DE102017209766A1

DE102017209766A1 - Verfahren sowie Vorrichtung zur Überwachung eines Gefahrenraumes eines Bahnübergangs

Info

Publication number: DE102017209766A1
Application number: DE102017209766.3A
Authority: DE
Inventors: Anna-Janina Bednarek; Jens Braband; Shujing Li
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-12-13
Also published as: WO2018224318A1

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

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 „Radarscanner - Radarsensoranlage zur automatischen GefahrenraumFreimeldung von Bahnübergängen“, Honeywell Regelsysteme GmbH, GE3S-6002 1098R1 MA, bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur automatischen GefahrenraumFreimeldung 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 entsprechender 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, wobei mittels zumindest eines Funkmoduls Funksignale in zumindest einen den Gefahrenraum zumindest teilweise umfassenden Detektionsbereich ausgesendet werden und der Gefahrenraum anhand 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 zumindest 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 vorgesehen sind. Entsprechende Funksignale werden erfindungsgemäß in zumindest einen Detektionsbereich ausgesendet, der den Gefahrenraum des Bahnübergangs zumindest teilweise umfasst. Vorzugsweise besteht hierbei eine Überlappung des Detektionsbereichs und des Gefahrenraumes dahingehend, dass zumindest keine größeren Objekte in nicht von dem zumindest einen Detektionsbereich 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 eine Detektion und Erkennung von Objekten möglich ist. Als Beispiel für entsprechende Untersuchungen sei auf den Fachartikel „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 unter Verwendung von in großen Stückzahlen produzierten und damit 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 beispielsweise aufgrund ihrer seltenen Benutzung unter Berücksichtigung der durch eine entsprechende Überwachung verursachten Kosten bislang nicht geschehen ist.
Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Verfahren hierbei sowohl für Bahnübergänge mit Vollschranken als auch insbesondere für Bahnübergänge mit Anrufschranken verwendet werden. 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 beziehungsweise Fahrdienstleiter beantragt. Nach Querung des Bahnübergangs sollte sich der entsprechende Straßenverkehrsteilnehmer 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 Anrufschranken 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 ausgesendeten 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 weitergebildet, 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 erfolgt 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 bedeutet, dass die ausgesendeten Funksignale entsprechend einem beliebigen, für sich bekannten Kommunikationsstandard gebildet 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 mittels zumindest eines Funkmoduls in Form eines WLAN-Moduls ausgesendet. Dies ist vorteilhaft, da es sich bei WLAN (Wireless Local Area Network), d.h. insbesondere Kommunikationssystemen 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 eingesetzt wird. Entsprechende WLAN-Module sind daher in kostengünstiger, 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 zusätzlich 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 vorteilhaft, 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 unterschiedlichen 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 Funksignale 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 Falle einer geeigneten, vorzugsweise symmetrischen Anordnung der Funkmodule ein Vergleich der von den Funkmodulen empfangenen Funksignale im Rahmen der Auswertung wichtige und zuverlässige Erkenntnisse in Bezug auf mögliche Objekte im Gefahrenraum des Bahnübergangs liefern. Durch eine Verwendung unterschiedlicher Funkkanäle oder eine entsprechende Codierung kann hierbei beispielsweise bezogen auf eine empfangene Signalleistung 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 weiterhin derart ausgestaltet sein, dass anhand des Vergleichs eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Funkmodule vorgenommen wird. Durch einen vorzugsweise kontinuierlichen Vergleich der von den Funkmodulen empfangenen Funksignale kann ein zuverlässiger Test dahingehend erfolgen, dass alle Funkmodule funktionsfähig sind. Sofern sich im Rahmen des Vergleichs unerwartete Abweichungen ergeben, so besteht gegebenenfalls unter Einbeziehung von Referenzwerten und Referenzsituationen die Möglichkeit, zu erkennen, welches der Funkmodule 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 überquert 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 betreffenden Situationen beziehungsweise Abläufen um solche handelt, die typischerweise im Rahmen des Betriebs von Bahnübergängen auftreten. Ihre Unterscheidung und Erkennung im Rahmen der Überwachung erlaubt es dabei, Gefahren im Betrieb, etwa durch Objekte oder Hindernisse im Gefahrenraum, zu erkennen 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 Bahnübergangs 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 genannten Firmendruckschrift bekannt.
Hinsichtlich der Vorrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vergleichsweise einfach und kostengünstig 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 Aussenden 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 diesbezüglich 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 Weiterbildung 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 derart ausgestaltet sein, dass das zumindest eine Funkmodul zusätzlich 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 teilweise überlappenden Detektionsbereichen vorgesehen sind, die Funkmodule jeweils ausgebildet sind, zumindest auch Funksignale 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 Funktionsfähigkeit der Funkmodule vorzunehmen.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart 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 geschlossen, Zugdurchfahrt; Schranken öffnen sich, zumindest ein Verkehrsteilnehmer überquert den Bahnübergang, Schranken schließen sich; Schranken öffnen sich, zumindest ein Verkehrsteilnehmer hat den Bahnübergang noch nicht vollständig überquert oder bleibt auf den Bahnübergang stehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu zeigt

1 in einer schematischen Skizze einen Bahnübergang und ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Situation,
2 schematische Diagramme von sich gemäß einem Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in der ersten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen,
3 in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zweiten Situation,
4 schematische Diagramme von sich gemäß dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der zweiten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen,
5 in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer dritten Situation,
6 schematische Diagramme von sich gemäß dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der dritten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen,
7 in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer vierten Situation,
8 in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer fünften Situation,
9 schematische Diagramme von sich gemäß dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der fünften Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen und
10 in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer sechsten Situation.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden in den Figuren für gleiche oder gleich wirkende Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt in einer schematischen Skizze einen Bahnübergang und ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 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 Eisenbahnsystems 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 Gefahrenbereich 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 1 durch eine entsprechende wellenförmige Ausbreitung angedeutet sind. Dabei ist die Hauptstrahlungsrichtung der Funkmodule 41a, 41b beziehungsweise der Funksignale 42a, 42b in 1 durch einen kleinen Blitz sowie eine gestrichelte Linie angedeutet, welche eine virtuelle Direktverbindungslinie 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 Empfangsleistungen beziehungsweise Empfangsfeldstärken verursacht. Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei angenommen, dass es sich bei den Funkmodulen 41a, 41b um WLAN-Module handelt, 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 Auswerteeinrichtung 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 werden von diesen an die Auswerteeinrichtung 45 weitergeleitet und dort einer Auswertung unterzogen. Hierzu umfasst die Auswerteeinrichtung 45 sowohl Hardwarebestandteile, etwa in Form zumindest eines entsprechenden Prozessors und einer Speichereinrichtung, als auch Softwarebestandteile, etwa in Form entsprechender Programme und Analyseroutinen.
Die in 1 dargestellte Anordnung beziehungsweise Vorrichtung 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 Funksignale 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 indirekt oder implizit anhand der ausgesendeten Funksignale 42a, 42b, dass von der Auswerteeinrichtung 45 die von den Funkmodulen 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 Frequenzen 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 2 näher erläuterten Überwachung des Gefahrenraumes 30 des Bahnübergangs 1 wird durch den entsprechenden Vergleich insbesondere eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der beiden Funkmodule 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 Sensorkanäle realisiert werden, deren Ergebnisse auf Konsistenz geprüft werden können. Dabei kann ein entsprechender Vergleich beziehungsweise eine entsprechende Überprüfung sowohl anhand der jeweiligen Signalstärken beziehungsweise Empfangsleistungen erfolgen als auch spezielle Testsignale beziehungsweise Testnachrichten umfassen.
Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei angenommen, 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.
2 zeigt schematische Diagramme von sich gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der ersten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen. Im Detail sind hierbei auf der linken Seite der 2 die von den Funkmodulen 41a, 41b empfangenen Empfangsleistungen P₁ beziehungsweise P₂ beziehungsweise die entsprechenden Empfangsfeldstärken als Funktion der Zeit t aufgetragen. Im rechten Teil der 2 ist die Differenz der Empfangsleistungen P₁ und P₂ der beiden Funkmodule 41a, 41b, P₁ -P₂ , als Funktion der Zeit t aufgetragen.
In Bezug auf die Empfangsleistungen P₁ beziehungsweise P₂ der beiden Funkmodule 41a, 41b ist erkennbar, dass diese in der in 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 Schranken 20, 21 im Normal- beziehungsweise Referenzzustand geschlossen sind. Vorteilhafterweise werden die beiden Funkmodule 41a, 41b in Bezug auf ihre Sende- und/oder Empfangsparameter in diesem Fall derart konfiguriert, dass die jeweiligen Empfangsleistungen P₁ beziehungsweise P₂ der beiden Funkmodule 41a, 41b (im Wesentlichen) identisch sind. Aufgrund dieser Vorkonfiguration beziehungsweise Kalibrierung ergeben sich somit die in 2 gezeigten identischen und konstanten Empfangsleistungen P₁ und P₂ , die zur Folge haben, dass das Differenzsignal P₁ -P₂ konstant null ist.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass es sich bei der Darstellung der 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 2 gezeigten Signalverläufe möglich, zu erkennen, dass die Schranken 20, 21 des Bahnübergangs 1 geschlossen sind und ein störungsfreier Zustand vorliegt. Dies ergibt sich aus einer Zusammenschau der Signalverläufe P₁ und P₂ sowie ihrem Vergleich mittels der dargestellten Differenzbildung.
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 P₁ , P₂ die Bildung des Quotienten dieser beiden Empfangsleistungen P₁ , P₂ umfasst und/oder im Rahmen der Auswertung charakteristische Merkmale der Signalverläufe ermittelt werden.
Im Folgenden soll nun erläutert werden, wie weitere im Betrieb des Bahnübergangs 1 auftretende Situationen von der in 1 gezeigten Situation unterschieden werden können.
3 zeigt in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zweiten Situation. Die in 3 dargestellte Situation unterscheidet sich dahingehend von derjenigen gemäß 1, dass ein Zug 100 den Bahnübergang 1 passiert. Aufgrund der entsprechenden Montagehöhe der Funkmodule 41a, 41b führt dies dazu, dass die Signalübertragung beziehungsweise Kommunikationsverbindung zwischen den beiden Funkmodulen 41a, 41b durch den zum Großteil aus Metall bestehenden Zug 100 erheblich gestört beziehungsweise unterbrochen wird. Die hieraus resultierenden Signalverläufe werden nachfolgend anhand von 4 näher erläutert.
4 zeigt schematische Diagramme von sich gemäß dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der zweiten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen. Entsprechend der Darstellung der 4 wird die Kommunikation zwischen den Funkmodulen 41a, 41b gemäß 3 zwischen den Zeitpunkten t₁ 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 P₁ und P₂ der beiden Funkmodule 41a, 41b gleichzeitig und gleichermaßen beeinträchtigt werden. Entsprechend der Darstellung der Differenz der Empfangsleistungen P₁ -P₂ führt dies dazu, dass die beiden Empfangsleistungen P₁ und P₂ identisch sind und sich als Differenz damit wiederum eine Nullfunktion ergibt.
Aufgrund der unterschiedlichen Signalverläufe der Empfangsleistungen P₁ und P₂ der beiden Funkmodule 41a, 41b ist es entsprechend der Darstellung der 4 im Vergleich zur Darstellung der 2 möglich, die in 3 dargestellte Situation (Durchfahrt eines Zuges) von der in der 1 dargestellten Situation (keine Durchfahrt eines Zuges) zu unterscheiden. Dies bedeutet, dass im Rahmen der Überwachung des Gefahrenraumes 30 des Bahnübergangs 1 anhand der auf den empfangenen Funksignalen basierenden Auswertung erkannt werden kann, dass in der Situation gemäß 3 ein Zug durch den Bahnübergang 1 fährt beziehungsweise diesen durchfahren hat.
An dieser Stelle sei nochmals nachdrücklich darauf hingewiesen, 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 ausgeprägt sein werden. Dies gilt beispielsweise dahingehend, dass in der Regel um die Zeitpunkte t₁ und t₂ herum eine stetige Änderung der Empfangsleistungen P₁ beziehungsweise P₂ zu erwarten sein wird. Darüber hinaus werden die Empfangsleistungen P₁ 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.
5 zeigt in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer dritten Situation. In 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 Anrufschrankenfunktion des Bahnübergangs 1 aktiviert beziehungsweise 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 6 im Folgenden erläutert wird.
6 zeigt schematische Diagramme von sich gemäß dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der dritten Situation als Funktion der Zeit ergebenden Signalverläufen. Anhand der Signalverläufe gemäß 6 wird deutlich, 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. Sobald die Schranken 20, 21 vollständig offen sind, wird die direkte Sichtverbindung der Funkmodule 41a, 41b nicht mehr behindert, wodurch die Empfangsleistungen P ₁ 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 Funkmodule 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 Zeitpunkt t₃ die Empfangsleistungen P₁ und P₂ der Funkmodule 41a, 41b absinken. Zum Zeitpunkt t₄ hat das Fahrzeug 110b die Mitte des Bahnübergangs 1 erreicht, wodurch sich eine maximale Beeinträchtigung der Empfangsleistungen P₁ und P₂ ergibt. Dabei sinken die Empfangsleistungen P₁ und P₂ in dieser Maximalstörphase unter den Wert A ab, der sich für die Empfangsleistungen P₁ und P₂ in der in 1 dargestellten Situation mit geschlossenen Schranken 20, 21 ohne Zugdurchfahrt ergibt. Zwischen den Zeitpunkten t₄ und t₅ verlässt das Fahrzeug 110b den Bahnübergang 1 wieder, d.h. zum Zeitpunkt t₅ hat das Fahrzeug 110c den Bahnübergang 1 vollständig passiert. Damit ergibt sich zwischen den Zeitpunkten t₄ und t₅ ein zum Verlauf zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄ spiegelbildlicher Signalverlauf der Empfangsleistungen P₁ und P₂ . Anschließend werden die Schranken 20, 21 des Bahnübergangs 1 wieder geschlossen, so dass die Empfangsleistungen P₁ und P₂ auf den Ausgangs- beziehungsweise Referenzwert A absinken. Aus den Kurvenverläufen der Empfangsleistungen P₁ und P₂ mit einem Leistungsminimum und zwei Leistungsmaxima sowie im Wesentlichen gleichen beziehungsweise identischen Signalverläufen für P₁ und P₂ lässt sich die in 5 dargestellte Situation durch die Auswerteeinrichtung 45 erkennen.
Zur Vermeidung von Missverständnissen sei angemerkt, dass auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 die Empfangsleistungen P₁ und P₁ 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 P₁ , P₂ ergeben.
7 zeigt in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer vierten Situation. Abweichend von der Darstellung der 5 ist in 7 eine Situation gezeigt, in der das Fahrzeug 110b beispielsweise aufgrund einer Panne im Gefahrenbereich 30 auf dem Gleis 10 stehengeblieben ist und die Schranken 20, 21 wieder geschlossen worden sind. Diese Situation kann von derjenigen gemäß 5 dadurch unterschieden werden, dass sich in den Signalverläufen der Empfangsleistungen P₁ und P₂ gemäß 6 - beispielsweise beginnend mit dem Zeitpunkt t₄ - ein unterschiedlicher Verlauf ergeben würde. So würden die Empfangsleistungen P₁ 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 Empfangsleistungen P₁ , 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 demjenigen gemäß 6 als auch von demjenigen gemäß 2, so dass eine klare Unterscheidung dieser Zustände möglich ist. Zu beachten ist, dass generell seitens der Auswerteeinrichtung 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 7 ergebenden Signalverläufen ist es der Auswerteeinrichtung 45 somit möglich, eine Warnmeldung dahingehend auszugeben, dass das Fahrzeug 110b beziehungsweise allgemein ein Fahrzeug beziehungsweise ein Objekt sich im Gefahrenbereich 30 des Bahnübergangs 1 aufhält. Diese Information kann von der Auswerteeinrichtung 45 entweder direkt an ein sich annäherndes Schienenfahrzeug übermittelt werden oder aber an eine Steuereinrichtung des Eisenbahnsystems übermittelt werden, welche sodann sicherstellt, dass der betreffende Zug rechtzeitig vor dem Bahnübergang 1 zum Stillstand kommt.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Auswerteeinrichtung 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, angeordnet ist.
8 zeigt in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer fünften Situation. Die in 8 dargestellte Situation entspricht im Wesentlichen der in 5 gezeigten Situation, wobei es sich bei dem den Bahnübergang querenden Verkehrsteilnehmer im Unterschied zu 5 nicht um ein Fahrzeug, sondern um einen Fußgänger handelt. Dieser ist in 8 im zeitlichen Ablauf in fünf Situationen dargestellt und mit den Bezugszeichen 120a, 120b, 120c, 120d und 120e gekennzeichnet. Auch für diese Situation soll nun anhand der Darstellung der 9 exemplarisch gezeigt werden, wie sie erkannt und von anderen im Betriebsablauf des Bahnübergangs 1 auftretenden Situationen unterschieden werden kann.
9 zeigt schematische Diagramme von sich gemäß dem Ausführungsbeispiel 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 Signalreflektion die Empfangsleistungen P₁ , P₂ nicht so ausgeprägt beziehungsweise rasant ändern wie im Falle eines den Bahnübergang 1 passierenden Fahrzeugs.
In der Darstellung der 9 ist erkennbar, dass die Empfangsleistungen P₁ und P₂ aufgrund des Öffnens der Schranken 20, 21 zunächst bis zu einem Zeitpunkt t₆ auf einen Maximalwert 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 P₁ , P₂ anschließend bis zu einem Zeitpunkt t₇ , zu dem der Fußgänger 120c den Mittelpunkt des Bahnübergangs 1 erreicht hat, auf ein Minimum, um anschließend bis zu einem Zeitpunkt t₈ , zu dem der Fußgänger 120e den Bereich des Bahnübergangs 1 vollständig verlassen hat, wieder auf den Maximalwert anzusteigen. Anschließend ist erkennbar, dass die Empfangsleistungen P₁ und P₂ aufgrund des Schließens der Schranken 20, 21 wieder auf den Referenzwert A absinken.
In dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass sich unterschiedliche Empfangssignale beziehungsweise Empfangsleistungen P₁ und P₂ für die beiden Funkmodule 41a, 41b ergeben, wobei jedoch der Signalverlauf der ersten Empfangsleistung P₁ zwischen den Zeitpunkten t₆ und t₇ demjenigen der zweiten Empfangsleistung P₂ zwischen den Zeitpunkten t₇ und t ₈ entspricht und umgekehrt. Bezogen auf die Darstellung der 8 sei hierbei angenommen, dass der Signalverlauf der Empfangsleistung P₁ dem Funkmodul 41b und der Signalverlauf der Empfangsleistung P₂ dem Funkmodul 41a zugeordnet ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine entsprechende Unterscheidung der Empfangsleistungen P₁ und P₂ beziehungsweise deren Verläufe unter Umständen vergleichsweise präzise Funkmodule 41a, 41b sowie in Bezug auf die dargestellte Differenz der Empfangsleistungen P₁ -P₂ einen entsprechend präzisen Vergleicher 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 beziehungsweise aufgelöst werden wird. Unabhängig hiervon ist es anhand der Empfangssignale beziehungsweise Empfangsleistungen P₁ und P₂ der beiden Funkmodule 41a, 41b möglich, die in 8 dargestellte Situation von den übrigen zuvor beschriebenen Situationen zu unterscheiden.
10 zeigt in einer schematischen Skizze den Bahnübergang und das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer sechsten Situation. Die Darstellung der 10 entspricht dahingehend derjenigen der 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 P₁ , P₂ somit ausgehend von dem in 9 dargestellten Verlauf ab dem Zeitpunkt t₇ zunächst aufgrund des Schließens der Schranken 20, 21 noch weiter absinken und anschließend im Wesentlichen auf diesem Wert verharren. Allerdings ist hierbei zu berücksichtigen, dass sich der Fußgänger 120c gegebenenfalls innerhalb des Gefahrenbereichs 30 auch bei geschlossenen Schranken 20, 21 weiter bewegen wird, so dass sich weitergehende Änderungen der Empfangsleistungen P₁ und P₂ ergeben können. Unabhängig hiervon wird es - bei Verwendung entsprechend genauer Hardware und entsprechend ausgeklügelter Auswertealgorithmen - in der Regel möglich sein, auch die in 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 P₁ 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 ausgesendeten beziehungsweise empfangenen Signale.
Es sei darauf hingewiesen, dass abweichend von den zuvor beschriebenen 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 Informationen zu einer Modulidentität, einem Standort und einem Zeitstempel 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 Referenzzustand. Sollte sich nun ein Hindernis auf dem Bahnübergang 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 Zeitstempels (Zeitdifferenz zwischen Senden und Empfangen des Signals inklusive Header) als auch anhand der Empfangsleistung 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 Referenzzustand 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 aufwandsarme Überwachung des Gefahrenbereichs von Bahnübergängen ermöglichen. 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 Automobil- 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 Bahnübergängen mit Anrufschranken die Möglichkeit, den Fahrdienstleiter durch eine (gegebenenfalls nicht sicherheitsrelevante beziehungsweise nicht signaltechnisch sicher ausgeführte) automatische Gefahrenraumfreimeldung zu unterstützen und/oder durch ein Ersetzen des Abhörens der Wechselsprechanlage zu entlasten. 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 Gefahrenraumfreimeldung 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 darüber 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, erfolgen. Vorteilhafterweise kann die Überwachung des Gefahrenraums in diesem Fall bei einem Ausfall eines der Funkmodule auch mit nur einem Funkmodul zumindest in eingeschränkter Form aufrechterhalten werden.

Claims

Verfahren zur Überwachung eines Gefahrenraumes (30) eines Bahnübergangs (1), dadurch gekennzeichnet, 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.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funksignale (42a, 42b) mittels zumindest eines Funkmoduls (41a, 41b) in Form eines WLAN-Moduls ausgesendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Funkmodul (41a, 41b) zusätzlich auch zur Car2X-Kommunikation verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Auswertung Umgebungsinformationen und/oder Informationen über einen für den Bahnübergang (1) üblichen Betriebsablauf berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Funksignale (42a, 42b) mittels auf unterschiedlichen Seiten des Bahnübergangs (1) angeordneter Funkmodule (41a, 41b) mit zumindest teilweise überlappenden Detektionsbereichen (43a, 43b) ausgesendet werden, - seitens der Funkmodule (41a, 41b) zumindest auch Funksignale 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.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Vergleichs eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Funkmodule (41a, 41b) vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Überwachung zumindest zwei der folgenden Situationen unterschieden und anhand der Auswertung erkannt werden: - 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 Bahnübergang (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 Bahnübergang (1) stehen.
Vorrichtung (40) zur Überwachung eines Gefahrenraumes (30) eines Bahnübergangs (1), gekennzeichnet durch - zumindest ein Funkmodul (41a, 41b) zum Aussenden von Funksignalen (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 Funksignalen (42a, 42b) basierenden Auswertung.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - das zumindest eine Funkmodul (41a, 41b) auch zum Empfangen von Funksignalen ausgebildet ist und - die Auswerteeinrichtung (50) ausgebildet ist, den Gefahrenraum (30) anhand einer auf den empfangenen Funksignalen basierenden Auswertung zu überwachen.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Funkmodul (41a, 41b) ein WLAN-Modul ist.
Vorrichtung (40) nach einem Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Funkmodul (41a, 41b) zusätzlich auch zur Car2X-Kommunikation ausgebildet ist.
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (50) ausgebildet ist, im Rahmen der Auswertung Umgebungsinformationen und/oder Informationen über einen für den Bahnübergang (1) üblichen Betriebsablauf zu berücksichtigen.
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass - auf unterschiedlichen Seiten des Bahnübergangs (1) angeordnete Funkmodule (41a, 41b) mit zumindest teilweise überlappenden Detektionsbereichen (43a, 43b) vorgesehen sind, - die Funkmodule (41a, 41b) jeweils ausgebildet sind, zumindest 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.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (50) ausgebildet ist, anhand des Vergleichs eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Funkmodule (41a, 41b) vorzunehmen.
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (40) ausgebildet ist, im Rahmen der Überwachung zumindest zwei der folgenden Situationen zu unterscheiden 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 Bahnübergang (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 Bahnübergang (1) stehen.