WO2018224318A1 - Verfahren sowie vorrichtung zur überwachung eines gefahrenraumes eines bahnübergangs - Google Patents

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WO2018224318A1
WO2018224318A1 PCT/EP2018/063604 EP2018063604W WO2018224318A1 WO 2018224318 A1 WO2018224318 A1 WO 2018224318A1 EP 2018063604 W EP2018063604 W EP 2018063604W WO 2018224318 A1 WO2018224318 A1 WO 2018224318A1
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WO
WIPO (PCT)
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radio
evaluation
barriers
radio signals
level crossing
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/063604
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English (en)
French (fr)
Inventor
Anna-Janina BEDNAREK
Jens Braband
Shujing LI
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L29/00—Safety means for rail/road crossing traffic
    • B61L29/24—Means for warning road traffic that a gate is closed or closing, or that rail traffic is approaching, e.g. for visible or audible warning
    • B61L29/28—Means for warning road traffic that a gate is closed or closing, or that rail traffic is approaching, e.g. for visible or audible warning electrically operated
    • B61L29/30—Supervision, e.g. monitoring arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • 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

Definitions

  • Level crossings represent potential danger points as crossing points of rail-bound, in particular rail-bound traffic with traffic. For this reason, protective measures are usually required to reduce the corresponding risks.
  • a method for monitoring level crossings with barriers is known, for example, from the company publication "Radarscan ⁇ ner - radar sensor system for automatic danger space clearing of level crossings", Honeywell criz systeme GmbH, GE3S-6002 1098R1 MA This describes a method and an apparatus for automatic danger space
  • the device has a radar sensor for detecting objects or obstacles arranged between the barriers.
  • SIL3 Safety Integrity Level 3
  • the system functions become known device continuously checked by self-test.
  • entspre ⁇ chender self-test safety technology is required which is comparatively complex and expensive.
  • the present invention has for its object to provide a comparatively simple and inexpensive to implement method for monitoring a danger zone of a railroad crossing.
  • This object is inventively achieved by a method for monitoring a danger area of a railway crossing, where ⁇ wherein in at ⁇ a least the danger zone at least partially surrounding the detection region are emitted and the risk space Toggle by at least one radio module radio signals hand, based on the transmitted radio signals based evaluation is monitored.
  • a radio module is understood to mean a device which usually serves for radio-based communication by means of a corresponding transmission of data by means of radio signals. This means that the actually are by means of the at least one radio module transmitted radio signals as such for monitoring a danger area, or for detecting objects vorgese ⁇ hen.
  • Corresponding radio signals are emitted according to the invention in at least one detection area, which at least partially includes the danger space of the railway crossing.
  • ⁇ preferably consists here is an overlap of the Detektionsbe- Reich and the area of danger in that at least no major objects in not from the at least one fit De ⁇ the detection range covered parts of the danger space.
  • the danger area is monitored on the basis of an evaluation based on the transmitted radio signals.
  • the at least one radio module is used as a sensor or detector for monitoring the danger space of the level crossing, ie in particular for detecting objects in the danger area.
  • the inventive method has the advantage that it is produced the monitoring of a danger zone of a railway crossing un ⁇ ter used in large numbers and data with low prices available on the market radio modules.
  • the prerequisite is created to equip or retrofit such level crossings with appropriate monitoring technology for which this has not been done, for example due to their rare use, taking into account the costs caused by appropriate monitoring.
  • the method can here- at both crossings with full barriers and used to ⁇ special for level crossings with barriers call ⁇ to.
  • the latter type of railroad crossings are those in which at least one demand-controlled barrier, which is also referred to as a call barrier, is closed in basic position.
  • a call barrier which is also referred to as a call barrier
  • the opening of the barrier or barriers via an intercom system with interface to the interlocking bezie ⁇ hungtagen train dispatcher requested.
  • the corresponding road user should log off again at the opposite intercom system, whereby the danger area is usually considered cleared.
  • the crossing of the railroad crossing on the part of the dispatcher is detected on the basis of the road noise and the level crossing is then considered cleared.
  • the barrier or the barriers then become - if necessary after issuing a warning over the intercom system
  • the method according to the invention can bring about a significant increase or improvement in security with comparatively little effort and comparatively low costs.
  • the monitoring of the danger zone on the basis of based on the gross ⁇ sent radio signals evaluation can take place in principle in different ways. It is conceivable, for example, that on an opposite Side of the railroad crossing a radio receiver is provided and one received by this radio receiver received strength or received power is used for the evaluation.
  • the inventive method is such wei ⁇ ned, and that radio signals are received by means of the at least one radio module, and the risk space is monitored based on a based on the received radio signals evaluation.
  • the at least one radio module is thus a transmitting and receiving device, so that the at least one radio module itself can also be used simultaneously for receiving radio signals.
  • the monitoring of the danger space he follows here ⁇ based on an based on the received radio signals evaluation, ie at least indirectly also on the basis of the transmitted radio signals.
  • the received radio signals can be both those which result from radio signals emitted by the respective radio module itself and those which have been transmitted by another radio module.
  • radio modules of any type In the context of the method according to the invention, it is basically possible to use radio modules of any type. This signified tet ⁇ that the transmitted radio signals corresponding to any known communication standard itself may be gebil ⁇ det.
  • the radio signals with ⁇ be emitted means of at least one radio module in the form of a Wi-Fi module.
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • Corresponding WLAN modules are therefore available in cost ⁇ favorable, reliable and robust embodiment on the market and can be used in the context of the above embodiment of the method according to the invention for monitoring the danger area of the railroad crossing.
  • the inventive method may also be configured such that the at least one radio module used zusharm ⁇ Lich also to Car2X communications.
  • Car2X communication is understood as meaning a communication between the level crossing or a control device of the same and motor vehicles located in the area of the level crossing and, if appropriate, also between the level crossing and the trains approaching the same , in addition to the
  • Car2X communication is used, the effect beneficial ⁇ way, this constituting a commercial use of communications technology from the automotive sector is made possible, which is available at ever lower prices.
  • radio modules which are installed or have been installed for the purpose of Car2X communication in the area of level crossings, can advantageously also be used without great additional expenditure for monitoring the danger space of the level crossing.
  • environmental information and / or information about a normal operation for the level crossing are taken into account in the context of the evaluation.
  • it may, for example, be such as is commonly practiced at railroad crossings with call barriers.
  • Examples of environmental information that can be taken into account in the context of the evaluation are additional recorded acoustic information or noise or even information that are detected by vibration sensors or laid in the street electrical conductor loops.
  • the inventive method may also be such further developed in that the radio signals are transmitted by means arranged below ⁇ different union sides of the railway crossing radio modules with at least partially overlapping detection areas, the part of the radio modules is at least also radio signals of the other radio module is received and in the analysis, comparison the radio signals received by the radio modules is made.
  • This embodiment of the method according to the invention is advantageous since a use of a plurality, in particular two radio modules, each of which both transmit and receive radio signals, enables a particularly reliable monitoring of the danger space of the level crossing.
  • ⁇ Licher radio channels or a corresponding coding difference can be in this case, for example, based distinguished on a received signal ⁇ performance, whether it is a reflected, that is, even light emitted from the respective radio module, or a light emitted from the other, opposite radio module signal , In this way, depending on the particular circumstances, an increase in the accuracy and / or reliability of the monitoring of the danger zone of the level crossing may be achieved.
  • the inventive method may in this case be wei ⁇ terhin configured such that based on the comparison a check on the functionality of the radio modules is taken ⁇ taken.
  • a reliable test can be carried out to the effect that all radio modules are functional.
  • the comparison result in unexpected deviations, there is gegebe ⁇ appropriate with inclusion of reference values and reference situations, the ability to recognize what is no longer working correctly the Funkmo ⁇ modules and should be to the effect isolated due to the existing disorder that in the Evaluation is no longer or only to a limited extent considered.
  • the method according to the invention can also be further developed in such a way that, as part of the monitoring, at least two of the following situations are distinguished and identified on the basis of the evaluation: barriers closed, no train passage; Barriers closed, train passage; Barriers open, at least one road user crosses the railroad crossing, barriers close; Barriers open, at least one road user has not yet completely crossed the railroad crossing or stops at the railroad crossing.
  • This embodiment of the inventive method has the advantage that it is in the loading encountered situations or processes are those that typically occur in the operation of railway ⁇ transitions. Their differentiation and detection in the context of monitoring makes it possible to detect dangers during operation, for example due to objects or obstacles in the danger area, and to take appropriate measures to prevent possible accidents.
  • Such a measure may be, for example, that a train approaching the railroad crossing is braked in good time prior to reaching the railroad crossing due to a road user standing on the railroad crossing, thus avoiding a collision with an object or a person in the danger zone of the railroad crossing.
  • the invention also relates to a device for monitoring a danger zone of a railway crossing.
  • Such a device is also known from the initially mentioned company publication.
  • the present invention has the object to provide a comparatively simple and kos ⁇ ten redesign to be implemented device for monitoring a danger zone of a railroad crossing.
  • the device comprises at least one radio module for ⁇ send radio signals in at least one dangerous area at least partially comprehensive detection area and an evaluation device for monitoring the danger area based on a sent to the Radio signals based evaluation.
  • the device according to the invention can be developed in such a way that the at least one radio module is also designed to receive radio signals and the evaluation device is designed to monitor the danger space on the basis of an evaluation based on the received radio signals.
  • the at least one radio module is a WLAN module.
  • the inventive device can also be configured ⁇ art that a radio module is at least ⁇ formed additionally also for Car2X communications.
  • the evaluation device is designed to take into account as part of the evaluation environment information and / or information about a usual for the railroad crossing operation.
  • the device according to the invention can also be further developed such that arranged on different sides of the railway crossing radio modules having at least some ⁇ as overlapping detection areas are provided, the wireless modules are each formed, at least also Funksig- dimensional to receive the respective other radio module, and
  • Evaluation is designed to make a comparison of the received radio signals from the radio modules in the evaluation.
  • the evaluation device is designed to conduct a review of the function ⁇ capability of the wireless modules based on the comparison.
  • the device according to the invention can also be embodied such that the device is designed to distinguish at least two of the following situations in the context of monitoring and to recognize them on the basis of the evaluation: barriers closed, no train passage; Barriers closed, train passage; Barriers open, at least one road user crosses the railroad crossing, barriers close; Barriers open, at least one The road user has not yet completely crossed the level crossing or is standing on the level crossing.
  • Figure 1 shows a schematic sketch ation a railroad crossing, and an embodiment of OF INVENTION ⁇ to the invention device in a first situ
  • Figure 2 is a schematic diagram of itself according to a
  • Embodiment of the inventive method in the first situation as a function of the time-yielding waveforms
  • Figure 3 is a schematic diagram of the level crossing and the embodiment of the erfindungsge ⁇ MAESSEN device in a second situation
  • FIG. 4 shows schematic diagrams of signal profiles resulting as a function of time in accordance with the exemplary embodiment of the method according to the invention in the second situation;
  • Figure 5 is a schematic diagram of the level crossing and the embodiment of the erfindungsge ⁇ MAESSEN device in a third position
  • Figure 6 are schematic diagrams of in accordance with the off ⁇ implementation of the method according to the invention in the third situation, as a function of time resulting waveforms
  • Figure 7 in a schematic sketch of the level crossing and the embodiment of the erfindungsge ⁇ MAESSEN device in a fourth situation
  • Figure 8 is a schematic diagram of the level crossing and the embodiment of the erfindungsge ⁇ MAESSEN device in a fifth situation
  • FIG. 9 shows schematic diagrams of itself according to the exemplary embodiment of the method according to the invention in the fifth situation as a function of FIG.
  • Figure is a schematic diagram of the level crossing and the embodiment of the erfindungsge ⁇ MAESSEN device in a sixth situation.
  • FIG. 1 shows, in a schematic sketch, a level crossing and an exemplary embodiment of the device according to the invention in a first situation. Shown is a level crossing 1 with a track 10 and in a plan view
  • Barriers 20 and 21 Due to the existing intersection between the track 10 and a road in the area of the railroad crossing 1, a danger or monitoring area 30 is formed in an area between the barriers 20 and 21. In the sense of a safe operation of the associated egg ⁇ senbahnsystems and to avoid hazards to road users here is to ensure that with closed barriers 20, 21 and in particular when passing through a train no people or objects in the Ge ⁇ drive area 30 reside or are.
  • the device 40 comprises radio modules 41a and 41b, which are arranged obliquely opposite one another on different sides of the railroad crossing 1.
  • the radio modules 41a, 41b each transmit radio signals 42a, 42b from, which are indicated in Figure 1 by a corresponding undulating propagation.
  • the radio modules 41a, 41b are both designed both for transmitting and for receiving radio signals, wherein the antennas of the radio modules 41a, 41b are preferably mounted at the level of the barriers 20, 21, so that an opening of the barriers has a comparatively large difference the respective radio module 41a, 41b registered receive power or receive field strengths caused. in the
  • radio modules 41a, 41b to WLAN modules han ⁇ punched, ie in particular emit and those radio modules, radio signals according to the communication standard IEEE 802.11 received.
  • the device 40 for monitoring the danger zone 30 of the level crossing 1 further comprises a Ausnceein ⁇ direction 45, which is communicatively connected with the radio modules 41a, 41b.
  • the corresponding communication connections can be executed both wirelessly and by wire.
  • the received signals of the radio modules 41a, 41b ⁇ to these forwarded to the evaluation device 45 and there subjected to evaluation.
  • the training means 45 comprises values of both hardware components, such as in the form of at least one corresponding processor and memory means, and software components, in the form ent ⁇ speaking programs and analysis routines.
  • the danger zone 30 of the level crossing 1 can now be operated in such a way that by means of the two radio modules 41a, 41b in the form of the WLAN modules. Signals 42a, 42b are emitted into detection areas 43a, 43b, which include the danger space 30 at least partially.
  • the evaluation is carried out to the effect indirectly or indi rectly ⁇ or implicitly by means of the transmitted radio signals 42a, 42b that are evaluated by the evaluation device 45, the dulen of the radio modem 41a, 41b received radio signals.
  • the radio modules 41a, 41b each receive exclusively or at least radio signals emitted by the respective other radio module 41a or 41b as a function of the respectively used transmitting and receiving channels.
  • the radio signals 42a, 42b can be assigned to the respective radio module 41a, 41b by a corresponding coding, for example in the form of a corresponding header information. This makes it possible to take into account in the evaluation, even if the same channels or frequencies are used, which of the two radio modules 41a, 41b has transmitted the respective radio signal 42a, 42b.
  • a comparison of the radio signals received from the two radio modules 41a, 41b is made in the described embodiment.
  • monitoring the danger zone 30 of the level crossing is 1 by the corresponding comparison and in particular a check of the functioning of the two radio ⁇ module 41a, 41b allows or ensured.
  • the radio modules check 41a, 41b continuously or regularly alternately as by the two radio modules 41a, 41b essentially two independent sensor channels are realized, the results can be ge ⁇ checked for consistency.
  • a corresponding comparison or a corresponding check can be carried out both on the basis of the respective signal strengths or receiving powers. conditions as well as include special test signals or test messages.
  • the radio modules 41a, 41b are those which are additionally used for Car2X communication. This means that by means of the radio modules 41a, 41b, a communication with motor vehicles arranged in the region of the railroad crossing and / or rail vehicles approaching the railroad crossing 1 takes place.
  • FIG. 2 shows schematic diagrams of signal distributions resulting in the first situation as a function of time according to an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • the signals received by the radio modules 41a, 41b received powers Pi and P2 respectively corresponding ⁇ the reception field strengths are in this case as a function of time t plotted on the left side.
  • the difference between the received powers Pi and P2 of the two radio modules 41a, 41b, P 1 -P 2 is plotted as a function of the time t.
  • FIG. 2 is an idealized representation in that (in practice) usually (minor) fluctuations, for example due to noises or other environmental influences or impairments, will occur. Independently of this, it is 45 possible to recognize the evaluation device on the basis of waveforms shown in Figure 2, the barriers 20, 21 of the level crossing 1 ge ⁇ are closed and a failure-free state. This results from a synopsis of the signal curves Pi and P2 and their comparison by means of the illustrated difference formation.
  • the evaluation of the radio signals 42a, 42b emitted by the radio modules 41a, 41b or of the respective received signals resulting therefrom can of course also be effected by means of other, possibly significantly more complex algorithms.
  • the comparison of the radio signals received by the two radio modules 41a, 41b additionally or alternatively to a difference formation of the received powers Pi, P2 includes the formation of the quotient of these two received powers Pi, P2 and / or in the context of the evaluation characteristic features of the waveforms are determined.
  • FIG. 3 shows, in a schematic sketch, the level crossing and the exemplary embodiment of the device according to the invention in a second situation.
  • the situation shown in Figure 3 the effect differs from that according Fi gur ⁇ 1, a train 100 passes the level crossing. 1 by virtue of 41a of the corresponding mounting height of the radio modules, 41b, this results is that the signal transmission or Medu ⁇ nikationsENS between the two radio modules 41a, 41b considerable lent by the existing mostly of metal train 100 disturbed or interrupted.
  • the resulting signal curves are explained in more detail below with reference to FIG. 4.
  • FIG. 4 shows schematic diagrams of signal profiles resulting from the exemplary embodiment of the method according to the invention in the second situation as a function of time.
  • communication between the radio modules 41a, 41b massive and (almost) completely disrupted according to Figure 3 between the times t i and T 2. This means that during this period the train passes through the level crossing 1.
  • the passage of the train 100 in this case is a symmetrical event in that the received powers Pi and P2 of the two radio modules 41a, 41b are simultaneously and equally impaired.
  • the waveforms less clear out ⁇ impressed in practice will be. This applies for example to the effect that as a rule the instants ti and t 2 around a continuous change of the received powers Pi and P will be to be expected. 2
  • the received powers P 1 and P 2 of the two radio modules 41 a, 41 b are generally not completely reduced to zero due to the various mechanisms involved in the signal propagation, ie in particular also reflection, scattering and diffraction. Irrespective of this, in practice signal waveforms also result, which make it possible to distinguish between the various situations occurring.
  • FIG. 5 shows a schematic sketch of the level crossing and the embodiment of the device according to the invention in a third situation.
  • FIG. 5 shows a state of the railroad crossing 1 in which a road user in the form of a vehicle or car 110a, 110b, 110c crosses the railroad crossing 1.
  • the call relationship activated barrier function of the level crossing 1 has been operated as ⁇ and Hereupon the two barriers 20, 21 are vertically moved upwards and have the railway crossing, the vehicle 1 is enabled for 110a.
  • the vehicle - indicated by the vehicles 110b, 110c which reflect the time course, the railroad crossing 1.
  • the barriers 20 and 21 are closed again.
  • This procedure can also be recognized by the evaluation device 45 on the basis of the corresponding signal curves, as will be explained below with reference to FIG. 6.
  • FIG. 6 shows schematic diagrams of itself according to the exemplary embodiment of the method according to the invention in FIG third situation as a function of time resulting signal waveforms.
  • the barriers 20, 21 are fully open, the direct line of sight of the radio modules 41a, 41b not obstructed, whereby the received powers Pi and P2 to the reference case with closed barriers 20, to increase the 21st
  • the barriers 20, 21 of the railroad crossing 1 have been opened.
  • the vehicle 110a, 110b, 110c has traveled the level crossing 1 immediately after opening of the barriers 20, 21. This results in that the line of sight of the two Funkmo ⁇ modules 41a, 41b due to the size and nature (metal) of the vehicle 110a, 110b, 110c is disturbed or soft separated. As a result, starting with the time t3, the received powers Pi and P2 of the radio modules 41a, 41b decrease. At time t 4, the vehicle 110b reaches With ⁇ te of the level crossing 1, resulting in a maximum deterioration of the received powers Pi and P2.
  • the received powers Pi and P2 decrease in this maximum interference phase below the value A, which results for the reception powers Pi and P2 in the situation shown in FIG. 1 with closed barriers 20, 21 without train passage.
  • the vehicle 110c the railway crossing 1 completely pas ⁇ Siert.
  • the barriers 20, 21 of the railroad crossing 1 are closed again, so that the received powers Pi and P2 fall to the output or reference value A. From the curves of the reception powers Pi and P2 with a power minimum and two power peaks and in ⁇ We sentlichen same or identical waveforms for Pi and P2, the Si illustrated in Figure 5 can be seen by the evaluation situation 45th
  • FIG. 7 shows a schematic sketch of the level crossing and the embodiment of the device according to the invention in a fourth situation. Notwithstanding the representation of FIG. 5, FIG. 7 shows a situation in which the vehicle 110b has stopped on the track 10 due to a breakdown in the danger zone 30, for example
  • the evaluation device 45 Based on the number erge- played in the situation according to Figure 7 waveforms, it is the evaluation device 45 thus possible to output a warning message to the effect that the vehicle 110b or generally a vehicle be ⁇ relationship, an object is present in the danger region 30 of the railroad crossing. 1
  • This information may means of the evaluation 45 are transmitted directly to an approaching rail vehicle either or be transmitted to a Steuerein ⁇ direction of the rail system, which so ⁇ then ensures that the train in question takes time before the level crossing 1 to standstill.
  • the evaluation ⁇ device 45 is preferably arranged in the area of the level crossing. 1
  • the evaluation device is at a greater distance from the railway crossing, 1, such as in a monitoring center, is arranged ⁇ 45th
  • Figure 8 shows a schematic sketch of the level crossing and the embodiment of the device according to the invention in a fifth situation.
  • the situation illustrated in FIG. 8 essentially corresponds to the situation shown in FIG. 5, wherein, in contrast to FIG. 5, the road user crossing the railroad crossing is not a vehicle but a pedestrian.
  • This is shown in Figure 8 in the timing in five situations and with the reference numerals 120a, 120b, 120c, 120d and 120e ge ⁇ indicates. Also for this situation will now be shown by way of example with reference to the representation of Figure 9, as it can be recognized and distinguished from other situations occurring in the operation of the railroad crossing 1 situations.
  • FIG. 9 shows schematic diagrams of itself according to the exemplary embodiment of the method according to the invention in FIG fifth situation as a function of time resulting signal waveforms.
  • the radio module 41a, 41b located near the pedestrian 120a to 120e will receive at least one more reflected signal when the pedestrian 120a to 120e cross the railroad crossing 1. This means that due to the contributions by signal reflection, the received powers Pi, P2 do not change as markedly or rapidly as in the case of a vehicle passing the railroad crossing 1.
  • FIG. 10 shows, in a schematic sketch, the level crossing and the exemplary embodiment of the device according to the invention in a sixth situation.
  • the illustration of FIG. 10 corresponds to that of FIG. 7 in that, in the situation shown, the pedestrian 120c has stopped on the track 10, ie in the danger zone 30 of the railroad crossing 1, and the barriers 20, 21 have already been closed again.
  • the received powers Pi would, therefore P2 starting t of the curve shown in Figure 9 from the time 7 first ken 20 due to the closing of the Schran-, 21 further lower and then remain in Wesentli ⁇ chen at this value.
  • the characteristics of the received powers Pi and P2 are different in the various situations described, and an evaluation is possible on the basis of the resulting signal waveforms in such a way that the respective present state can be recognized. As a result, this results in a possible with little effort and low cost monitoring the danger zone 30 of the railroad crossing 1 using the radio modules 41a, 41b or the ⁇ th them emitted or received signals.
  • the device for monitoring the level crossing could also comprise only one radio module.
  • this wireless module a signal with a header, such as with Informatio ⁇ nen to a module identity, a location and a time stamp ⁇ example, could regularly send out.
  • the radio module receives the reflected signals from the environment in each case after the same time. This therefore is the Re ⁇ ference state.
  • the transmitted signals are reflected in a different way, which the obstacle can be detected.
  • a state change can be detected both by the time stamp ⁇ (time difference between transmission and reception of the signal, including header) as well as on the basis of reception Leis ⁇ processing. Likewise, it can also be detected in this case whether the obstacle has moved away again from the railroad crossing, since in this case the reference status is restored.
  • the monitoring can be carried out in particular using commercially available COTS (commercial off-the-shelf) communication technology, which is available at ever cheaper prices.
  • COTS commercial off-the-shelf
  • the embodiment described with reference to the embodiments with (at least) two radio modules darü ⁇ beyond the possibility that the functionality of the two radio modules can be tested by means of self-tests.
  • This can be done, for example, by checking whether a train passage was detected by both antennas at the same time and whether both received signals are approximately equally strong.
  • a continuous or continuous comparison of the two signals ie in particular of the received powers of the received radio signals, can be achieved.
  • the monitoring of the danger zone can be maintained in this case in case of failure of one of the radio modules with only one radio module at least in a limited form.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein vergleichsweise einfach und kostengünstig zu realisierendes Verfahren zur Überwachung eines Gefahrenraumes (30) eines Bahnübergangs (1). Hierzu läuft das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines Gefahrenraumes (30) eines Bahnübergangs (1) derart ab, dass mittels zumindest eines Funkmoduls (41a, 41b) Funksignale (42a, 42b) in zumindest einen den Gefahrenraum (30) zumindest teilweise umfassenden Detektionsbereich (43a, 43b) ausgesendet werden und der Gefahrenraum (30) anhand einer auf den ausgesendeten Funksignalen (42a, 42b) basierenden Auswertung überwacht wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung (40) zur Überwachung eines Gefahrenraumes (30) eines Bahnübergangs (1).

Description

Beschreibung
Verfahren sowie Vorrichtung zur Überwachung eines Gefahrenraumes eines Bahnübergangs
Bahnübergänge stellen als Kreuzungspunkte des spurgebundenen, insbesondere schienengebundenen Verkehrs mit dem Straßenverkehr potenzielle Gefahrenpunkte dar. Aus diesem Grund sind üblicherweise Schutzmaßnahmen zur Reduzierung der entsprechenden Risiken vorzusehen.
Ein Verfahren zur Überwachung von Bahnübergängen mit Schranken ist beispielsweise aus der Firmendruckschrift „Radarscan¬ ner - Radarsensoranlage zur automatischen Gefahrenraum- Freimeldung von Bahnübergängen", Honeywell Regelsysteme GmbH, GE3S-6002 1098R1 MA, bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur automatischen Gefahrenraum- Freimeldung von Bahnübergängen. Hierzu weist die Vorrichtung einen Radarsensor zur Erkennung von zwischen den Schranken angeordneten Objekten beziehungsweise Hindernissen auf. Um die Anforderungen der europäischen Norm EN 50129 mit dem Safety Integrity Level 3 (kurz SIL3) zu erfüllen, werden die Systemfunktionen bei der bekannten Vorrichtung durch Selbsttests laufend überprüft. Zur technischen Umsetzung entspre¬ chender Selbsttests ist Sicherheitstechnik erforderlich, welche vergleichsweise aufwändig und kostenintensiv ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vergleichsweise einfach und kostengünstig zu realisierendes Verfahren zur Überwachung eines Gefahrenraumes eines Bahnübergangs anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung eines Gefahrenraumes eines Bahnübergangs, wo¬ bei mittels zumindest eines Funkmoduls Funksignale in zumin¬ dest einen den Gefahrenraum zumindest teilweise umfassenden Detektionsbereich ausgesendet werden und der Gefahrenraum an- hand einer auf den ausgesendeten Funksignalen basierenden Auswertung überwacht wird.
Gemäß dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung eines Gefahrenraumes eines Bahnübergangs werden somit mittels zumindest eines Funkmoduls Funksignale in zu¬ mindest einen den Gefahrenraum zumindest teilweise umfassenden Detektionsbereich ausgesendet. Dabei wird unter einem Funkmodul eine Vorrichtung verstanden, die üblicherweise zur funkbasierten Kommunikation durch eine entsprechende Übertragung von Daten mittels Funksignalen dient. Dies bedeutet, dass die mittels des zumindest einen Funkmoduls ausgesendeten Funksignale als solche eigentlich nicht für eine Überwachung eines Gefahrenraumes oder zur Detektion von Objekten vorgese¬ hen sind. Entsprechende Funksignale werden erfindungsgemäß in zumindest einen Detektionsbereich ausgesendet, der den Gefahrenraum des Bahnübergangs zumindest teilweise umfasst. Vor¬ zugsweise besteht hierbei eine Überlappung des Detektionsbe- reichs und des Gefahrenraumes dahingehend, dass zumindest keine größeren Objekte in nicht von dem zumindest einen De¬ tektionsbereich abgedeckte Teile des Gefahrenraumes passen.
Gemäß dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Gefahrenraum anhand einer auf den ausgesendeten Funksignalen basierenden Auswertung überwacht. Dies bedeutet, dass das zumindest eine Funkmodul als Sensor beziehungsweise Detektor zur Überwachung des Gefahrenraumes des Bahnübergangs, d.h. insbesondere zur Erkennung von Objekten im Gefahrenraum, verwendet wird. Hierbei wird ausgenutzt, dass sich gezeigt hat, dass auch mittels handelsüblicher Funkmodule ei¬ ne Detektion und Erkennung von Objekten möglich ist. Als Beispiel für entsprechende Untersuchungen sei auf den Facharti¬ kel „3D Tracking via Body Radio Reflections" , ADIB, F.,
KABELAC, Z., KATABI, D., AND MILLER, R. C. (2014) verwiesen.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass es die Überwachung eines Gefahrenraumes eines Bahnübergangs un¬ ter Verwendung von in großen Stückzahlen produzierten und da- mit zu niedrigen Preisen am Markt verfügbaren Funkmodulen ermöglicht. Hierdurch wird insbesondere die Voraussetzung dafür geschaffen, auch solche Bahnübergänge mit entsprechender Überwachungstechnik aus- oder nachzurüsten, für die dies bei- spielsweise aufgrund ihrer seltenen Benutzung unter Berücksichtigung der durch eine entsprechende Überwachung verursachten Kosten bislang nicht geschehen ist.
Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Verfahren hier- bei sowohl für Bahnübergänge mit Vollschranken als auch ins¬ besondere für Bahnübergänge mit Anrufschranken verwendet wer¬ den. Bei letztgenannter Art von Bahnübergängen handelt es sich um solche, bei denen zumindest eine bedarfsgesteuerte Schranke, die auch als Anrufschranke bezeichnet wird, in Grundstellung geschlossen ist. Üblicherweise wird hierbei die Öffnung der Schranke beziehungsweise Schranken über eine Wechselsprechanlage mit Schnittstelle zum Stellwerk bezie¬ hungsweise Fahrdienstleiter beantragt. Nach Querung des Bahnübergangs sollte sich der entsprechende Straßenverkehrsteil- nehmer an der gegenüberliegenden Wechselsprechanlage wieder abmelden, wodurch der Gefahrenraum üblicherweise als geräumt gilt. Bei motorisierten Fahrzeugen besteht darüber hinaus die Möglichkeit, dass die Querung des Bahnübergangs seitens des Fahrdienstleiters anhand der Fahrgeräusche erkannt wird und der Bahnübergang hieraufhin als geräumt gilt. Die Schranke beziehungsweise die Schranken werden dann - gegebenenfalls nach Ausgabe einer Warnung über die Gegensprechanlage
und/oder eines akustischen Signals am Bahnübergang - wieder geschlossen. Insbesondere für Bahnübergänge mit Anrufschran- ken kann das erfindungsgemäße Verfahren mit vergleichsweise geringem Aufwand und vergleichsweise geringen Kosten eine deutliche Erhöhung beziehungsweise Verbesserung der Sicherheit bewirken. Die Überwachung des Gefahrenraumes anhand der auf den ausge¬ sendeten Funksignalen basierenden Auswertung kann grundsätzlich auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass auf einer gegenüberliegenden Seite des Bahnübergangs ein Funkempfänger vorgesehen ist und eine von diesem Funkempfänger empfangene Empfangsfeldstärke oder Empfangsleistung für die Auswertung verwendet wird. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren derart wei¬ tergebildet, dass mittels des zumindest einen Funkmoduls auch Funksignale empfangen werden und der Gefahrenraum anhand einer auf den empfangenen Funksignalen basierenden Auswertung überwacht wird. Gemäß dieser Weiterbildung handelt es sich bei dem zumindest einen Funkmodul somit um eine Sende- und Empfangseinrichtung, so dass das zumindest eine Funkmodul selbst auch gleichzeitig zum Empfangen von Funksignalen verwendet werden kann. Die Überwachung des Gefahrenraumes er¬ folgt hierbei anhand einer auf den empfangenen Funksignalen basierenden Auswertung, d.h. zumindest mittelbar auch anhand der ausgesendeten Funksignale. Dabei kann es sich bei den empfangenen Funksignalen sowohl um solche handeln, die aus von dem jeweiligen Funkmodul selbst ausgesendeten Funksignalen resultieren, als auch um solche, die von einem anderen Funkmodul ausgesendet worden sind.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können grundsätzlich Funkmodule beliebiger Art verwendet werden. Dies bedeu¬ tet, dass die ausgesendeten Funksignale entsprechend einem beliebigen, für sich bekannten Kommunikationsstandard gebil¬ det sein können. Dies schließt insbesondere Funkmodule für Mobilfunkstandards der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Generation ein. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Funksignale mit¬ tels zumindest eines Funkmoduls in Form eines WLAN-Moduls ausgesendet. Dies ist vorteilhaft, da es sich bei WLAN (Wire- less Local Area Network), d.h. insbesondere Kommunikations- Systemen unter Verwendung des Protokolls IEEE 802.11, um eine weitverbreitete Technik handelt, die für eine Vielzahl von Anwendungen sowohl im privaten Bereich als auch in der Industrie mit hoher Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit ein- gesetzt wird. Entsprechende WLAN-Module sind daher in kosten¬ günstiger, zuverlässiger und robuster Ausführungsform auf dem Markt erhältlich und können im Rahmen der genannten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung des Gefahrenraumes des Bahnübergangs verwendet werden.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgestaltet sein, dass das zumindest eine Funkmodul zusätz¬ lich auch zur Car2X-Kommunikation verwendet wird. Hierbei wird unter „Car2X-Kommunikation" eine Kommunikation zwischen dem Bahnübergang beziehungsweise einer Steuereinrichtung desselben und im Bereich des Bahnübergangs befindlichen Kraftfahrzeugen sowie gegebenenfalls auch zwischen dem Bahnübergang und sich dem diesen annähernden Zügen verstanden. Die Verwendung eines Funkmoduls im Rahmen der Überwachung des Gefahrenraumes des Bahnübergangs, das zusätzlich auch zur
Car2X-Kommunikation verwendet wird, ist dahingehend vorteil¬ haft, dass hierdurch eine Nutzung von kommerzieller Kommunikationstechnik aus dem Automobilbereich ermöglicht wird, welche zu immer günstigeren Preisen erhältlich ist. Zugleich können solche Funkmodule, die zwecks Car2X-Kommunikation im Bereich von Bahnübergängen installiert werden oder worden sind, vorteilhafterweise ohne großen Zusatzaufwand auch zur Überwachung des Gefahrenraumes des Bahnübergangs verwendet werden .
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Rahmen der Auswertung Umgebungsinformationen und/oder Informationen über einen für den Bahnübergang üblichen Betriebsablauf berücksichtigt. Bei einem entsprechenden üblichen Betriebsablauf kann es sich beispielsweise um einen solchen handeln, wie er üblicherweise an Bahnübergängen mit Anrufschranken praktiziert wird. Beispiele für Umgebungsinformationen, die im Rahmen der Auswertung berücksichtigt werden können, sind ergänzend erfasste akustische Informationen beziehungsweise Geräusche oder auch Informationen, die mittels Erschütterungssensoren oder in der Straße verlegten elektrischen Leiterschleifen erfasst werden. Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass die Funksignale mittels auf unter¬ schiedlichen Seiten des Bahnübergangs angeordneter Funkmodule mit zumindest teilweise überlappenden Detektionsbereichen ausgesendet werden, seitens der Funkmodule zumindest auch Funksignale des jeweils anderen Funkmoduls empfangen werden und im Rahmen der Auswertung ein Vergleich der von den Funkmodulen empfangenen Funksignale vorgenommen wird. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorteilhaft, da eine Verwendung von mehreren, insbesondere zwei Funkmodulen, die jeweils sowohl Funksignale aussenden als auch empfangen, eine besonders zuverlässige Überwachung des Gefahrenraumes des Bahnübergangs ermöglicht. Während im Falle einer Verwendung von lediglich einem Funkmodul bei Verzicht auf einen zusätzlichen Empfänger insbesondere solche Funksig¬ nale zur Auswertung beitragen, die aufgrund von Reflektion, Streuung oder Beugung erfasst worden sind, ist bei der Verwendung von zwei oder mehr Funkmodulen insbesondere ein direkter Empfang der von dem jeweils anderen Funkmodul ausgesendeten Funksignale möglich. Dabei kann insbesondere im Fal¬ le einer geeigneten, vorzugsweise symmetrischen Anordnung der Funkmodule ein Vergleich der von den Funkmodulen empfangenen Funksignale im Rahmen der Auswertung wichtige und zuverlässi¬ ge Erkenntnisse in Bezug auf mögliche Objekte im Gefahrenraum des Bahnübergangs liefern. Durch eine Verwendung unterschied¬ licher Funkkanäle oder eine entsprechende Codierung kann hierbei beispielsweise bezogen auf eine empfangene Signal¬ leistung unterschieden werden, ob es sich um ein reflektiertes, d.h. von dem jeweiligen Funkmodul selbst ausgesendetes, oder ein von dem anderen, gegenüberliegenden Funkmodul ausgesendetes Signal handelt. Hierdurch kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Umständen gegebenenfalls eine Erhöhung der Genauigkeit und/oder Zuverlässigkeit der Überwachung des Gefahrenraumes des Bahnübergangs erzielt werden.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren hierbei wei¬ terhin derart ausgestaltet sein, dass anhand des Vergleichs eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Funkmodule vorge¬ nommen wird. Durch einen vorzugsweise kontinuierlichen Vergleich der von den Funkmodulen empfangenen Funksignale kann ein zuverlässiger Test dahingehend erfolgen, dass alle Funk- module funktionsfähig sind. Sofern sich im Rahmen des Vergleichs unerwartete Abweichungen ergeben, so besteht gegebe¬ nenfalls unter Einbeziehung von Referenzwerten und Referenzsituationen die Möglichkeit, zu erkennen, welches der Funkmo¬ dule nicht mehr korrekt arbeitet und aufgrund der bestehenden Störung dahingehend isoliert werden sollte, dass es bei der Auswertung nicht mehr oder nur noch im beschränktem Umfang berücksichtigt wird.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin derart weitergebildet sein, dass im Rahmen der Überwachung zumindest zwei der folgenden Situationen unterschieden und anhand der Auswertung erkannt werden: Schranken geschlossen, keine Zugdurchfahrt; Schranken geschlossen, Zugdurchfahrt; Schranken öffnen sich, zumindest ein Verkehrsteilnehmer über- quert den Bahnübergang, Schranken schließen sich; Schranken öffnen sich, zumindest ein Verkehrsteilnehmer hat den Bahnübergang noch nicht vollständig überquert oder bleibt auf den Bahnübergang stehen. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet den Vorteil, dass es sich bei den be- treffenden Situationen beziehungsweise Abläufen um solche handelt, die typischerweise im Rahmen des Betriebs von Bahn¬ übergängen auftreten. Ihre Unterscheidung und Erkennung im Rahmen der Überwachung erlaubt es dabei, Gefahren im Betrieb, etwa durch Objekte oder Hindernisse im Gefahrenraum, zu er- kennen und entsprechende Maßnahmen zur Vermeidung möglicher Unfälle zu treffen. Eine solche Maßnahme kann beispielsweise darin bestehen, dass ein sich dem Bahnübergang annähernder Zug aufgrund eines auf dem Bahnübergang stehengebliebenen Verkehrsteilnehmers rechtzeitig vor dem Erreichen des Bahn- Übergangs gebremst und damit eine Kollision mit einem Objekt oder einer Person im Gefahrenbereich des Bahnübergangs vermieden wird. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Überwachung eines Gefahrenraumes eines Bahnübergangs.
Eine solche Vorrichtung ist ebenfalls aus der eingangs nannten Firmendruckschrift bekannt.
Hinsichtlich der Vorrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vergleichsweise einfach und kos¬ tengünstig zu realisierende Vorrichtung zur Überwachung eines Gefahrenraumes eines Bahnübergangs anzugeben.
Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung zur Überwachung eines Gefahrenraumes eines Bahnübergangs erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zumindest ein Funkmodul zum Aus¬ senden von Funksignalen in zumindest einen den Gefahrenraum zumindest teilweise umfassenden Detektionsbereich umfasst und eine Auswerteeinrichtung zum Überwachen des Gefahrenraumes anhand einer auf den ausgesendeten Funksignalen basierenden Auswertung .
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass diesbe¬ züglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Bezug auf die entsprechende bevorzugte Weiter¬ bildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass auch diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Erläuterungen verwiesen wird.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart weitergebildet sein, dass das zumindest eine Funkmodul auch zum Empfangen von Funksignalen ausgebildet ist und die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, den Gefahrenraum anhand einer auf den empfangenen Funksignalen basierenden Auswertung zu überwachen. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das zumindest eine Funkmodul ein WLAN-Modul. Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch der¬ art ausgestaltet sein, dass das zumindest eine Funkmodul zu¬ sätzlich auch zur Car2X-Kommunikation ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet, im Rahmen der Auswertung Umgebungsinformationen und/oder Informationen über ein für den Bahnübergang üblichen Betriebsablauf zu berücksichtigen. Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart weitergebildet sein, dass auf unterschiedlichen Seiten des Bahnübergangs angeordnete Funkmodule mit zumindest teil¬ weise überlappenden Detektionsbereichen vorgesehen sind, die Funkmodule jeweils ausgebildet sind, zumindest auch Funksig- nale des jeweils anderen Funkmoduls zu empfangen, und die
Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, im Rahmen der Auswertung einen Vergleich der von den Funkmodulen empfangenen Funksignale vorzunehmen. Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet, anhand des Vergleichs eine Überprüfung der Funktions¬ fähigkeit der Funkmodule vorzunehmen. Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch der¬ art ausgeprägt sein, dass die Vorrichtung ausgebildet ist, im Rahmen der Überwachung zumindest zwei der folgenden Situationen zu unterscheiden und anhand der Auswertung zu erkennen: Schranken geschlossen, keine Zugdurchfahrt; Schranken ge- schlössen, Zugdurchfahrt; Schranken öffnen sich, zumindest ein Verkehrsteilnehmer überquert den Bahnübergang, Schranken schließen sich; Schranken öffnen sich, zumindest ein Ver- kehrsteilnehmer hat den Bahnübergang noch nicht vollständig überquert oder bleibt auf den Bahnübergang stehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen näher erläutert. Hierzu zeigt
Figur 1 in einer schematischen Skizze einen Bahnübergang und ein Ausführungsbeispiel der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Situ- ation,
Figur 2 schematische Diagramme von sich gemäß einem
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in der ersten Situation als Funkti- on der Zeit ergebenden Signalverläufen,
Figur 3 in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung in einer zweiten Situation,
Figur 4 schematische Diagramme von sich gemäß dem Aus¬ führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der zweiten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen,
Figur 5 in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung in einer dritten Situation, Figur 6 schematische Diagramme von sich gemäß dem Aus¬ führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der dritten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen, Figur 7 in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung in einer vierten Situation, Figur 8 in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung in einer fünften Situation,
Figur 9 schematische Diagramme von sich gemäß dem Aus¬ führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der fünften Situation als Funktion der
Zeit ergebenden Signalverläufen und
Figur in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung in einer sechsten Situation.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden in den Figuren für gleiche oder gleich wirkende Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Skizze einen Bahnübergang und ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor- richtung in einer ersten Situation. Gezeigt ist in einer Draufsicht ein Bahnübergang 1 mit einem Gleis 10 sowie
Schranken 20 und 21. Aufgrund der bestehenden Kreuzung zwischen dem Gleis 10 und einer Straße im Bereich des Bahnübergangs 1 wird in einem Bereich zwischen den Schranken 20 und 21 ein Gefahren- beziehungsweise Überwachungsbereich 30 gebildet. Im Sinne eines sicheren Betriebs des zugehörigen Ei¬ senbahnsystems sowie zur Vermeidung von Gefährdungen von Verkehrsteilnehmer ist hierbei sicherzustellen, dass sich bei geschlossenen Schranken 20, 21 sowie insbesondere bei einer Durchfahrt eines Zuges keine Personen oder Objekte in dem Ge¬ fahrenbereich 30 aufhalten beziehungsweise befinden.
Um eine diesbezügliche Überwachung zu ermöglichen, ist eine Vorrichtung 40 zur Überwachung des Gefahrenraumes 30 des Bahnübergangs 10 vorgesehen. Dabei umfasst die Vorrichtung 40 Funkmodule 41a und 41b, die schräg gegenüber voneinander auf unterschiedlichen Seiten des Bahnübergangs 1 angeordnet sind. Die Funkmodule 41a, 41b senden jeweils Funksignale 42a, 42b aus, die in Figur 1 durch eine entsprechende wellenförmige Ausbreitung angedeutet sind. Dabei ist die Hauptstrahlungs¬ richtung der Funkmodule 41a, 41b beziehungsweise der Funksig¬ nale 42a, 42b in Figur 1 durch einen kleinen Blitz sowie eine gestrichelte Linie angedeutet, welche eine virtuelle Direkt¬ verbindungslinie zwischen den beiden Funkmodulen 41a, 41b kennzeichnen .
Die Funkmodule 41a, 41b sind beide jeweils sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Funksignalen ausgebildet, wobei die Antennen der Funkmodule 41a, 41b vorzugsweise in Höhe der Schranken 20, 21 angebracht sind, so dass eine Öffnung der Schranken einen vergleichsweise großen Unterschied der von dem jeweiligen Funkmodul 41a, 41b registrierten Empfangsleis- tungen beziehungsweise Empfangsfeldstärken verursacht. Im
Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei angenommen, dass es sich bei den Funkmodulen 41a, 41b um WLAN-Module han¬ delt, d.h. insbesondere solche Funkmodule, die Funksignale gemäß dem Kommunikationsstandard IEEE 802.11 aussenden und empfangen.
Die Vorrichtung 40 zur Überwachung des Gefahrenbereichs 30 des Bahnübergangs 1 umfasst darüber hinaus eine Auswerteein¬ richtung 45, die kommunikativ mit den Funkmodulen 41a, 41b verbunden ist. Dabei können die entsprechenden Kommunikationsverbindungen sowohl drahtlos als auch drahtgebunden ausgeführt sein. Die Empfangssignale der Funkmodule 41a, 41b wer¬ den von diesen an die Auswerteeinrichtung 45 weitergeleitet und dort einer Auswertung unterzogen. Hierzu umfasst die Aus- Werteeinrichtung 45 sowohl Hardwarebestandteile, etwa in Form zumindest eines entsprechenden Prozessors und einer Speichereinrichtung, als auch Softwarebestandteile, etwa in Form ent¬ sprechender Programme und Analyseroutinen. Die in Figur 1 dargestellte Anordnung beziehungsweise Vor¬ richtung 40 zur Überwachung des Gefahrenbereichs 30 des Bahnübergangs 1 kann nun derart betrieben werden, dass mittels der beiden Funkmodule 41a, 41b in Form der WLAN-Module Funk- Signale 42a, 42b in Detektionsbereiche 43a, 43b ausgesendet werden, die den Gefahrenraum 30 zumindest teilweise umfassen. Anhand einer auf den ausgesendeten Funksignalen 42a, 42b basierenden Auswertung durch die Auswerteeinrichtung 45 wird hierbei der Gefahrenraum 30 des Bahnübergangs 1 überwacht. Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels erfolgt die Auswertung dabei dahingehend mittelbar beziehungsweise indi¬ rekt oder implizit anhand der ausgesendeten Funksignale 42a, 42b, dass von der Auswerteeinrichtung 45 die von den Funkmo- dulen 41a, 41b empfangenen Funksignale ausgewertet werden. Dabei empfangen die Funkmodule 41a, 41b in Abhängigkeit von den jeweils verwendeten Sende- und Empfangskanälen jeweils ausschließlich oder zumindest auch von dem jeweils anderen Funkmodul 41a beziehungsweise 41b ausgesendete Funksignale. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die Funksignale 42a, 42b durch eine entsprechende Codierung, etwa in Form einer entsprechenden Headerinformation, dem jeweiligen Funkmodul 41a, 41b zugeordnet werden können. Dies ermöglicht es, dass auch im Falle einer Verwendung derselben Kanäle oder Frequen- zen bei der Auswertung berücksichtigt werden kann, welches der beiden Funkmodule 41a, 41b das jeweilige Funksignal 42a, 42b ausgesendet hat.
Im Rahmen der Auswertung durch die Auswerteeinrichtung 45 wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Vergleich der von den beiden Funkmodulen 41a, 41b empfangenen Funksignale vorgenommen. Neben der im Folgenden anhand von Figur 2 näher erläuterten Überwachung des Gefahrenraumes 30 des Bahnübergangs 1 wird durch den entsprechenden Vergleich insbeson- dere eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der beiden Funk¬ module 41a, 41b ermöglicht beziehungsweise gewährleistet. So überprüfen sich die Funkmodule 41a, 41b kontinuierlich beziehungsweise regelmäßig wechselseitig, da durch die beiden Funkmodule 41a, 41b im Wesentlichen zwei unabhängige Sensor- kanäle realisiert werden, deren Ergebnisse auf Konsistenz ge¬ prüft werden können. Dabei kann ein entsprechender Vergleich beziehungsweise eine entsprechende Überprüfung sowohl anhand der jeweiligen Signalstärken beziehungsweise Empfangsleistun- gen erfolgen als auch spezielle Testsignale beziehungsweise Testnachrichten umfassen.
Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei angenom- men, dass es sich bei den Funkmodulen 41a, 41b um solche handelt, die zusätzlich auch zur Car2X-Kommunikation verwendet werden. Dies bedeutet, dass mittels der Funkmodule 41a, 41b auch eine Kommunikation mit im Bereich des Bahnübergangs angeordneten Kraftfahrzeugen und/oder mit sich dem Bahnübergang 1 annähernden Schienenfahrzeugen erfolgt.
Figur 2 zeigt schematische Diagramme von sich gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der ersten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalver- läufen. Im Detail sind hierbei auf der linken Seite der Figur 2 die von den Funkmodulen 41a, 41b empfangenen Empfangsleistungen Pi beziehungsweise P2 beziehungsweise die entsprechen¬ den Empfangsfeldstärken als Funktion der Zeit t aufgetragen. Im rechten Teil der Figur 2 ist die Differenz der Empfangs- leistungen Pi und P2 der beiden Funkmodule 41a, 41b, P1-P2, als Funktion der Zeit t aufgetragen.
In Bezug auf die Empfangsleistungen Pi beziehungsweise P2 der beiden Funkmodule 41a, 41b ist erkennbar, dass diese in der in Figur 1 dargestellten Situation jeweils einen konstanten
Wert beziehungsweise eine konstante Amplitude A aufweisen. Im Rahmen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sei angenommen, dass es sich bei dem Bahnübergang 1 um einen solchen mit Anrufschranken handelt, d.h. einen Bahnübergang, dessen Schran- ken 20, 21 im Normal- beziehungsweise Referenzzustand ge¬ schlossen sind. Vorteilhafterweise werden die beiden Funkmo¬ dule 41a, 41b in Bezug auf ihre Sende- und/oder Empfangspara¬ meter in diesem Fall derart konfiguriert, dass die jeweiligen Empfangsleistungen Pi beziehungsweise P2 der beiden Funkmodu- le 41a, 41b (im Wesentlichen) identisch sind. Aufgrund dieser Vorkonfiguration beziehungsweise Kalibrierung ergeben sich somit die in Figur 2 gezeigten identischen und konstanten Empfangsleistungen Pi und P2, die zur Folge haben, dass das Differenzsignal P1-P2 konstant null ist.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass es sich bei der Darstel- lung der Figur 2 um eine idealisierte Darstellung dahingehend handelt, dass in der Praxis üblicherweise (geringfügige) Schwankungen, etwa aufgrund von Geräuschen oder anderen Umwelteinflüssen beziehungsweise Beeinträchtigungen, auftreten werden. Unabhängig hiervon ist es der Auswerteeinrichtung 45 anhand der in Figur 2 gezeigten Signalverläufe möglich, zu erkennen, dass die Schranken 20, 21 des Bahnübergangs 1 ge¬ schlossen sind und ein störungsfreier Zustand vorliegt. Dies ergibt sich aus einer Zusammenschau der Signalverläufe Pi und P2 sowie ihrem Vergleich mittels der dargestellten Differenz- bildung.
Zur Vermeidung von Missverständnissen sei darauf hingewiesen, dass die Auswertung der von den Funkmodulen 41a, 41b ausgesendeten Funksignale 42a, 42b beziehungsweise der jeweiligen sich aus diesen ergebenden Empfangssignale selbstverständlich auch mittels anderer, gegebenenfalls deutlich komplexerer Algorithmen erfolgen kann. So ist es beispielsweise denkbar, dass der Vergleich der von den beiden Funkmodulen 41a, 41b empfangenen Funksignale zusätzlich oder alternativ zu einer Differenzbildung der Empfangsleistungen Pi, P2 die Bildung des Quotienten dieser beiden Empfangsleistungen Pi, P2 um- fasst und/oder im Rahmen der Auswertung charakteristische Merkmale der Signalverläufe ermittelt werden. Im Folgenden soll nun erläutert werden, wie weitere im Be¬ trieb des Bahnübergangs 1 auftretende Situationen von der in Figur 1 gezeigten Situation unterschieden werden können.
Figur 3 zeigt in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zweiten Situation. Die in Figur 3 dargestellte Situation unterscheidet sich dahingehend von derjenigen gemäß Fi¬ gur 1, dass ein Zug 100 den Bahnübergang 1 passiert. Aufgrund der entsprechenden Montagehöhe der Funkmodule 41a, 41b führt dies dazu, dass die Signalübertragung beziehungsweise Kommu¬ nikationsverbindung zwischen den beiden Funkmodulen 41a, 41b durch den zum Großteil aus Metall bestehenden Zug 100 erheb- lieh gestört beziehungsweise unterbrochen wird. Die hieraus resultierenden Signalverläufe werden nachfolgend anhand von Figur 4 näher erläutert.
Figur 4 zeigt schematische Diagramme von sich gemäß dem Aus- führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der zweiten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen. Entsprechend der Darstellung der Figur 4 wird die Kommunikation zwischen den Funkmodulen 41a, 41b gemäß Figur 3 zwischen den Zeitpunkten ti und t2 massiv beziehungsweise (nahezu) vollständig gestört. Dies bedeutet, dass in diesem Zeitraum der Zug durch den Bahnübergang 1 fährt. Bei der Durchfahrt des Zuges 100 handelt es sich hierbei dahingehend um ein symmetrisches Ereignis, dass die Empfangsleistungen Pi und P2 der beiden Funkmodule 41a, 41b gleichzeitig und glei- chermaßen beeinträchtigt werden. Entsprechend der Darstellung der Differenz der Empfangsleistungen P1-P2 führt dies dazu, dass die beiden Empfangsleistungen Pi und P2 identisch sind und sich als Differenz damit wiederum eine Nullfunktion ergibt .
Aufgrund der unterschiedlichen Signalverläufe der Empfangs¬ leistungen Pi und P2 der beiden Funkmodule 41a, 41b ist es entsprechend der Darstellung der Figur 4 im Vergleich zur Darstellung der Figur 2 möglich, die in Figur 3 dargestellte Situation (Durchfahrt eines Zuges) von der in der Figur 1 dargestellten Situation (keine Durchfahrt eines Zuges) zu un¬ terscheiden. Dies bedeutet, dass im Rahmen der Überwachung des Gefahrenraumes 30 des Bahnübergangs 1 anhand der auf den empfangenen Funksignalen basierenden Auswertung erkannt wer- den kann, dass in der Situation gemäß Figur 3 ein Zug durch den Bahnübergang 1 fährt beziehungsweise diesen durchfahren hat . An dieser Stelle sei nochmals nachdrücklich darauf hingewie¬ sen, dass es sich bei den Darstellungen der Signalverläufe im Rahmen der beschriebenen Ausführungsbeispiele um idealisierte Kurvenverläufe handelt, um die entsprechenden Unterschiede zu erläutern und hervorzuheben. Dies bedeutet, dass in der Praxis üblicherweise die Signalverläufe weniger deutlich ausge¬ prägt sein werden. Dies gilt beispielsweise dahingehend, dass in der Regel um die Zeitpunkte ti und t2 herum eine stetige Änderung der Empfangsleistungen Pi beziehungsweise P2 zu er- warten sein wird. Darüber hinaus werden die Empfangsleistungen Pi und P2 der beiden Funkmodule 41a, 41b aufgrund der verschiedenen an der Signalausbreitung beteiligten Mechanismen, d.h. insbesondere auch Reflektion, Streuung und Beugung, im Regelfall nicht vollständig auf null absinken. Unabhängig hiervon ergeben sich auch in der Praxis Signalverläufe, die eine Unterscheidung der verschiedenen auftretenden Situationen ermöglichen.
Figur 5 zeigt in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer dritten Situation. In Figur 5 ist ein Zustand des Bahnübergangs 1 gezeigt, in dem ein Verkehrsteilnehmer in Form eines Fahrzeugs beziehungsweise Autos 110a, 110b, 110c den Bahnübergang 1 überquert. Dies bedeutet, dass die Anruf- Schrankenfunktion des Bahnübergangs 1 aktiviert beziehungs¬ weise betrieben worden ist und hieraufhin die beiden Schranken 20, 21 senkrecht nach oben gefahren sind und den Bahnübergang 1 für das Fahrzeug 110a freigegeben haben. In der Folge passiert das Fahrzeug - angedeutet durch die Fahrzeuge 110b, 110c, die den zeitlichen Verlauf widerspiegeln, den Bahnübergang 1. Gegebenenfalls nach erneuter Bedienung der AnrufSchrankenfunktion werden die Schranken 20 und 21 wieder geschlossen. Auch dieser Ablauf kann seitens der Auswerteeinrichtung 45 anhand der entsprechenden Signalverläufe erkannt werden, wie anhand von Figur 6 im Folgenden erläutert wird.
Figur 6 zeigt schematische Diagramme von sich gemäß dem Aus¬ führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der dritten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen. Anhand der Signalverläufe gemäß Figur 6 wird deut¬ lich, dass die beiden Schranken 20, 21 des Bahnübergangs 1 zu einem Zeitpunkt t=0 aktiviert worden sind und hieraufhin bis zu einem Zeitpunkt t3 senkrecht nach oben gefahren sind. So¬ bald die Schranken 20, 21 vollständig offen sind, wird die direkte Sichtverbindung der Funkmodule 41a, 41b nicht mehr behindert, wodurch die Empfangsleistungen Pi und P2 über den Referenzfall bei geschlossenen Schranken 20, 21 ansteigen. Hierdurch ist somit erkennbar, dass die Schranken 20, 21 des Bahnübergangs 1 geöffnet worden sind.
Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei angenommen, dass das Fahrzeug 110a, 110b, 110c den Bahnübergang 1 unmittelbar nach Öffnung der Schranken 20, 21 befahren hat. Dies führt dazu, dass die Sichtverbindung der beiden Funkmo¬ dule 41a, 41b aufgrund der Größe und Beschaffenheit (Metall) des Fahrzeugs 110a, 110b, 110c gestört beziehungsweise weich getrennt wird. Dies führt dazu, dass beginnend mit dem Zeit- punkt t3 die Empfangsleistungen Pi und P2 der Funkmodule 41a, 41b absinken. Zum Zeitpunkt t4 hat das Fahrzeug 110b die Mit¬ te des Bahnübergangs 1 erreicht, wodurch sich eine maximale Beeinträchtigung der Empfangsleistungen Pi und P2 ergibt. Dabei sinken die Empfangsleistungen Pi und P2 in dieser Maxi- malstörphase unter den Wert A ab, der sich für die Empfangs¬ leistungen Pi und P2 in der in Figur 1 dargestellten Situation mit geschlossenen Schranken 20, 21 ohne Zugdurchfahrt ergibt. Zwischen den Zeitpunkten t4 und ts verlässt das Fahr¬ zeug 110b den Bahnübergang 1 wieder, d.h. zum Zeitpunkt ts hat das Fahrzeug 110c den Bahnübergang 1 vollständig pas¬ siert. Damit ergibt sich zwischen den Zeitpunkten t4 und ts ein zum Verlauf zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 spiegel¬ bildlicher Signalverlauf der Empfangsleistungen Pi und P2. Anschließend werden die Schranken 20, 21 des Bahnübergangs 1 wieder geschlossen, so dass die Empfangsleistungen Pi und P2 auf den Ausgangs- beziehungsweise Referenzwert A absinken. Aus den Kurvenverläufen der Empfangsleistungen Pi und P2 mit einem Leistungsminimum und zwei Leistungsmaxima sowie im We¬ sentlichen gleichen beziehungsweise identischen Signalverläufen für Pi und P2 lässt sich die in Figur 5 dargestellte Si- tuation durch die Auswerteeinrichtung 45 erkennen.
Zur Vermeidung von Missverständnissen sei angemerkt, dass auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 die Empfangs¬ leistungen Pi und Pi der Funkmodule 41a, 41b nicht identisch sein müssen. Insbesondere in Abhängigkeit von der jeweiligen Dämpfungsdifferenz bei verschiedenen Wellenausbreitungsmechanismen können sich mehr oder weniger starke Unterschiede zwischen den beiden Empfangsleistungen Pi, P2 ergeben. Figur 7 zeigt in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer vierten Situation. Abweichend von der Darstellung der Figur 5 ist in Figur 7 eine Situation gezeigt, in der das Fahrzeug 110b beispielsweise aufgrund einer Panne im Gefah- renbereich 30 auf dem Gleis 10 stehengeblieben ist und die
Schranken 20, 21 wieder geschlossen worden sind. Diese Situation kann von derjenigen gemäß Figur 5 dadurch unterschieden werden, dass sich in den Signalverläufen der Empfangsleistungen Pi und P2 gemäß Figur 6 - beispielsweise beginnend mit dem Zeitpunkt t4 - ein unterschiedlicher Verlauf ergeben würde. So würden die Empfangsleistungen Pi und P2 in diesem Fall auf dem Minimalwert verharren oder nach beziehungsweise bei Schließen der Schranken 20, 21 gegebenenfalls noch weiter absinken. Aus dem dauerhaft niedrigen Wert der Empfangsleistun- gen Pi, P2 kann somit geschlossen werden, dass das Fahrzeug 110b den Bahnübergang 1 nicht verlassen hat, sondern im Gefahrenbereich 30 stehengeblieben ist. Dabei unterscheidet sich der sich hieraus ergebende Signalverlauf sowohl von dem¬ jenigen gemäß Figur 6 als auch von demjenigen gemäß Figur 2, so dass eine klare Unterscheidung dieser Zustände möglich ist. Zu beachten ist, dass generell seitens der Auswerteein¬ richtung 45 der Zustand der Schranken 20, 21 bei der Auswertung als eine Umgebungsinformation berücksichtigt werden kann. So weisen Bahnübergänge regelmäßig eine Überwachung des Zustandes (geöffnet, geschlossen) ihrer Schranken auf.
Basierend auf den sich in der Situation gemäß Figur 7 erge- benden Signalverläufen ist es der Auswerteeinrichtung 45 somit möglich, eine Warnmeldung dahingehend auszugeben, dass das Fahrzeug 110b beziehungsweise allgemein ein Fahrzeug be¬ ziehungsweise ein Objekt sich im Gefahrenbereich 30 des Bahnübergangs 1 aufhält. Diese Information kann von der Auswerte- einrichtung 45 entweder direkt an ein sich annäherndes Schienenfahrzeug übermittelt werden oder aber an eine Steuerein¬ richtung des Eisenbahnsystems übermittelt werden, welche so¬ dann sicherstellt, dass der betreffende Zug rechtzeitig vor dem Bahnübergang 1 zum Stillstand kommt.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Auswerte¬ einrichtung 45 vorzugsweise im Bereich des Bahnübergangs 1 angeordnet ist. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass die Auswerteeinrichtung 45 in größerer Entfernung von dem Bahnübergang 1, etwa in einer Überwachungszentrale, ange¬ ordnet ist.
Figur 8 zeigt in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer fünften Situation. Die in Figur 8 dargestellte Situation entspricht im Wesentlichen der in Figur 5 gezeigten Situation, wobei es sich bei dem den Bahnübergang querenden Verkehrsteilnehmer im Unterschied zu Figur 5 nicht um ein Fahrzeug, sondern um einen Fußgänger handelt. Dieser ist in Figur 8 im zeitlichen Ablauf in fünf Situationen dargestellt und mit den Bezugszeichen 120a, 120b, 120c, 120d und 120e ge¬ kennzeichnet. Auch für diese Situation soll nun anhand der Darstellung der Figur 9 exemplarisch gezeigt werden, wie sie erkannt und von anderen im Betriebsablauf des Bahnübergangs 1 auftretenden Situationen unterschieden werden kann.
Figur 9 zeigt schematische Diagramme von sich gemäß dem Aus¬ führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der fünften Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen. Im Vergleich zu einem den Bahnübergang 1 querenden Fahrzeug ist im Falle eines Fußgängers 120a bis 120e die Wahrscheinlichkeit höher, dass insbesondere das in der Nähe des Fußgängers 120a bis 120e befindliche Funkmodul 41a, 41b zumindest noch ein reflektiertes Signal empfängt, wenn der Fußgänger 120a bis 120e den Bahnübergang 1 überquert. Dies bedeutet, dass sich aufgrund der Beiträge durch Signalreflek- tion die Empfangsleistungen Pi, P2 nicht so ausgeprägt bezie- hungsweise rasant ändern wie im Falle eines den Bahnübergang 1 passierenden Fahrzeugs.
In der Darstellung der Figur 9 ist erkennbar, dass die Empfangsleistungen Pi und P2 aufgrund des Öffnens der Schranken 20, 21 zunächst bis zu einem Zeitpunkt te auf einen Maximal¬ wert steigen. Aufgrund der sich ergebenden Beeinträchtigung der direkten Übertragung von Sendesignalen zwischen den beiden Funkmodulen 41a, 41b durch den Fußgänger 120a bis 120e sinken die Empfangsleistungen Pi, P2 anschließend bis zu ei- nem Zeitpunkt t7, zu dem der Fußgänger 120c den Mittelpunkt des Bahnübergangs 1 erreicht hat, auf ein Minimum, um an¬ schließend bis zu einem Zeitpunkt ts, zu dem der Fußgänger 120e den Bereich des Bahnübergangs 1 vollständig verlassen hat, wieder auf den Maximalwert anzusteigen. Anschließend ist erkennbar, dass die Empfangsleistungen Pi und P2 aufgrund des Schließens der Schranken 20, 21 wieder auf den Referenzwert A absinken .
In dem in Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sei ange- nommen, dass sich unterschiedliche Empfangssignale bezie¬ hungsweise Empfangsleistungen Pi und P2 für die beiden Funkmodule 41a, 41b ergeben, wobei jedoch der Signalverlauf der ersten Empfangsleistung Pi zwischen den Zeitpunkten te und t7 demjenigen der zweiten Empfangsleistung P2 zwischen den Zeit- punkten t7 und ts entspricht und umgekehrt. Bezogen auf die
Darstellung der Figur 8 sei hierbei angenommen, dass der Signalverlauf der Empfangsleistung Pi dem Funkmodul 41b und der Signalverlauf der Empfangsleistung P2 dem Funkmodul 41a zuge¬ ordnet ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine entsprechende Unter- Scheidung der Empfangsleistungen Pi und P2 beziehungsweise deren Verläufe unter Umständen vergleichsweise präzise Funk¬ module 41a, 41b sowie in Bezug auf die dargestellte Differenz der Empfangsleistungen P1-P2 einen entsprechend präzisen Ver¬ gleicher im Rahmen der Auswerteeinrichtung 45 erforderlich macht. In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten und verwendeten Komponenten bedeutet dies, dass die Richtung, in welcher der Fußgänger 120a bis 120e den Bahnübergang 1 passiert, in der Praxis gegebenenfalls nicht erkannt beziehungs¬ weise aufgelöst werden wird. Unabhängig hiervon ist es anhand der Empfangssignale beziehungsweise Empfangsleistungen Pi und P2 der beiden Funkmodule 41a, 41b möglich, die in Figur 8 dargestellte Situation von den übrigen zuvor beschriebenen Situationen zu unterscheiden. Figur 10 zeigt in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer sechsten Situation. Die Darstellung der Figur 10 entspricht dahingehend derjenigen der Figur 7, dass in der gezeigten Situation der Fußgänger 120c auf dem Gleis 10, d.h. im Gefahrenbereich 30 des Bahnübergangs 1, stehengeblieben ist und die Schranken 20, 21 bereits wieder geschlossen worden sind. In diesem Fall würden die Empfangsleistungen Pi, P2 somit ausgehend von dem in Figur 9 dargestellten Verlauf ab dem Zeitpunkt t7 zunächst aufgrund des Schließens der Schran- ken 20, 21 noch weiter absinken und anschließend im Wesentli¬ chen auf diesem Wert verharren. Allerdings ist hierbei zu be¬ rücksichtigen, dass sich der Fußgänger 120c gegebenenfalls innerhalb des Gefahrenbereichs 30 auch bei geschlossenen Schranken 20, 21 weiter bewegen wird, so dass sich weiterge- hende Änderungen der Empfangsleistungen Pi und P2 ergeben können. Unabhängig hiervon wird es - bei Verwendung entsprechend genauer Hardware und entsprechend ausgeklügelter Aus¬ wertealgorithmen - in der Regel möglich sein, auch die in Fi- gur 10 dargestellte Situation von den übrigen zuvor beschriebenen Situationen zu unterscheiden.
Zusammenfassend ist somit festzustellen, dass entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die Verläufe der Empfangsleistungen Pi und P2 bei den verschiedenen geschilderten Situationen unterschiedlich sind und anhand der sich ergebenden Signalverläufe eine Auswertung dahingehend möglich ist, dass der jeweils vorliegende Zustand erkannt werden kann. Im Ergebnis resultiert somit hierdurch eine mit geringem Aufwand und geringen Kosten mögliche Überwachung des Gefahrenraumes 30 des Bahnübergangs 1 unter Verwendung der Funkmodule 41a, 41b beziehungsweise der von ihnen ausgesende¬ ten beziehungsweise empfangenen Signale.
Es sei darauf hingewiesen, dass abweichend von den zuvor be¬ schriebenen Ausführungsbeispielen die Vorrichtung zur Überwachung des Bahnübergangs auch lediglich ein Funkmodul umfassen könnte. In diesem Fall könnte dieses Funkmodul beispielsweise regelmäßig ein Signal mit einem Header, etwa mit Informatio¬ nen zu einer Modulidentität, einem Standort und einem Zeit¬ stempel aussenden. In der Grundstellung des Bahnübergangs mit Anrufschranken, d.h. bei geschlossener Schranke, empfängt das Funkmodul die reflektierten Signale aus der Umgebung jeweils nach derselben Zeit. Hierbei handelt es sich somit um den Re¬ ferenzzustand. Sollte sich nun ein Hindernis auf dem Bahn¬ übergang befinden beziehungsweise sich auf diesem bewegen, so werden die gesendeten Signale in einer anderen Art und Weise reflektiert, wodurch das Hindernis detektiert werden kann. Hierbei kann eine Zustandsänderung sowohl anhand des Zeit¬ stempels (Zeitdifferenz zwischen Senden und Empfangen des Signals inklusive Header) als auch anhand der Empfangsleis¬ tung erkannt werden. Ebenso kann auch in diesem Fall detektiert werden, ob sich das Hindernis wieder vom Bahnübergang entfernt hat, da sich in diesem Fall wieder der Referenzzu¬ stand einstellt. Entsprechend den vorstehenden Ausführungen weisen die beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere den Vorteil auf, dass sie eine kostengünstige und aufwandsar- me Überwachung des Gefahrenbereichs von Bahnübergängen ermög¬ lichen. Dabei kann die Überwachung insbesondere unter Nutzung von kommerziell verfügbarer COTS (commercial off-the shelf) - Kommunikationstechnik erfolgen, welche zu immer günstigeren Preisen erhältlich ist. Ein Beispiel hierfür sind in der Au- tomobil- beziehungsweise Straßenverkehrstechnik verwendete Funkmodule in Form von im Frequenzbereich um 5, 9 GHz zur Car2X-Kommunikation verwendeten WLAN-Modulen .
Darüber hinaus besteht insbesondere im Falle von Bahnübergän- gen mit Anrufschranken die Möglichkeit, den Fahrdienstleiter durch eine (gegebenenfalls nicht sicherheitsrelevante bezie¬ hungsweise nicht signaltechnisch sicher ausgeführte) automa¬ tische Gefahrenraumfreimeldung zu unterstützen und/oder durch ein Ersetzen des Abhörens der Wechselsprechanlage zu entlas- ten. In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten sowie der jeweiligen Realisierung kann sich hierbei zugleich eine gegebenenfalls deutliche Erhöhung der Sicherheit ergeben. Weiterhin kann auch für vollbeschrankte Bahnübergänge eine zuverlässige Gefahrenraumüberwachung und Gefahrenraumfreimel- dung erfolgen, wobei in diesem Fall jedoch in der Regel eine signaltechnisch sichere Ausführung zu gewährleisten sein wird .
Insbesondere die anhand der Ausführungsbeispiele beschriebene Ausführungsform mit (zumindest) zwei Funkmodulen bietet darü¬ ber hinaus die Möglichkeit, dass mittels Selbsttests die Funktionsfähigkeit der beiden Funkmodule geprüft werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass kontrolliert wird, ob eine Zugdurchfahrt von beiden Antennen zur selben Zeit erkannt wurde und ob beide Empfangssignale in etwa gleich stark sind. Hierzu kann ein ständiger beziehungsweise kontinuierlicher Vergleich der beiden Signale, d.h. insbesondere der Empfangsleistungen der empfangenen Funksignale, er- folgen. Vorteilhafterweise kann die Überwachung des Gefahre raums in diesem Fall bei einem Ausfall eines der Funkmodule auch mit nur einem Funkmodul zumindest in eingeschränkter Form aufrechterhalten werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überwachung eines Gefahrenraumes (30) eines Bahnübergangs (1),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- mittels zumindest eines Funkmoduls (41a, 41b) Funksignale (42a, 42b) in zumindest einen den Gefahrenraum (30) zumindest teilweise umfassenden Detektionsbereich (43a, 43b) ausgesendet werden und
- der Gefahrenraum (30) anhand einer auf den ausgesendeten Funksignalen (42a, 42b) basierenden Auswertung überwacht wird .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- mittels des zumindest einen Funkmoduls (41a, 41b) auch
Funksignale empfangen werden und
- der Gefahrenraum (30) anhand einer auf den empfangenen
Funksignalen basierenden Auswertung überwacht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Funksignale (42a, 42b) mittels zumindest eines Funkmoduls (41a, 41b) in Form eines WLAN-Moduls ausgesendet werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das zumindest eine Funkmodul (41a, 41b) zusätzlich auch zur Car2X-Kommunikation verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
im Rahmen der Auswertung Umgebungsinformationen und/oder Informationen über einen für den Bahnübergang (1) üblichen Be- triebsablauf berücksichtigt werden.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass - die Funksignale (42a, 42b) mittels auf unterschiedlichen Seiten des Bahnübergangs (1) angeordneter Funkmodule (41a, 41b) mit zumindest teilweise überlappenden Detektionsbe- reichen (43a, 43b) ausgesendet werden,
- seitens der Funkmodule (41a, 41b) zumindest auch Funksig¬ nale des jeweils anderen Funkmoduls (41a, 41b) empfangen werden und
- im Rahmen der Auswertung ein Vergleich der von den Funkmodulen (41a, 41b) empfangenen Funksignale vorgenommen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
anhand des Vergleichs eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Funkmodule (41a, 41b) vorgenommen wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
im Rahmen der Überwachung zumindest zwei der folgenden Situationen unterschieden und anhand der Auswertung erkannt wer- den:
- Schranken (20, 21) geschlossen, keine Zugdurchfahrt;
- Schranken (20, 21) geschlossen, Zugdurchfahrt;
- Schranken (20, 21) öffnen sich, zumindest ein Verkehrsteilnehmer (110a-110c, 120a-120e) überquert den Bahnüber- gang (1), Schranken (20, 21) schließen sich;
- Schranken (20, 21) öffnen sich, zumindest ein Verkehrsteilnehmer (110a-110c, 120a-120e) hat den Bahnübergang (1) noch nicht vollständig überquert oder bleibt auf den Bahn¬ übergang (1) stehen.
9. Vorrichtung (40) zur Überwachung eines Gefahrenraumes (30) eines Bahnübergangs (1),
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
zumindest ein Funkmodul (41a, 41b) zum Aussenden von Funk- Signalen (42a, 42b) in zumindest einen den Gefahrenraum
(30) zumindest teilweise umfassenden Detektionsbereich (43a, 43b) und - eine Auswerteeinrichtung (50) zum Überwachen des Gefahrenraumes (30) anhand einer auf den ausgesendeten Funksigna¬ len (42a, 42b) basierenden Auswertung. 10. Vorrichtung (40) nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- das zumindest eine Funkmodul (41a, 41b) auch zum Empfangen von Funksignalen ausgebildet ist und
- die Auswerteeinrichtung (50) ausgebildet ist, den Gefah- renraum (30) anhand einer auf den empfangenen Funksignalen basierenden Auswertung zu überwachen.
11. Vorrichtung (40) nach Anspruch 9 oder 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das zumindest eine Funkmodul (41a, 41b) ein WLAN-Modul ist.
12. Vorrichtung (40) nach einem Ansprüche 9 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das zumindest eine Funkmodul (41a, 41b) zusätzlich auch zur Car2X-Kommunikation ausgebildet ist.
13. Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Auswerteeinrichtung (50) ausgebildet ist, im Rahmen der Auswertung Umgebungsinformationen und/oder Informationen über einen für den Bahnübergang (1) üblichen Betriebsablauf zu berücksichtigen .
14. Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- auf unterschiedlichen Seiten des Bahnübergangs (1) ange¬ ordnete Funkmodule (41a, 41b) mit zumindest teilweise überlappenden Detektionsbereichen (43a, 43b) vorgesehen sind,
- die Funkmodule (41a, 41b) jeweils ausgebildet sind, zumin¬ dest auch Funksignale des jeweils anderen Funkmoduls (41a, 41b) zu empfangen, und - die Auswerteeinrichtung (50) ausgebildet ist, im Rahmen der Auswertung einen Vergleich der von den Funkmodulen (41a, 41b) empfangenen Funksignale vorzunehmen.
15. Vorrichtung (40) nach Anspruch 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Auswerteeinrichtung (50) ausgebildet ist, anhand des Ver gleichs eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Funkmodu le (41a, 41b) vorzunehmen.
16. Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Vorrichtung (40) ausgebildet ist, im Rahmen der Überwa¬ chung zumindest zwei der folgenden Situationen zu unterschei den und anhand der Auswertung zu erkennen:
- Schranken (20, 21) geschlossen, keine Zugdurchfahrt;
- Schranken (20, 21) geschlossen, Zugdurchfahrt;
- Schranken (20, 21) öffnen sich, zumindest ein Verkehrsteilnehmer (110a-110c, 120a-120e) überquert den Bahnüber¬ gang (1), Schranken (20, 21) schließen sich;
- Schranken (20, 21) öffnen sich, zumindest ein Verkehrsteilnehmer (110a-110c, 120a-120e) hat den Bahnübergang (1) noch nicht vollständig überquert oder bleibt auf den Bahn¬ übergang (1) stehen.
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