Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detektieren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, Verwendung nach dem Oberbegriff von Anspruch 9, und ein Verfahren zum Detektieren nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.

Im Schienenverkehr besteht häufig das Problem, dass insbesondere Personen unerlaubt in den Gleisbereich eindringen, entweder absichtlich, um z.B. in bestimmte Be reiche vorzudringen um Graffiti zu sprühen oder andere unerlaubte Handlungen zu begehen oder bei Unfällen unabsichtlich. In jedem Fall besteht eine sehr hohe gesundheitliche Gefahr für die entsprechende Person. Zum Verhindern, dass Personen im Bahnsteigbereich auf die Gleise gelangen, ist es bekannt, Absperrwände mit Tü ren am Bahnsteig zu installieren, die dann, wie bei einem Aufzug, mit den Türen im Zug korrespondieren müssen. Der Zug muss dann exakt an der richtigen Stelle halten, die Positionen Türen von Zug und Absperrwand müssen exakt übereinstimmen und dann gleichzeitig öffnen. Dieses System hat das Problem, dass es sehr teuer, sehr aufwändig zu installieren und zu warten ist. Außerdem ist es oft nicht möglich, ein solches System an bestehenden Bahnsteigen nachzurüsten. Es ist außerdem nicht möglich, unterschiedliche Züge mit verschiedenen Türkonfigurationen einzusetzen. Die Anforderungen an die Genauigkeit der Halteposition erlaubt es außerdem nicht, manuell gesteuerte Züge zu verwenden. Darüber hinaus besteht eine große Gefahr, dass Personen nach dem Schließen der Türen zwischen der Absperrwand und dem Zug eingeklemmt sind, da im Gegensatz zu einem Aufzug beim Abstand zwischen Zug und Absperrwand die mögliche seitliche Zugbewegung berücksichtigt werden muss und deshalb ein größerer Abstand erforderlich ist.

Außerdem gibt es Systeme, die mit optischen Methoden, z.B. durch Laserscanner oder intelligente Kameras Personen erkennen, die in den Gleisbereich eindringen.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Diese Systeme lösen für einen zuverlässigen Betrieb zu viele Fehlalarme aus, bedingt durch die Bedingungen im Gleisbereich, wie Schmutz, wechselnde Lichtverhältnisse beispielsweise Reflexionen, Störkörper wie Haare, Flaschen, Tüten, Zeitungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine sichere und zuverlässige Vorrichtung zur Detektion bereitzustellen, die die Nachteile des Stands der Technik vermeidet.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Detektieren von Objekten, Gegenständen, insbesondere eines Zugs, und/oder Personen, in einem Bereich eines Gleises, insbesondere in einem Gleisbett, umfassend zumindest eine Radareinrichtung, insbesondere bewegbar feststellbar angeordnet, die zumindest ein integriertes Radarsendemittel zusammen mit einem integrierten Radarempfangsmittel sowie insbesondere einen Mikrokontroller und/oder Steuerung und/oder Regelung aufweist, wobei die Radareinrichtung Radarwellen in einer vorbestimmten Richtung und Stärke, insbesondere in Form einer Emissionskeule, aussendet und reflektierte Wellen innerhalb eines vorbestimmten, einstellbaren Detektionsbereichs im Radarempfangsmittel empfängt, wobei die Radareinrichtung in einer vorbestimmten Position benachbart zum Gleis angeordnet ist, wobei sich innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums bewegende Objekte detektierbar sind, wobei eine Signalkombination und/oder Auswertung durch Steuerung und/oder Regelung der mittels Radarempfangsmittel empfangenen Radarsignale derart vorgesehen ist, dass sich bewegende Objekte von unbewegten Objekten unterscheidbar sind.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein Erkennen und Unterscheiden von Personen und Objekten, die in einen Gleisbereich eindringen, insbesondere beispielsweise auch in Tunneln, Depots oder sonstigem Gleisbereich, und dort aufgrund der vorliegenden Erfindung durch reflektierte Radarwellen in der Radareinrichtung detektiert und im Unterschied zu Gegenständen, insbesondere Zügen, anders bewertet und signalisiert werden. Es liegt eine universal zu montierende und einfach zu wartende Vorrichtung vor, die äußerst zuverlässig Eindringen von Personen und Objekten erkennt und eine sehr geringe Anzahl von Fehlauslösungen durch Züge oder kleine Objekte, beispielsweise Plastikflaschen, erreicht. Die Auswertung der empfangenen Signale ist so ausgelegt, dass sich bewegende Ziele von statischen Zielen unterschieden werden, wobei sich hierbei nur auf sich bewegende Ziele reagiert wird. Versorgungsenergie kann beispielsweise umweltfreundlichen durch einen Zugwind gewonnen werden.

Auf diese Weise kann die statische Umgebung, wie Schienen, Wände, Pfeiler, etc. einfach ausgeblendet werden. Beispielsweise nach dem FSK Prinzip, das nur auf bewegte Ziele reagiert. Er ist aber auch möglich FMCW zu verwenden, das alle Ziele, auch statische, erfasst und danach durch eine weitere Signalverarbeitung, wie Filter oder Software, die statischen von den sich bewegenden Zielen unterscheidet. Dieses Prinzip bietet den Vorteil, dass zusätzlich zu den sich bewegenden Zielen auch solche Ziele ausgewertet werden können, die sich temporär statisch im Detektionsbe reich aufhalten. Beispielsweise wenn ein Zug in den Bahnsteig einfährt und durch die Analyse der sich bewegenden Ziele als Zug erkannt wird. Wenn dieser dann anhält, wird er durch die Erfindung als der Zug an dieser Stelle erkannt. Die Auswertung des statischen Anteils der Detektion in einem definierten Bereich kann diese Information bereitstellen. Es kann ebenfalls eine Kombination von zwei oder mehr Messmethoden verwendet werden, z.B. FSK und FMCW sowie weitere, um Informationen zu erhalten. Es können im System dabei zwei separate Radareinheiten verwendet werden oder eine Radareinrichtung, der verschiedene Messmethoden in einer Einheit abdecken kann.

Ein zentraler Faktor ist die Reaktion des Systems auf Störungen. Grundsätzlich ist es möglich kleinere Objekte, die nicht auslösen sollen, auszufiltern. Dabei ist wichtig die Größe eines Ziels abzuschätzen. Von Vorteil ist es, die Entfernung zu einem Objekt zu erkennen. Dies bietet den Vorteil, dass die reflektierte Energie ins Verhältnis zur Entfernung gesetzt werden kann und dadurch die Größe des Ziels genauer abgeschätzt wird. Außerdem ist es von Vorteil, den Winkel des Ziels zur Hauptachse zu kennen, da die Emissionskeule der meisten Transmitter nicht homogen ist und am Rand teilweise deutlich abfällt. Kennt man den Winkel, so kann man den Abfall der Sendeleistung berücksichtigen und die Größe des Ziels noch genauer bestimmen. Ist der Winkel zur Hauptachse bekannt, bietet dies außerdem den Vorteil, dass das System in Abhängigkeit von Winkel und Entfernung unterschiedlich reagieren kann.

Vorteilhaft ist es, wenn zur Einstellung und/oder Auswertung der Radareinrichtung vorbestimmte, charakteristische physikalische Daten des Objekts einbeziehbar sind, insbesondere betreffend Entfernung und/oder Größe und/oder Bewegungsmuster und/oder Materialeigenschaften und/oder reflektierte Energie und/oder Winkelposition zur Hauptachse eines Radarempfangsmittels und/oder Geschwindigkeit eines Objekts und/oder Dauer des Signalempfangs.

Vorteilhaft ist es, wenn mehrere verknüpfte Radareinrichtungen, insbesondere mit Signalmitteln, insbesondere Funk, verknüpft, insbesondere in demselben Bereich des Gleises vorgesehen sind, insbesondere gegenüber am Gleis angeordnet und/oder nebeneinander an derselben Gleisseite und/oder überdeckend als Redundanzsys tem, wobei insbesondere eine damit verbundene übergeordnete elektronische Schal tung umfasst ist, die insbesondere untergeordnete Mikrocontroller umfasst, insbesondere weiterhin umfassend eine weiter übergeordnet Schnittstelle an einer Leitwarte und/oder einer Zugsteuerung und/oder einem Sicherheitssystem und/oder einem Controller, zur Verwendung von Daten verknüpfter, insbesondere benachbarter, Radareinrichtungen und/oder weiterer externer Sensoren, insbesondere Kamera und/- oder Kontakt und/oder Signallampen und/oder Unterbrecherkontakte.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Radareinrichtung in einer vorbestimmten Höhe, insbesondere etwa 400 bis etwa 1200 mm, insbesondere etwa 500 bis 600 mm und/oder insbesondere bis etwa 800 mm und/oder etwa 1000 mm bis etwa 1200 mm, über dem Gleis angeordnet ist, insbesondere unterhalb eines Bahnsteighorizonts, insbesondere etwa 300 mm unterhalb, insbesondere mehrere Radareinrichtungen an ge genüberliegenden Wänden.

Vorteilhaft ist es, wenn vorbestimmte charakteristische Daten zur Entfernung zur Voreinstellung der Radareinrichtung verwendet werden, insbesondere ein kleiner Detektionsbereich im Sinne eines Nahabstand des Radarempfangsmittel bei Detekti- on eines Zugs insbesondere mit einer Mindestlänge, wobei eine Steuerung derart eingerichtet ist, dass ein sich bewegendendes Objekt durch korrespondierende Radarempfangsmittel festgestellt werden kann.

Vorteilhaft ist es, wenn vorbestimmte charakteristische Daten betreffend Winkel einer Emissionskeule relativ zu einer Hauptachse des Radarempfangsmittels vorgesehen sind, insbesondere zur Bestimmung der Größe des Objekts, insbesondere bei Detektion einer Person im Gleisbett, insbesondere kann eine Winkelrotation vorgesehen sein. Da die Emissionskeule des Radarsendemittels nicht homogen ist und am Rand teilweise deutlich abfällt. Kennt man den Winkel, so kann man den Abfall der Sende leistung berücksichtigen und die Größe des Ziels noch genauer bestimmen. Ist der Winkel zur Hauptachse bekannt, bietet dies außerdem den Vorteil, dass das System in Abhängigkeit von Winkel und Entfernung unterschiedlich reagieren kann.

Vorteilhaft ist es, wenn zumindest zwei, insbesondere mehrere, Radareinrichtungen in einem vorbestimmten Abstand zueinander eingerichtet sind, insbesondere etwa 800 - 2000 mm, insbesondere etwa 1000 mm, insbesondere an der gleichen Bahn steigseite und/oder an der gegenüberliegenden Bahnsteigseiten.

Vorteilhaft ist es, wenn die Radareinrichtung ein bewegtes Objekt erfassbar ausgebildet ist, insbesondere als eine FSK-Einrichtung und/oder die Radareinrichtung be wegte und unbewegte Objekte erfassbar ausgebildet ist, wobei durch eine Signalverarbeitung in der Steuerung und/oder Regelung, insbesondere Filtermittel oder Rechenmittel, die unbewegten von den sich bewegenden Objekten zu unterscheiden sind, wobei FMCW, d.h. frequency modulated continuous wave radar, insbesondere mit einer Frequenzrampe, eingesetzt wird.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Kombination von zwei oder mehr Messmethoden verwendet werden, insbesondere FSK und/oder FMCW und/oder Dopplerverfahren, insbesondere in einer Radareinrichtung zusammengefasst. Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Verwendung einer Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend zumindest eine Radareinrichtung, insbesondere bewegbar feststellbar angeordnet, die zumindest ein integriertes Radarsendemittel zusammen mit einem integrierten Radarempfangsmittel sowie insbesondere einen Mikrokontroller und/oder Steuerung und/oder Regelung aufweist, zum Detektieren von Objekten, Gegenständen, insbesondere eines Zugs, und/oder Personen, in einem Bereich eines Gleises, insbesondere in einem Gleisbett, wobei die Radareinrichtung Radarwellen in einer vorbestimmten Richtung und Stärke, insbesondere in Form einer Emissionskeule, aussendet und reflektierte Wellen innerhalb eines vorbestimmten, einstellbaren Detektionsbereichs im Radarempfangsmittel empfängt, wobei die Radareinrichtung in einer vorbestimmten Position benachbart zum Gleis angeordnet ist, wobei sich innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums bewegende Objekte detektierbar sind, wobei eine Signalkombination und/oder Auswer tung durch Steuerung und/oder Regelung der mittels Radarempfangsmittel empfangenen Radarsignale derart vorgesehen ist, dass sich bewegende Objekte von unbewegten Objekten unterscheidbar sind.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Detektion eines Objekts in einem Gleisbereich unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zumindest eine Radareinrichtung, insbesondere beweglich angeordnet, mittels zumindest eines integrierten Radarsendemittels zusammen mit einem integrierten Radarempfangsmittel sowie insbesondere einen Mikrokontroller und/oder Steuerung und/oder Regelung Radarwellen in einer vorbestimmten Richtung und Stärke aussendet und reflektierte Wellen innerhalb eines vorbestimmten, einstellbaren Detektionsbereichs im Radarempfangsmittel empfängt, wobei die Radareinrichtung in einer vorbestimmten Position benachbart zum Gleis angeordnet ist, wobei sich innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums bewegende Objekte detektiert werden, wobei eine Signalkombination und/oder Auswertung durch Steuerung und/oder Regelung der mittels Radarempfangsmittel empfangenen Radarsignale derart ausgeführt werden, dass sich bewegende Objekte von unbewegten Objekten unterschieden werden. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 3a eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Zug, Fig. 3b eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Zug, Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 5a eine erfindungsgemäße Vorrichtung und Fig. 5b eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in schematischer Darstellung. Eine Radareinrichtung 7 ist am Bahnsteig 24 angebracht, auf dem eine Person 4 steht, die möglicherweise in ein Gleisbett fällt. Die Radareinrichtung 7 sendet Radarwellen aus und empfängt die reflektierten Wellen. Damit deckt sie den Bereich über den Gleisen 6 ab. Fällt die Person 4 in den Bereich der Radarwellen, reflektiert sie diese in einer vorbestimmten Weise und die Strahlung und damit die Person wird detektiert.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in schematischer Darstellung, Radareinrichtungen 7 mit einem sehr kleinen Detektionsbereich 8, wobei eine Radareinrichtung 7 mit kleinem Detektionsbereich am Bahnsteig 24 montiert ist und die anderen Radareinrichtung 7 mit kleinem Detektionsbereich auf einer gegenüberliegenden Seite beispielsweise auf einem Pfosten. Die Detektionsbereiche sind so ausgelegt, dass der Zug 18 gerade eben detektiert wird. Detektieren also beide Radareinrichtung 7 nahezu zeitgleich ein sich bewegendes Objekt, so kann darauf geschlossen werden, dass ein Zug 18 mit der entsprechenden Breite an den Radareinrichtungen 7 vorbeifährt. Ein weitere Radareinrichtung 7 ist an der Decke montiert. Die Detektionsbereiche sind so ausgelegt, dass der Zug 18 gerade eben detektiert wird. Detek tieren also beide Radareinrichtungen 7 nahezu zeitgleich ein sich bewegendes Ob jekt, so kann darauf geschlossen werden, dass ein Zug mit der entsprechenden Höhe an den Radareinrichtungen vorbeifährt.

Fig. 3a eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit einem Zug 18. Zwei Radareinrichtungen 7 zeigen einen sehr kleinen Detektionsbereich, wobei beide Radareinrichtungen am Bahnsteig 24 montiert sind. Eine erste Radareinrichtung ist in einem definierten Abstand von der anderen Radareinrichtung 7 montiert. Die Detektionsbereiche sind so ausgelegt, dass der Zug 18 gerade eben detektiert wird. Detektieren also beide Radareinrichtungen 7 ein sich bewegendes Objekt, so kann darauf geschlos sen werden, dass sich ein Zug 18 mit der entsprechenden Mindestlänge an den Radareinrichtungen 7 bewegt. Eine nicht dargestellte Person vor dem Zug 18 kann dann einfach unterschieden werden, dass sich diese nicht in dem fortbewegenden Signal befindet und auch in einem anders geformten Detektionsbereich. Die Detektionsbereiche sind so ausgelegt, dass der Zug 18 gerade eben detektiert wird. Detektieren also beide Radareinrichtungen 7 nahezu zeitgleich ein sich bewegendes Objekt, so kann darauf geschlossen werden, dass ein Zug mit der entsprechenden Hö he an den Sensoren vorbeifährt.

Fig. 3b eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit vier beispielhaften Radareinrichtungen 7 mit eingefahrenem Zug 18.

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in schematischer Darstellung mit ver schiedenen Winkelbereichen 23.

Fig. 5a eine erfindungsgemäße Vorrichtungen 1 mit verschiedenen Schnittstellen 11 und Controllern 11, externen Sensoren 12, und zur Steuerung und/oder Regelung werden schematisch dargestellt. Mehrere beispielhaft verknüpfte Radareinrichtuncfen 7, insbesondere mit Signalmitteln, insbesondere Funk 17, sind vorgesehen, insbesondere in demselben Bereich des Gleises 5 vorgesehen sind, insbesondere gegenüber am Gleis angeordnet und/oder nebeneinander an derselben Gleisseite 21, wie in Fig. 3b dargestellt, und/oder überdeckend als Redundanzsystem 22, dargestellt in Fig. 5b, wobei insbesondere eine damit verbundene übergeordnete Schaltung 13 umfasst ist, eine elektronische Schaltung die beispielhaft auch untergeordnete Mikro controller umfasst, insbesondere weiterhin umfassend eine weiter übergeordnet Schnittstelle 10 an einer Leitwarte und/oder einer Zugsteuerung und/oder einem Si- cherheitssystem und/oder einem Controller 11, zur Verwendung von Daten verknüpfter, insbesondere benachbarter, Radareinrichtungen 7 und/oder weiterer externer Sensoren 12, insbesondere Kamera und/oder Kontakt und/oder Signallampen und/oder Unterbrecherkontakte.

Fig. 5b eine erfindungsgemäße Vorrichtungen 1 mit einer redundanten Bereichsabdeckung 22 durch Radareinrichtungen 7.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Vorrichtung

2 Objekt

3 Gegenstand

4 Person

5 Gleis

6 Gleisbett

7 Radareinrichtung

8 Detektionsbereich

9 Position

10 Schnittstelle

11 Controller

12 Sensor

13 Schaltung

14 Höhe

15 Bahnsteighorizont

16 Wand

17 Funk

18 Zug

19 Entfernung

20 Nahabstand

21 Gleisseite

22 Redundanzsystem

23 Winkelposition

24 Bahnsteig

25 Abstand

26 Hauptachse

27 Emissionskeule