtung GSEV untergebracht. Die Gefahrensituati- onserkennungsvorrichtung GSEV beinhaltet hierfür ein Bildaufzeichnungsgerät BAZG, das z.B. als gewöhnliche Videoka- mera, Lasersensor, Wärmebildkamera, Radar-Einrichtung, Infrarotkamera etc., ausgebildet ist und wegen Akquirierung von Bildern auch als Bildakquisitionsgerät bezeichnet wird. Mit dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG sind, wenn sich das auf dem Gleis GL fahrende Schienenfahrzeug SFZ dem Bahnsteig BSG als eine in Bezug auf mögliche Gefahren kritische Zone nä¬ hert, von dem Schienenfahrzeug SFZ aus, z.B. aus der Per¬ spektive des Triebwagenführers FZF in dem Triebführerstand TFS des Triebwagens TRW und/oder aus einer ortsfesten, fahrspurobservierenden Position im oder am Fahrzeug SFZ, von einem in Bezug auf seine Ortskoordinaten und durch potentielle Gefahrensituationen im Schienenverkehr SVK bekannten, teilweise entlang der Schienenstrecke SST des Schienennetzes SNE angeordneten Gefahrenbereich GB eine Vielzahl von den Gefahrenbereich GB repräsentierenden Bildern BIGB erfassbar. Mit anderen Worten: Das Bildaufzeichnungsgerät BAZG erhält als Eingangsgrößen Informationen (z.B. in Form von Metadaten) über potentielle Gefahrensituationen/Gefahrenorte im Schie- nenverkehr SVK und dazu korrespondierende Ortskoordinaten und liefert nach/durch entsprechende Auslösung (Setzen eines Trigger) zu diesen Eingangsgrößen die den Gefahrenbereich GB repräsentierenden Bilder BIGB als Ausgangsgrößen. In dem in der FIGUR 1 dargestellten Fall ist der von dem Bildaufzeich- nungsgerät BAZG erfasste Gefahrenbereich GB Teil des Bahn¬ steigs BSG. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass der Gefahrenbereich GB den gesamten Bahnsteig BSG umfasst.
In den Bildern BIGB des Gefahrenbereichs GB ist ein Bildbe- reich BIB enthalten, der in Bezug auf den bildlich dargestellten Gefahrenbereich GB einen Teilbereich TBGB zeigt, der in Bezug auf mögliche Gefahren als besonders kritisch eingestuft wird. Im Fall des Bahnsteigs BSG ist dieser be¬ sonders kritische Bereich vorzugsweise die Fläche zwischen Bahnsteigkante und dem durch eine weiße Linie begrenztem
Sicherheitsstreifen, der sich ca.2 Meter von der Bahnsteigkante entfernt befindet. Dies ist ein hochkritischer Teil des Gefahrenbereichs GB . Mit dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG werden darüber hinaus, wenn sich das auf dem Gleis GL fahrende Schienenfahrzeug SFZ dem Bahnsteig BSG als eine in Be¬ zug auf mögliche Gefahren kritische Zone nähert, auch eine Vielzahl von den kritischen Teilbereich TBGB als einen hoch- kritischer Teil des Gefahrenbereichs GB repräsentierenden Bildern BITB erfasst.
Wie jetzt aufgrund der Bilder BIGB des Gefahrenbereichs GB und/oder der Bilder BITB des (besonders) kritischen Teilbe- reich TBGB die Gefahrensituationserkennung durchgeführt wird, wird später im Zusammenhang mit der Beschreibung von FIGUR 3 erläutert.
Wird jedoch unabhängig von der Art und Weise der Gefahrensi- tuationserkennung von der Gefahrensituationserkennungsvor- richtung GSEV eine Gefahrensituation auf dem Bahnsteig BSG erkannt, z.B. sich (bewegende) Personen und/oder bewegbare Gegenstände in dem Gefahrenbereich GB und/oder (Bewegende) Personen und/oder bewegbare Gegenstände in dem besonders kri- tischen (hochkritischen) Teilbereich TBGB des Gefahrenbe¬ reichs GB, so wird von der Gefahrensituationserkennungsvor- richtung GSEV ein Steuersignal SSI an eine Steuereinrichtung STE in dem Triebwagen TRW des Schienenfahrzeugs SFZ übermit¬ telt, worauf dann von dem Triebwagen TRW ein Warnsignal WSI ausgegeben wird. Dieses Warnsignal WSI ist beispielsweise ein Warnton (z.B. Pfeifton), ein akustisches Warnzeichen oder optisches Warnzeichen, das eine Reaktion entsprechend der be¬ trieblichen Regeln im Schienenverkehr SVK darstellt. FIGUR 2 zeigt eine bahnfahrzeugbasierte Erkennung einer Ge¬ fahrensituation im Bahnverkehr BVK, wenn auf einer abschnittsweise dargestellten Bahnstrecke BST eines Bahnnetzes BNE ein Bahnfahrzeug BFZ sich auf einer Fahrspur FS der Bahnstrecke BST einem beschrankten Bahnübergang BÜG als eine in Bezug auf mögliche Gefahren kritische Zone nähert.
Die fahrspurbezogene Bahnstrecke BST des Bahnnetzes BNE ist auch hier wieder eine Schienenstrecke SST eines Schienennet- zes SNE, auf dem im Schienenverkehr SVK zur Gefahrensituationserkennung ein Schienenfahrzeug SFZ auf einem Gleis GL unterwegs ist und sich dem Bahnsteig BSG nähert. An die Stelle des dargestellten Schienenverkehrs SVK mit dem auf der
Schienenstrecke SST des Schienennetzes SNE fahrenden Schie¬ nenfahrzeugs SFZ ist auch hier wieder aufgrund der eingangs geführten Diskussion auch jedes andere x-beliebige kurz- oder langstreckenbasierte Bahnverkehrssystem als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung denk- und vorstellbar. So käme ebenso z.B. ein Magnetschwebebahn-Verkehrssystem (Stw.: Transrapid, Maglev etc.) mit einer entsprechend vergleichba¬ ren Infrastruktur, bestehend aus Bahnnetz, Bahnstrecke und Bahnfahrzeug, in Frage. In dem in der FIGUR 2 dargestellten Schienenverkehrssystem ist auch hier wieder in dem Triebwagen TRW des Schienenfahrzeugs SFZ mit dem Triebführerstand TFS und der integrierten Anzeigeeinrichtung AZE, in dem sich der Arbeitsplatz des Fahrzeugführers FZF befindet, für die schienenfahrzeugba- sierte Erkennung einer möglichen Gefahrensituation die Ge- fahrensituationserkennungsvorrichtung GSEV untergebracht. Die Gefahrensituationserkennungsvorrichtung GSEV beinhaltet hierfür wieder das Bildaufzeichnungsgerät BAZG, das z.B. als gewöhnliche Videokamera, Lasersensor, Wärmebildkamera, Ra- dar-Einrichtung, Infrarotkamera etc., ausgebildet ist.
Mit dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG sind, wenn sich das auf dem Gleis GL fahrende Schienenfahrzeug SFZ dem beschrankten Bahnübergang BÜG als eine in Bezug auf mögliche Gefahren kritische Zone nähert, von dem Schienenfahrzeug SFZ aus, z.B. aus der Perspektive des Triebwagenführers FZF in dem Triebführerstand TFS des Triebwagens TRW und/oder aus der ortsfesten, fahrspurobservierenden Position im oder am Fahrzeug SFZ, von einem in Bezug auf seine Ortskoordinaten und durch potentielle Gefahrensituationen im Schienenverkehr SVK bekannten, teilweise entlang der Schienenstrecke SST des Schienennetzes SNE angeordneten Gefahrenbereich GB eine Vielzahl von den Gefahrenbereich GB repräsentierenden Bil- dern BIGB erfassbar. Mit anderen Worten: Das Bildaufzeich¬ nungsgerät BAZG erhält als Eingangsgrößen Informationen
(z.B. in Form von Metadaten) über potentielle Gefahrensituationen/Gefahrenorte im Schienenverkehr SVK und dazu korres- pondierende Ortskoordinaten und liefert nach/durch entspre¬ chende Auslösung (Setzen eines Trigger) zu diesen Eingangsgrößen die den Gefahrenbereich GB repräsentierenden Bilder BIGB als Ausgangsgrößen. In dem in der FIGUR 2 dargestellten Fall umfasst der von dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG erfass- te Gefahrenbereich GB den gesamten beschrankten Bahnübergang BÜG.
Wird von der Gefahrensituationserkennungsvorrichtung GSEV eine Gefahrensituation am beschrankten Bahnübergang BÜG er- kannt, z.B. sich (bewegende) Personen und/oder bewegbare Ge¬ genstände in dem Gefahrenbereich GB erkannt, so wird von der Gefahrensituationserkennungsvorrichtung GSEV wieder das Steuersignal SSI an die Steuereinrichtung STE in dem Triebwagen TRW des Schienenfahrzeugs SFZ übermittelt, worauf dann von dem Triebwagen TRW das Warnsignal WSI ausgegeben wird. Dieses Warnsignal WSI kann beispielsweise wieder ein Warnton (z.B. Pfeifton) , ein akustisches Warnzeichen oder optisches Warnzeichen sein, das eine Reaktion entsprechend der betriebli¬ chen Regeln im Schienenverkehr SVK darstellt.
FIGUR 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Gefahrensituati- onserkennungsvorrichtung GSEV für die gemäß der FIGUREN 1 und 2 bahnfahrzeugbasierte Gefahrensituationserkennung am Bahnsteig BSG und am Bahnübergang BÜG.
Ausgangspunkt für die Gefahrensituationserkennung bildet dabei gemäß den Ausführungen zu den FIGUREN 1 und 2 das Bildaufzeichnungsgerät BAZG, das bei einem entsprechenden Anstoß bzw. Trigger (vgl. die Ausführungen bei der Beschreibung der FIGUR 1) die Bilder BIGB des Gefahrenbereichs GB und/oder der Bilder BITB des Teilbereich TBGB für die Gefahrensituationser¬ kennung erfasst. Wie dieser Anstoß bzw. Trigger erzeugt und dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG zugeführt wird, ist nicht Ge¬ genstand der vorliegenden Anmeldung.
Das Bildaufzeichnungsgerät BAZG ist dazu vorzugsweise für die Ausrichtung auf das Bildobjekt schwenkbar ausgebildet.
Ferner ist es möglich und u.U. auch aus erfassungstechnischen Gründen sinnvoll, dass mehrere Bildaufzeichnungsgeräte BAZG gleicher Bauart, z.B. mehrere Videokameras, oder Geräte un- terschiedlicher Bauart, z.B. mehrere Videokameras, Lasersen¬ soren, RADAR-basierte, auf funkbasierte Ortung und Abstands¬ messung beruhende Sensoren, Infrarotkameras und/oder Wärme¬ bildkameras, in der Gefahrensituationserkennungsvorrichtung GSEV enthalten sind, die die Bilder B I GB / B Itg aufnehmen. Eine derartige mehrfache Ausführung der Bildaufzeichnung bzw.
Bildakquirierung ist vor allem für Redundanzzwecke relevant.
Um die Qualität der mit dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG auf¬ gezeichneten oder akquirierten Bilder weiterhin zu verbes- sern, sind in dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG vorzugsweise folgende Komponenten enthalten:
1. Eine Korrekturkomponente KOK, mit der Wetter- und Hellig¬ keitsdaten für die Auswertung des Bildmaterials einbezogen werden. Mit dieser Komponente ist es z.B. möglich, bei starkem Nebel die Auswertung von Videobildern auf die ersten 50 Meter vor dem Schienenfahrzeug zu begrenzen und die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges entsprechend zu drosseln. 2. Eine Brennweiteveränderungskomponente BVK, die in Abhän¬ gigkeit von der Umgebung (z.B. Bahnhof, Stadtgebiet, Land, etc.) den richtigen Aufnahmewinkel wählt, um so die Auswer¬ tung des Bildes optimal zu unterstützen. Dadurch können dann sowohl Aufnahmesituationen auf freier Strecke (benötigen Bil- der aus großer Entfernung, um aufgrund der Geschwindigkeit rechtzeitig reagieren zu können) als auch Aufnahmesituationen im Bahnhofsbereich (benötigen Bilder mit einer hohen Breite) geeignet bedient werden. Darüber hinaus kann mit der Brenn- weiteveränderungskomponente in Abhängigkeit vom Abstand zum Gefahrenbereich der richtige Aufnahmewinkel gewählt werden, um so die mehrfache Auswertung des Gefahrenbereichs optimal zu unterstützen.
3. Eine Beleuchtungskomponente BLK, die beispielsweise als ein Scheinwerfer ausgebildet ist, der inner- oder außerhalb des menschlich sichtbaren Bereichs arbeitet, und durch die sich die Qualität des von dem Bildaufzeichnungsgerät bzw. dem Bildakquisitionsgerät BAZG bei Nacht oder schlechter Witte¬ rung aufgenommenen Bildmaterials verbessert.
Die so aufgenommenen Bilder werden von dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG in eine Bildspeichereinrichtung BSPE gespei- chert. Diese Bildspeichereinrichtung BSPE ist entweder gemäß Option "A" als Komponente der Gefahrensituationserkennungs- vorrichtung GSEV mit dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG ent¬ sprechend verbunden oder gemäß Option "B" außerhalb der Ge- fahrensituationserkennungsvorrichtung GSEV, z.B. als Spei- cherdatenbank in dem Triebwagen oder in einer Daten-Cloud dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG zugeordnet bzw. mit diesem verbindbar .
Für die Auswertung der aufgezeichneten bzw. akquirierten Bilder zum Erkennen von Gefahren in Gefahrenbereichen GB entlang der Schienenstrecke, z.B. dem Bahnsteig BSG gemäß der FIGUR 1 oder dem beschrankten Bahnübergang BÜG gemäß der FIGUR 2, ist das Bildaufzeichnungsgerät BAZG mit einer Be- rechnungs-/Auswerteeinrichtung BAWE verbunden, die ebenfalls eine Komponente der Gefahrensituationserkennungsvorrichtung GSEV ist. Zu diesem Zweck ist die Berechnungs-/Auswerteein- richtung BAWE, wie das Bildaufzeichnungsgerät BAZG, entweder gemäß der Option "A" mit der Bildspeichereinrichtung BSPE verbunden oder gemäß Option "B" der Bildspeichereinrichtung BSPE zugeordnet bzw. mit dieser verbindbar. Auf diese Weise entsteht eine Funktionseinheit aus der Berechnungs-/Auswer- teeinrichtung BAWE, dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG und der Bildspeichereinrichtung BSPE, bei der die genannten Kompo- nenten der Gefahrensituationserkennungsvorrichtung GSEV für eine berechnungs-/auswertegestützte Gefahrensituationserken¬ nung funktional zusammenwirken. Hierfür weist die Berechnungs-/Auswerteeinrichtung BAWE vorzugsweise einen nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher SP, in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle eines die Gefah¬ rensituationserkennung steuernden Programm-Moduls PGM gespeichert sind, und einen Prozessor PZ, der die Steuerpro- grammbefehle des Programm-Moduls PGM zur berechnungs-
/auswertegestützten Gefahrensituationserkennung ausführt, auf. Dazu greift der Prozessor PZ zu Steuerungszwecken und zum Auslesen von Daten auf das Bildaufzeichnungsgerät BAZG und die Bildspeichereinrichtung BSPE zu.
Die Berechnungs-/Auswerteeinrichtung BAWE bzw. das Programm- Modul PGM mit dem die Steuerprogrammbefehle des Programm- Moduls PGM zur berechnungs-/auswertegestützten Gefahrensituationserkennung ausführenden Prozessor PZ sind jetzt be- züglich der berechnungs-/auswertegestützten Gefahrensituationserkennung derart ausgebildet, dass in den Bildern BIGB des Gefahrenbereichs GB jeweils der Bildbereich BIB markiert wird, der in Bezug auf den bildlich dargestellten Gefahrenbereich GB den Teilbereich TBGB zeigt, der als besonders kritisch (hochkritisch) eingestuft wird.
Diese Markierung kann jetzt beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Bildbereich BIB in Bezug auf den kritischen Teilbereich TBGB des erfassten Gefahrenbereichs GB anhand von ge- genüber der in den FIGUREN 1 und 2 jeweils dargestellten
Fahrt des Schienenfahrzeugs SZF vorausgegangenen Initialisie¬ rungsfahrten auf dem selben Gleis GL der Schienenstrecke SST des Schienennetzes SNE oder anhand einer gemäß der in den FI¬ GUREN 1 und 2 jeweils dargestellten Fahrt des Schienenfahr- zeugs SZF gleis- oder schienenbasierten Bildanalyse vorgenommen wird. Beim erstgenannten Fall (Variante 1) sind solche Gefahrenbe¬ reiche aus früheren Initialisierungsfahrten bekannt, bei denen jeweils für jede Position des Schienenfahrzeugs im Bahn¬ hofsbereich der Gefahrenbereich als solcher und der hochkri- tische Teil des Gefahrenbereichs (der besonders kritische
Teilbereich) markiert wurden. So wird beispielsweise zweimal ein Bild gemacht und zwar von der gleichen Stelle aus, z.B. bei der Einfahrt in den Bahnhofsbereich mit dem Bahnsteig. Auf diese Weise bleiben jeweils der Gefahrenbereich und der besonders kritische Teilbereich, immer der Gleiche. In diesem Zusammenhang wird auf das automatische Erkennen von Signalen im Bahn-/Schienenverkehr gemäß der Internationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. PCT/EP2016/057804 ; Veröffentlichungs- Nr . WO 2017/174155 AI) und der darin offenbarten technischen Lehre verwiesen, wo bezüglich der Signalerkennung in vergleichbarer Weise vorgegangen wird.
Beim alternativen Fall (Variante 2) wird zunächst das befah¬ rene Gleis erkannt. Ausgehend von dem befahrenen Gleis wird die Bahnsteigkante als Rand des Gefahrenbereichs erkannt so¬ wie der Abstand des Schienenfahrzeugs vom Bahnsteig bzw. dem Gefahrenbereich und schließlich jeweils relativ zur Bahnsteigkante bzw. dem Rand des Gefahrenbereichs einerseits der (hochkritische) besonders kritische Teilbereich des Gefahren- bereichs und der Gefahrenbereich als solcher. In diesem Zusammenhang wird auf das Durchführen einer fahrspur- /gleisbasierten Bildanalyse im Bahn-/Schienenverkehr gemäß der DE-Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. 102016224331.4) und der Internationalen Patentanmeldung (Anmeldung-Nr. PCT/...; Veröf- fentlichungs-Nr . WO ...) und der darin jeweils offenbarten technischen Lehre verwiesen.
Ist die Markierung z.B. gemäß einer der beiden vorstehend skizzierten Varianten durch die Berechnungs- /Auswerteeinrichtung BAWE erfolgt, so sind die Berechnungs-
/Auswerteeinrichtung BAWE bzw. das Programm-Modul PGM mit dem die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls PGM zur berech- nungs-/auswertegestützten Gefahrensituationserkennung ausfüh- renden Prozessor PZ bezüglich der berechnungs-/auswertege- stützten Gefahrensituationserkennung weiterhin derart ausgebildet, dass für den markierten Bildbereich BIB durch Mustervergleich überprüft wird, ob sich Personen und/oder bewegbare Gegenstände in dem kritischen Teilbereich TBGB befinden.
Der Mustervergleich ist dabei ein Pattern-Matching, bei dem entweder mit einem Positiv-Vergleich vorzugsweise die Personen und/oder die bewegbaren Gegenstände oder mit einem Nega- tiv-Vergleich vorzugsweise temporäre Veränderungen in der Struktur des Gefahrenbereichs GB erkannt werden, wobei bei Letzterem z.B. die Unterbrechung des regelmäßigen Bahnsteigmusters (z.B. Steinfliesen, weiße Linie) geprüft wird. Für diese Überprüfung, ob sich Personen und/oder bewegbare
Gegenstände in dem kritischen Teilbereich TBGB befinden, wer¬ den für den (hochkritischen) besonders kritischen Teilbereich in kurzen zeitlichen Abständen mehrere Bilder, die im Zusammenhang mit der Beschreibung der FIGUR 1 bereits erwähnten Bilder BITB, aufgenommen.
Nachdem die Bilder BIGB über den Gefahrenbereich GB bereits von dem Bildaufzeichnungsgerät BAZG erfasst sind, sind die Berechnungs-/Auswerteeinrichtung BAWE und das Bildaufzeich- nungsgerät BAZG für die Erfassung der Bilder BITB über den Teilbereich TBGB weiterhin derart ausgebildet und wirken funktional derart zusammen, dass
1) von dem kritischen Teilbereich TBGB eine Vielzahl von den kritischen Teilbereich repräsentierende Bilder BITB erfasst wird,
2) die gesamten Bilder BIGB, BITB unter Berücksichtigung des jeweiligen Abstands zum Gefahrenbereich GB auf eine gleiche Größe umgerechnet werden,
3) ein Aktivitätsindex durch das Erkennen von Bewegungen der Personen und/oder Gegenstände in dem Gefahrenbereich GB (z.B. spielende oder tobende Kinder) berechnet wird und
4) der berechnete Aktivitätsindex mit einem gespeicherten Schwellwert verglichen wird. Der Schwellwert-Vergleich wird dabei von dem Berechnungs- /Auswerteeinrichtung BAWE bzw. dem Prozessor PZ, der die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls PGM zur berech- nungs-/auswertegestützten Gefahrensituationserkennung ausführt, durchgeführt, wobei, wenn sich Personen und/oder be¬ wegbare Gegenstände in dem kritischen Teilbereich TBGB befin¬ den und der Vergleich ergibt, dass der berechnete Aktivitäts¬ index dem Schwellwert entspricht oder diesen übersteigt, von dem Berechnungs-/Auswerteeinrichtung BAWE bzw. dem Prozessor PZ das Steuersignal SSI generiert wird, mit dem auf die Ge¬ fahrensituation im Gefahrenbereich GB nach den betrieblichen Regeln im Schienenverkehr SVK hingewiesen wird. Dies geschieht vorzugsweise durch das Ausgeben des Warnsignals WSI durch das Schienenfahrzeug SFZ. Es sei an dieser Stelle noch¬ mals darauf hingewiesen, dass das Warnsignal sowohl als akus¬ tisches als auch als optisches Signal ausgebildet sein kann.
Um das Warnsignal WSI ausgeben zu können, ist Berechnungs- /Auswerteeinrichtung BAWE der Gefahrensituationserkennungs- vorrichtung GSEV mit der Steuereinrichtung STE in dem Triebwagen TRW des Schienenfahrzeugs SFZ verbunden (vgl. FIGUR 1) .
Mit der wie vorstehend beschriebenen Gefahrensituationserken- nungsvorrichtung GSEV kann ein automatisiertes (autonomes) oder unterstütztes Fahren des Bahnfahrzeugs BFZ bzw. des Schienenfahrzeugs SFZ ohne zusätzliche Infrastruktur entlang einer Fahrstrecke assistiert bzw. sogar realisiert werden. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn die Gefahrensituati- onserkennungsvorrichtung GSEV als eine virtuelle Maschine re¬ alisiert ist, die im Sinne eines "Software Defined Signal Re- cognition of Rail Traffic Systems" ausgebildet ist und funk¬ tioniert .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Gefahrensituationserkennung im Bahnverkehr (BVK) , insbesondere im Schienenverkehr (SVK) ,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) von einem Bahnfahrzeug (BFZ) , insbesondere einem Schienenfahrzeug (SFZ) aus, insbesondere aus der Perspektive eines Triebwagenführers (FZF, TFS, TRW) und/oder aus einer ortsfes¬ ten, fahrspurobservierenden Position im oder am Fahrzeug (BFZ, SFZ) , von einem in Bezug auf seine Ortskoordinaten und durch potentielle Gefahrensituationen im Bahnverkehr (BVK, SVK) bekannten, teilweise entlang einer Bahnstrecke (BST) eines Bahnnetzes (BNE) , insbesondere einer Schienenstrecke (SST) eines Schienennetzes (SNE) , angeordneten Gefahrenbe- reich (GB) eine Vielzahl von den Gefahrenbereich (GB) repräsentierenden Bildern (BIGB) erfasst wird,
b) in den Bildern (BIGB) jeweils ein Bildbereich (BIB) mar¬ kiert wird, der in Bezug auf den bildlich dargestellten Gefahrenbereich (GB) einen Teilbereich (TBGB) zeigt, der als besonders kritisch eingestuft wird,
c ) für den markierten Bildbereich (BIB) durch Mustervergleich überprüft wird, ob sich Personen und/oder bewegbare Gegenstände in dem kritischen Teilbereich (TBGB) befinden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
a) von dem kritischen Teilbereich (TBGB) eine Vielzahl von den kritischen Teilbereich repräsentierende Bilder (BITB) er¬ fasst wird,
b) die gesamten Bilder (BIGB, BITB) unter Berücksichtigung des jeweiligen Abstands zum Gefahrenbereich (GB) auf eine gleiche Größe umgerechnet werden,
c ) ein Aktivitätsindex durch das Erkennen von Bewegungen der Personen und/oder Gegenstände in dem Gefahrenbereich (GB) be- rechnet wird und
d) der berechnete Aktivitätsindex mit einem gespeicherten Schwellwert verglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
auf die Gefahrensituation im Gefahrenbereich (GB) nach den betrieblichen Regeln im Bahnverkehr (BVK, SVK) hingewiesen wird, indem vorzugsweise ein akustisches Warnsignal (WSI) ausgegeben wird, wenn
a) Personen und/oder bewegbare Gegenstände in dem kritischen Teilbereich (TBGB) befinden,
b) der Vergleich ergibt, dass der berechnete Aktivitätsindex dem Schwellwert entspricht oder diesen übersteigt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
das Warnsignal (WSI) vom Bahnfahrzeug (BFZ, SFZ) ausgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bilder (BIGB, BItg) mit mehreren Bildaufzeichnungsgeräten (BAZG) gleicher Bauart, z.B. mit Videokameras, oder unter¬ schiedlicher Bauart, z.B. mit Videokameras, Lasersensoren, RADAR-basierten, auf funkbasierte Ortung und Abstandsmessung beruhenden Sensoren, Infrarotkameras und/oder Wärmebildkame¬ ras, aufgenommen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Markierung des Bildbereichs (BIB) in Bezug auf den kriti¬ schen Teilbereich (TBGB) des erfassten Gefahrenbereichs (GB) anhand von vorausgegangenen Initialisierungsfahrten auf den
Bahnstrecken (BST, SST) des Bahnnetzes (BNE, SNE) oder anhand einer fahrspurbasierten, insbesondere gleis- oder schienenba¬ sierten, Bildanalyse vorgenommen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
bei der fahrspurbasierten Bildanalyse zunächst eine befahrene Fahrspur (FS) , insbesondere ein befahrenes Gleis (GL) , der Bahnstrecke (BST, SST) , ausgehend von der befahrenen Fahrspur (FS, GL) ein Rand (RGB) des Gefahrenbereichs (GB) sowie der Abstand des Bahnfahrzeugs (BFZ, SFZ) zum Gefahrenbereich (GB) und letztendlich der kritische Teilbereich (TBGB) relativ zum Rand (RGB) des Gefahrenbereichs (GB) erkannt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der Mustervergleich als ein Positiv-Vergleich durchgeführt wird, bei dem vorzugsweise die Personen und/oder die bewegba¬ ren Gegenstände erkannt werden, oder als Negativ-Vergleich durchgeführt wird, bei dem vorzugsweise temporäre Veränderun¬ gen in der Struktur des Gefahrenbereichs (GB) erkannt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der Gefahrenbereich (GB) entweder zu einem Bahnsteig (BSG) , wo Personen in das Bahnfahrzeug (BFZ, SFZ) ein- und/oder aussteigen, oder zu einem beschrankten oder unbeschrankten Bahn- Übergang (BÜG) gehört.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
mit dem Verfahren ein automatisiertes (autonomes) oder unter- stütztes Fahren des Bahnfahrzeugs (BFZ, SFZ) ohne zusätzliche Infrastruktur entlang einer Fahrstrecke assistiert wird.
11. Vorrichtung (GSEV) zur Gefahrensituationserkennung im Bahnverkehr (BVK) , insbesondere im Schienenverkehr (SVK) , gekennzeichnet durch
a) mindestens ein Bildaufzeichnungsgerät (BAZG) , mit dem von einem Bahnfahrzeug (BFZ) , insbesondere einem Schienenfahrzeug (SFZ) aus, insbesondere aus der Perspektive eines Triebwagen¬ führers (FZF, TFS, TRW) und/oder aus einer ortsfesten, fahr- spurobservierenden Position im oder am Fahrzeug (BFZ, SFZ) , von einem in Bezug auf seine Ortskoordinaten und durch potentielle Gefahrensituationen im Bahnverkehr (BVK, SVK) bekannten, teilweise entlang einer Bahnstrecke (BST) eines Bahnnet- zes (BNE) , insbesondere einer Schienenstrecke (SST) eines Schienennetzes (SNE) , angeordneten Gefahrenbereich (GB) eine Vielzahl von den Gefahrenbereich (GB) repräsentierenden Bildern (BIGB) erfassbar und in einer Bildspeichereinrichtung (BSPE) speicherbar sind,
b) eine Berechnungs-/Auswerteeinrichtung (BAWE) , die verbunden und funktional zusammenwirkend mit dem Bildaufzeichnungs¬ gerät (BAZG) und der Bildspeichereinrichtung (BSPE) derart, insbesondere mit einem nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher (SP) , in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle eines die Gefahrensituationserkennung steuernden Programm-Moduls (PGM) gespeichert sind, und einem Prozessor (PZ) , der die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls (PGM) zur berechnungs- /auswertegestützten Gefahrensituationserkennung ausführt, ausgebildet ist, dass in den Bildern (BIGB) jeweils ein Bild¬ bereich (BIB) markiert wird, der in Bezug auf den bildlich dargestellten Gefahrenbereich (GB) einen Teilbereich (TBGB) zeigt, der als besonders kritisch eingestuft wird,
c ) die Berechnungs-/Auswerteeinrichtung (BAWE) , die derart ausgebildet ist, dass für den markierten Bildbereich (BIB) durch Mustervergleich überprüft wird, ob sich Personen und/oder bewegbare Gegenstände in dem kritischen Teilbereich (TBGB) befinden.
12. Vorrichtung (GSEV) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
a) die Berechnungs-/Auswerteeinrichtung (BAWE) und das Bildaufzeichnungsgerät (BAZG) , die derart ausgebildet sind und funktional zusammenwirken, dass von dem kritischen Teilbe- reich (TBGB) eine Vielzahl von den kritischen Teilbereich re¬ präsentierende Bilder (BITB) erfasst wird,
b) die Berechnungs-/Auswerteeinrichtung (BAWE) , das Bildaufzeichnungsgerät (BAZG) und die Bildspeichereinrichtung
(BSPE) , die derart ausgebildet sind und funktional zusammen- wirken, dass die gesamten Bilder (BIGB, BITB) unter Berück¬ sichtigung des jeweiligen Abstands zum Gefahrenbereich (GB) auf eine gleiche Größe umgerechnet werden, c) die Berechnungs-/Auswerteeinrichtung (BAWE) , die derart ausgebildet ist, dass
cl) ein Aktivitätsindex durch das Erkennen von Bewegungen der Personen und/oder Gegenstände in dem Gefahrenbereich (GB) be- rechnet wird und
c2) der berechnete Aktivitätsindex mit einem gespeicherten Schwellwert verglichen wird.
13. Vorrichtung (GSEV) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass
die Berechnungs-/Auswerteeinrichtung (BAWE) mit einer Steuerungseinrichtung (STE) in dem Bahnfahrzeug (BFZ, SFZ)
verbindbar ist und dabei die Steuerungseinrichtung (STE) derart ansteuert, dass auf die Gefahrensituation im Gefahrenbe- reich (GB) nach den betrieblichen Regeln im Bahnverkehr (BVK, SVK) hingewiesen wird, indem vorzugsweise ein akustisches Warnsignal (WSI) ausgegeben wird, wenn
a) sich Personen und/oder bewegbare Gegenstände in dem kriti¬ schen Teilbereich (TBGB) befinden,
b) der Vergleich ergibt, dass der berechnete Aktivitätsindex dem Schwellwert entspricht oder diesen übersteigt.
14. Vorrichtung (GSEV) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
das Warnsignal (WSI) vom Bahnfahrzeug (BFZ, SFZ) ausgebbar ist .
15. Vorrichtung (GSEV) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Bildaufzeichnungsgeräte (BAZG) gleicher Bauart, z.B. mehrere Videokameras, oder unterschiedlicher Bauart, z.B. mehrere Videokameras, Lasersensoren, RADAR-basierte, auf funkbasierte Ortung und Abstandsmessung beruhende Sensoren, Infrarotkameras und/oder Wärmebildkameras, enthalten sind, die die Bilder (BIGB/ BItg) aufnehmen.
16. Vorrichtung (GSEV) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungs-/Auswerteeinrichtung (BAWE) derart ausgebildet ist, dass die Markierung des Bildbereichs (BIB) in Bezug auf den kritischen Teilbereich (TBGB) des erfassten Gefahren¬ bereichs (GB) anhand von vorausgegangenen Initialisierungs- fahrten auf den Bahnstrecken (BST, SST) des Bahnnetzes (BNE, SNE) oder anhand einer fahrspurbasierten, insbesondere gleis- oder schienenbasierten, Bildanalyse vorgenommen wird.
17. Vorrichtung (GSEV) nach Anspruch 16, dadurch ge- kennzeichnet, dass
mit der auf der Berechnungs-/Auswerteeinrichtung (BAWE) ausgeführten fahrspurbasierten Bildanalyse zunächst eine befahrene Fahrspur (FS) , insbesondere ein befahrenes Gleis (GL) , der Bahnstrecke (BST, SST) , ausgehend von der befahrenen Fahrspur (FS, GL) ein Rand (RGB) des Gefahrenbereichs (GB) sowie der Abstand des Bahnfahrzeugs (BFZ, SFZ) zum Gefahren¬ bereich (GB) und letztendlich der kritischen Teilbereich (TBGB) relativ zum Rand (RGB) des Gefahrenbereichs (GB) er¬ kennbar ist.
18. Vorrichtung (GSEV) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass
die Berechnungs-/Auswerteeinrichtung (BAWE) derart ausgebildet ist, dass der Mustervergleich als ein Positiv-Vergleich erfolgt, bei dem vorzugsweise die Personen und/oder die be¬ wegbaren Gegenstände erkannt werden, oder als Negativ- Vergleich erfolgt, bei dem vorzugsweise temporäre Veränderun¬ gen in der Struktur des Gefahrenbereichs (GB) erkannt werden.
19. Vorrichtung (GSEV) nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass
der Gefahrenbereich (GB) entweder zu einem Bahnsteig (BSG) , wo Personen in das Bahnfahrzeug (BFZ, SFZ) ein- und/oder aussteigen, oder zu einem beschrankten oder unbeschrankten Bahn- Übergang (BÜG) gehört.
20. Vorrichtung (GSEV) nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildaufzeichnungsgerät (BAZG) schwenkbar ausgebildet ist.
21. Vorrichtung (GSEV) nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass
das Bildaufzeichnungsgerät (BAZG) eine Korrekturkomponente
(KOK) aufweist, die Wetter- und Helligkeitsdaten für die Auswertung des Bildmaterials mit einbezieht.
22. Vorrichtung (GSEV) nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass
das Bildaufzeichnungsgerät (BAZG) eine Brennweiteverände¬ rungskomponente (BVK) aufweist, die in Abhängigkeit von der Umgebung, z.B. Bahnhof, Stadtgebiet, Land, etc., den richti¬ gen Aufnahmewinkel wählt, um so die Auswertung des Bildes (B I GB / B I TB) optimal zu unterstützen und/oder die in Abhängig¬ keit vom Abstand zum Gefahrenbereich (GB) den richtigen Aufnahmewinkel wählt, um so die mehrfache Auswertung des Gefah¬ renbereichs (GB) optimal zu unterstützen.
23. Vorrichtung (GSEV) nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass
das Bildaufzeichnungsgerät (BAZG) eine Beleuchtungskomponente (BLK) , insbesondere einen Scheinwerfer, der inner- oder außerhalb des menschlich sichtbaren Bereichs arbeitet, auf- weist.
24. Vorrichtung (GSEV) nach einem der Ansprüche 11 bis 23, gekennzeichnet durch
eine virtuelle Maschine, die im Sinne eines "Software
Defined Signal Recognition of Rail Traffic Systems" ausge¬ bildet ist und funktioniert.
25. Vorrichtung (GSEV) nach einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass
mit der Vorrichtung (GSEV) ein automatisiertes (autonomes) oder unterstütztes Fahren des Bahnfahrzeugs (BFZ, SFZ) ohne zusätzliche Infrastruktur entlang einer Fahrstrecke
assistierbar ist.
26. Bahnfahrzeug (BFZ) zur Gefahrensituationserkennung im Bahnverkehr (BVK) , insbesondere Schienenfahrzeug (SFZ) zur Gefahrensituationserkennung im Schienenverkehr (SVK), da- durch gekennzeichnet, dass
eine Vorrichtung (GSEV) zur Gefahrensituationserkennung nach einem der Ansprüche 11 bis 25 in das Bahnfahrzeug (BFZ, SFZ) integriert ist.
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