Verfahren und Vorrichtung zur Warnung von Personen im Nahbereich einer ein HF-Feld abstrahlenden Einrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Warnung von Personen im Nahbereich einer ein HF-Feld abstrahlenden Einrichtung, insbesondere einer ETCS (Europaen Train Control System) -Antenne eines Schienenfahrzeuges sowie eine diesbezügliche Vor ^¬ richtung .

Die Warnung von Personen bei Annäherung an die ein HF-Feld abstrahlende Einrichtung ist wegen der gesundheitsschädlichen Strahlung erforderlich. Derartige Einrichtungen sind in vielen Bereichen, beispielsweise bei Industrieanlagen, Kommunikationssystemen und Verkehrssystemen im Einsatz. Insbesondere für Wartungs-, Diagnose- oder Montagezwecke ist ein direkter Personenkontakt mit diesen Einrichtungen unumgänglich. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich im Wesentlichen auf eine ein HF-Feld abstrahlende ETCS-Antennen eines Schienen ^¬ fahrzeuges, ohne dass die Erfindung auf diese Anwendung be ^¬ schränkt sein soll.

ETCS-Antennen an Schienenfahrzeugen dienen zur absoluten Ortung sowie zur Datenübertragung zwischen Strecke und Schienenfahrzeug. Deren Sendeleistung mit bis zu 10 Watt und der verwendete Frequenzbereich bei 27 MHz sind in unmittelbarer Nähe einer aktiven, das heißt eingeschalteten ETCS-Antenne für Personen gesundheitsschädlich. Bei ebenerdigen Gleisen ist eine Gefährdung von Personen nicht möglich, da die ETCS- Antenne im Unterflurbereich des Schienenfahrzeuges angeordnet ist und somit ein unmittelbarer Kontakt zwischen einer Person und der ETCS-Antenne normalerweise nicht möglich ist. Bei Wartungsarbeiten hingegen wird das Schienenfahrzeug auf hochgeständerten Gleisen, beispielsweise in einem Depot oder einer Betriebswerkstatt, abgestellt. Dabei muss gewährleistet sein, dass die ETCS-Antenne zum Personenschutz abgeschaltet oder ein ausreichend großer Sicherheitsabsstand eingehalten wird .

Eine einfache Kontrollleuchte an der ETCS-Antenne, um deren Ein- oder Aus-Zustand anzuzeigen, ist nicht zulässig, da ein möglicher Ausfall der Kontrollleuchte, der nicht offenbart werden kann, eine fälschliche Sicherheit signalisieren würde.

Derzeit wird die Sicherheit bei Arbeiten an der ETCS-Antenne nur über betriebliche Regelungen und Arbeitsanweisungen abgedeckt. Unterwiesenes Personal muss sich vor den Wartungsar ^¬ beiten im Fahrzeuginneren vergewissern, dass die ETCS-Anten- nen abgeschaltet sind. Für nicht ausreichend eingewiesenes Personal ist die Gefahr durch HF-Strahlung nicht erkennbar.

Üblicherweise sind im Depotbereich bei hochgeständerten Gleisen Warnschilder angebracht, die allgemein auf Gefahren von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern, die von der ETCS- Antenne ausgehen, hinweisen. Diese Maßnahmen sind, insbesondere bei fehlender Sachkenntnis des Wartungspersonals, nur unzureichend sicher, zumal das Vorhandensein eines HF-Feldes nicht offensichtlich ist und daher ein Nichtvorhandensein gefährlicher Strahlung suggerieren könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art anzugeben, die den Ein- oder Aus-Zustand der ein HF-Feld erzeugenden Einrichtung deutlich und unmissverständlich signalisieren.

Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das HF- Feld mittels einer Antennenanordnung ausgekoppelt wird, wobei das ausgekoppelte Signal über eine Leistungsmesseinrichtung eine Signalisierungseinrichtung zur optischen und/oder akustischen Signalisierung eines Ein-/Aus-Zustandes der Einrichtung ansteuert.

Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung gelöst, die einen HF-Detektor mit einer Antennenanordnung und einem Leis- tungsmesser aufweist und mit einer Signalisierungseinrichtung zur optischen und/oder akustischen Signalisierung eines Ein- /Aus-Zustandes der Einrichtung, insbesondere einer ETCS-An- tenne eines Schienenfahrzeuges, verbunden ist.

Auf diese Weise wird das Vorhandensein eines gesundheits ^¬ schädlichen HF-Feldes eindringlich signalisiert. Der HF-De ^¬ tektor ermöglicht bei einer ETCS-Antenne eines Schienenfahr ^¬ zeuges die Auskopplung des 27 MHz-Signals und dessen Vorver ^¬ stärkung, Filterung und Leistungsmessung. Die Leistungsmessung kann im einfachsten Fall über Gleichrichter mit

Komparatorschaltung oder einem aktiven Demodulator zur Bewertung erfolgen. Das Ausgangssignal des HF-Detektors erzeugt bei eingeschalteter ETCS-Antenne einen Warnton und/oder ein, beispielsweise rotes und/oder blinkendes, Warnlicht. Die Warnlichtfunktion kann auch genutzt werden, um eine Anzeigetafel sichtbar zu machen, die darauf hinweist, dass vor dem Beginn von Arbeiten im Unterflurbereich des Schienenfahrzeuges unbedingt die momentan aktiven ETCS-Antennen ausgeschaltet werden müssen.

Akustische und/oder optische Signalisierung subsummiert im Sinne der Erfindung auch jegliche andere Signalisierungsmög- lichkeit. Es muss nur gewährleistet sein, dass Personen bei Strahlungsgefahr hinreichend gewarnt werden.

Gemäß Anspruch 3 ist vorgesehen, dass die Antennenanordnung an den Schienenfüßen beider Schienen eines hochgeständerten Gleises anliegende Leckkabel aufweist. Im Abstellbereich des Schienenfahrzeuges wird entlang des Gleises im linken und im rechten Schienenfuß ein Leckkabel gelegt. Dieses bildet zu ^¬ sammen mit der jeweiligen Schiene die Antennenanordnung zum Empfang des HF-Feldes, nämlich des 27 MHz-Signals der ETCS- Antenne. Nach Vorverstärkung und Filterung dieses Signals kann die Leistung gemessen werden und zur Ansteuerung der Signalisierungseinrichtung verwendet werden. Eine derartige stationäre Einrichtung ist insbesondere für Depots und Be ^¬ triebswerkstätten mit hochgeständerten Gleisen geeignet. Da sich in Betriebswerkstätten und Depots typischerweise mehrere Gleise dicht nebeneinander befinden, besteht das Risiko eines Übersprechens und somit einer Falschdetektion . Bei ak ^¬ tiver ETCS-Antenne im Gleisabschnitt ist die gemessene Leis ^¬ tung beider Schienen gleichgroß. In Nachbargleisen wird dagegen aufgrund der zunehmenden Entfernung von der das HF-Feld abstrahlenden ETCS-Antenne eine kleinere und bezüglich der beiden Schienen quadratisch abfallende Leistung gemessen. Um diesen Leistungsverlauf auszuwerten und das Übersprechen sicher zu vermeiden, ist gemäß Anspruch 4 vorgesehen, dass die Leckkabel benachbarter Gleise mit einer gemeinsamen Betriebsleitzentrale verbunden sind. Auf diese Weise ist eine Zuord ^¬ nung der aktiven ETCS-Antennen zu dem richtigen Gleis und damit zu dem richtigen Schienenfahrzeug problemlos möglich. Die Verbindung zwischen den einzelnen Leckkabeln und der Betriebsleitzentrale kann zum Beispiel per Ethernet erfolgen. Die Betriebsleitzentrale kann die notwendige Gefahrensignali- sierung an dem Depotbereich, in dem sich die aktiven ETCS-Antennen befinden, direkt ansteuern.

Anstelle der Leckkabel als Antennenanordnung ist gemäß An ^¬ spruch 5 mindestens eine in Längsrichtung des Gleises ver ^¬ legte Rahmen- oder Schleifenantenne mit HF-Schwingkreis vor ^¬ gesehen. Rahmen- oder Schleifenantennen sind besonders bei ebenerdigen oder erdnahen Gleisen als Empfangsantennen der zu messenden Strahlung geeignet. Je nach Gegebenheiten in der Halle des Depots oder der Betriebswerkstatt, insbesondere be ^¬ züglich der Gleishöhe und der Gleisabstände, werden die

Schleifen oder Rahmen der Antennenanordnung mit einer Ausdehnung von ca. 5 m bis ca. 50 m verlegt. Die Ausdehnung muss zur Erhöhung der Selektivität umso kleiner sein, je mehr mit Störungen von Nachbargleisen gerechnet werden muss. Auf diese Weise ist eine Unterscheidung der Gleise anhand ihrer

Empfangspegel möglich. Die Rahmen- oder Schleifenantennen können direkt auf dem Untergrund verlegt werden. Das in diese Empfangsantennen eingekoppelte Signal wird über einen Trans ^¬ formator und einen auf 27 MHz angepassten Schwingkreis an den Leistungsmesser übertragen. Die Leistungsmessung erfolgt im einfachsten Fall über Gleichrichter und Komparatorschaltung zwecks Erzeugung eines vor Ansteuerung der jeweiligen

Signalisierungseinrichtung geeigneten Ausgangssignals.

Anstelle eines stationären HF-Detektors mit Leckkabel oder Rahmen- beziehungsweise Schleifenantennen als gleisfest verlegter Antennenanordnung, der vorzugsweise für Depots oder Betriebswerkstätten geeignet ist, kann auch ein mobiler Einsatz eines HF-Detektors erforderlich sein. Dazu ist gemäß An ^¬ spruch 6 vorgesehen, dass der HF-Detektor von einer Person mitführbar ausgebildet ist, wobei die Antennenanordnung eine 3D-Antenne mit HF-Schwingkreis aufweist. Die mitführbare Ein ^¬ richtung enthält auch die Signalisierungseinrichtung, welche bei gefährlicher Feldstärke ein Warnsignal erzeugt.

Die 3D-Antenne kann beispielsweise mittels dreier orthogonal zueinander angeordneter Einzelspulen oder Einzelrahmenantennen, unabhängig von der räumlichen Orientierung des mitgeführten HF-Decoders ausgebildet sein. Die Leistungsmessung ist somit weitgehend unabhängig von der Ausrichtung der

Empfangsantenne zu der das elektromagnetische HF-Feld ab ^¬ strahlenden ETCS-Antenne .

Gemäß Anspruch 7 ist eine HF-Signaleinspeiseeinrichtung zur Funktionsüberprüfung des HF-Detektors vorgesehen. Auf diese Weise kann auch ein Ausfall der Warnfunktion festgestellt und beispielsweise an die Betriebsleitzentrale weitergeleitet werden, so dass eine bedarfsgerechte Instandsetzung eingelei ^¬ tet werden kann. Die HF-Signaleinspeiseeinrichtung kann zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass zyklisch über einen Sender ein Testsignal beziehungsweise Störsignal bei 27 MHz abgestrahlt wird, um eine aktive ETCS-Antenne quasi zu simu ^¬ lieren. Bei fest installiertem HF-Detektor mit Leckkabel kann das Testsignal zum Beispiel über einen im Leistungsmesser integrierten Sender in bestimmten Zeitabständen abgestrahlt und von der Antennenanordnung, die mit dem zweiten Leckkabel der zweiten Schiene des Gleises verbunden ist, empfangen werden. Auf diese Weise ist eine Funktionsüberprüfung ohne Anwesenheit eines Schienenfahrzeuges mit ETCS-Antennen möglich.

Auch bei tragbarem HF-Decoder ist eine Ausfalloffenbarung auf einfache Weise möglich, indem im Falle des zyklisch erzeugten Störsignals jeweils bestimmte Warnlichter oder akustische Warnsignale zur Anzeige des Funktionsfähig- oder Defekt-Zu- standes erzeugt werden. Um möglichst hohe Sicherheit bei der Ausfalloffenbarung zu gewährleisten, ist die Fehleranzeige mit besonders deutlich voneinander unterscheidbaren Signali- sierungsmitteln, zum Beispiel rotes oder grünes Blinken, kurzer Stakkatoton oder anhaltender Warnton, ausgestattet. Fehler darüber hinaus werden durch Ausbleiben eines dieser

Signale offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer Detektoreinrichtung in einer Betriebswerkstatt,

Figur 2 die Detektoreinrichtung gemäß Figur 1 als

Prinzipdarstellung,

Figur 3 eine zweite Ausführungsform einer Detektoreinrichtung,

Figur 4 eine 3D-Antenne für eine dritte, tragbare Ausfüh ^¬ rungsform der Detektoreinrichtung und

Figur 5 eine tragbare Detektoreinrichtung mit einer weiteren Ausführungsform der 3D-Antenne.

Figur 1 veranschaulicht einen Betriebswerkstattbereich, in dem ein Schienenfahrzeug 1 abgestellt ist. Um den Unterflur ^¬ bereich des Schienenfahrzeuges 1 zugänglich zu machen, sind die beiden Schienen 2a und 2b des Abstellgleises 3 mittels Schienenständer 4 erhöht angebracht. Das Schienenfahrzeug 1 ist im Unterflurbereich, das heißt unterseitig, mit einer ETCS-Antenne 5 ausgestattet. Im aktiven Zustand, in dem die ETCS-Antenne 5 eingeschaltet ist, emittiert diese ein HF- Feld. Die Sendeleistung von etwa 10 W und der üblicherweise für ETCS-Antennen 5 verwendete Frequenzbereich bei 27 MHz sind im Nahbereich gesundheitsschädlich. Aus diesem Grund ist eine erfindungsgemäße Warnvorrichtung für Personen vorgese ^¬ hen, welche in einer ersten Ausführungsform im Wesentlichen aus Leckkabeln 6a und 6b, die an den Schienen 2a und 2b des Gleises 3 anliegen, zugeordneten Auswerteeinrichtungen 7a und 7b sowie einer nicht dargestellten Signalisierungseinrichtung zur optischen und/oder akustischen Signalisierung des Ein- /Aus-Zustandes der ETCS-Antenne 5 besteht. Die Leckkabel 6a und 6b bilden zusammen mit den Schienen 2a und 2b Empfangsantennen, die das von der ETCS-Antenne 5 im Ein-Zustand abge ^¬ strahlte HF-Feld auskoppeln und über Verbindungsleitungen 8a und 8b an die Auswerteeinrichtung 7a beziehungsweise 7b über ^¬ tragen. Zur Stromversorgung und zur Weiterleitung der Ausgangssignale sind die Auswerteeinrichtungen 7a und 7b via Ethernet 9a und 9b mit einer in Figur 2 dargestellten Betriebsleitzentrale 10 verbunden.

Figur 2 veranschaulich außerdem eine Parallelschaltung benachbarter Gleise 3 zur Vermeidung von Fehlalarmen durch Übersprechen des HF-Feldes einer eingeschalteten ETCS-Antenne 5 auf in Betriebswerkstätten und Depots üblicherweise dicht benachbarten Gleisen 3. Die in der gemeinsamen Betriebszentrale 10 empfangenen Leistungspegel bezüglich der Schienen 2a und 2b der Gleise 3 werden derart ausgewertet, dass eine Zu ^¬ ordnung der Warnungssignalisierung zu dem Gleis 3, auf dem das Schienenfahrzeug 1 mit der strahlenden ETCS-Antenne 5 ab ^¬ gestellt ist, erfolgen kann. Dabei wird die Tatsache ausge ^¬ nutzt, dass die Strahlungsintensität mit dem Abstand von der Strahlungsquelle quadratisch abnimmt.

Figur 3 zeigt eine weitere Variante für die Ausbildung schie ^¬ nennaher Empfangsantennen. Anstelle von Leckkabeln 6a und 6b sind Schleifenantennen IIa und IIb vorgesehen, welche für ebenerdige oder erdnahe Gleise 3 besonders geeignet sind. Da ^¬ bei ist jede Schleifenantenne IIa, IIb mit einer Auswerteein ^¬ richtung 7.1, 7.2 verbunden. Die Ausdehnung der Schleifenantenne IIa, IIb beträgt in Gleisrichtung zwischen 5 m und 50 m, wobei diese Längsausdehnung zur Erhöhung der Selektivität bezüglich Störungen von Nachbargleisen gering sein muss.

Für eine tragbare Ausführungsform der Warneinrichtung ist eine mitführbare 3D-Antenne als Empfangsantenne vorgesehen, welche in einer Tragetasche 12, Figur 5 zusammen mit der Auswerteeinrichtung und der Signalisierungseinrichtung untergebracht ist. Die 3D-Antenne kann dabei aus drei miteinander orthogonal verschachtelten Einzelantennen 13a, 13b und 13c bestehen, wie in Figur 4 dargestellt, oder auch in Kastenform orthogonal zueinander angeordnete Einzelantennen 13x, 13y und 13z aufweisen, welche in oder an der kastenförmigen Tragetasche 12 gemäß Figur 5 praktisch unterzubringen sind.