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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung von Rettungsmaßnahmen für gefährdete Personen.
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Gebäude werden häufig mit einer Vielzahl von elektronischen Systemen zur Überwachung und zur Information der sich darin aufhaltenden Personen ausgerüstet. Dazu gehören beispielsweise Feuer- und Einbruchmeldesysteme, Videoüberwachungsanlagen und Lautsprecheranlagen, sogenannte akustische Public-Address-Systeme. Diese Systeme haben spezielle Aufgaben im Falle einer Gefahrensituation. Beispielsweise detektieren einige Systeme die Situation und andere Systeme warnen Personen und geben Verhaltenshinweise. Derartige Systeme sind beispielsweise durch
JP 2004-213213 A ,
JP 08-235466 A ,
DE 200 11 124 U1 ,
DE 297 20 830 U1 bekannt geworden, wobei häufig Brandmelder und Lautsprecheranlagen miteinander kombiniert werden.
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Bei diesen bekannten Systemen ist es im Falle einer Gefahrensituation nicht möglich festzustellen, ob sich im Gefahrengebiet noch Personen befinden. Videoüberwachungsanlagen versagen bei starker Rauchentwicklung. Ferner ist es in Gefahrensituationen oft schwierig, den betroffenen Personen, die häufig in Panik geraten, einfache und leicht verständliche Hinweise für ein zweckmäßiges Verhalten, insbesondere zu einem günstigen Fluchtweg, zu geben.
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Die Druckschrift
DE 200 11 124 U1 , offenbart einen Rauchmelder mit Sprachausgabe, wobei ein Rauchmeldersensor mit einem Sprachspeichermodul, einer Spannungsversorgung und einem Lautsprecher verbunden ist.
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Aus der Druckschrift
DE 297 20 830 U1 ist ein Sprachwarnsystem für Feuerunfälle bekannt, mit mehreren Feuersensoren, wobei einer der Feuersensoren ein Signal an eine Multiplex-Auswahlvorrichtung ausgibt, sobald ein Feuer erfasst wird. Das Sprachwarnsystem umfasst Lautsprecher, die dazu verwendet werden, ein Gefahrenwansignal abzugeben und den Leuten mitzuteilen, wohin sie vor dem Feuer fliehen sollen.
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Die Druckschrift
DE 103 04 073 A1 betrifft ein Informationssystem zur dynamischen Wegeleitung mit wenigstens einem Anzeigemittel zur Darstellung von zustandsbezogenen Leitinformationen, wobei das Anzeigemittel in der Nähe eines Leitpfades angeordnet ist und ein Zustand auswählbar ist und ein Zustand aus einer Gruppe von Zuständen auswählbar ist.
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Die Druckschrift
US 2003/0 234 725 A1 , die den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, offenbart ein intelligentes Gebäudealarmsystem sowie -verfahren für das Erfassen, Überwachen und Bewerten von Gefahrsituationen in einem Gebäude. Sensoreinheiten umfassen eine bidirektionale Kommunikationsfähigkeit, die strategisch in dem Gebäude oder in einer Matrix von Gebäuden angeordnet sind. Diese Einheiten sind multifunktionale Detektoren, RF und weitere kabellose oder kabelgebundene Kommunikationsmodule und signalgenerierende Systeme, die mit einer Basisstation, anderen Modulen kommunizieren können und/oder onboard logische Lösungserzeugungskapazitäten umfassen.
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Vorteile der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Steuerung von Rettungsmaßnahmen für gefährdete Personen zu verbessern. Diese Aufgabe wird bei einer ersten erfindungsgemäßen Einrichtung dadurch gelöst, dass in einem für die Personen zugänglichen Bereich Sensoren angeordnet sind, welche die Personen lokalisieren, und dass die Sensoren mit einem Rechner verbunden sind, der aus der Lokalisierung der Personen, den Eigenschaften des Bereichs und der Lage mindestens eines Gefahrenherdes die Rettungsmaßnahmen ermittelt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in allen Bereichen angewandt werden, in denen Personen gefährdet werden können, beispielsweise in Gebäuden, wie Bürogebäuden oder Hotels. Die Anwendung ist jedoch nicht auf Räume in Gebäuden beschränkt, sondern kann auch vorteilhaft in Fahrzeugen, Schiffen oder Flugzeugen angewandt werden oder auch in offenen Bereichen, wie Fabrikanlagen oder Lagerplätzen. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist bei verschiedenen Gefahren einsetzbar, insbesondere bei Bränden, Chemikalien-Unfällen, Erdbeben oder Überfällen und Terroranschlägen.
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Als Rettungsmaßnahmen kommen Evakuierung der Personen, insbesondere durch Führung auf Fluchtwegen, Anweisungen an Rettungsmannschaften oder auch technische Maßnahmen, wie beispielsweise Schließen und Öffnen von Feuerschutztüren, in Frage. Durch die Lokalisierung der Personen können die Rettungsmaßnahmen gezielt ergriffen werden, wobei durch die Leistungsfähigkeit der üblichen Rechner die Rettungsmaßnahmen vielfältiger und schneller als durch eine Überwachungsperson ermittelt werden können.
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Zur Lokalisierung der Personen können im Rahmen der erfindungsgemäßen Einrichtung verschiedene Maßnahmen einzeln oder in Kombination mit anderen ergriffen werden. Eine dieser Maßnahmen besteht darin, dass die Sensoren von in dem Bereich verteilten Mikrofonen gebildet werden. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass in einem Gefahrenfall über Lautsprecher Aufforderungen ausgegeben werden, welche die Personen zur Abgabe von akustischen Meldungen auffordern.
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Weitere Maßnahmen können darin bestehen, dass zur Lokalisierung der Personen Bewegungsmelder in dem Bereich verteilt sind und/oder dass die Sensoren zur Lokalisierung der Personen Funksensoren sind, die auf Transponder reagieren, welche von den Personen mit sich geführt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die vom Rechner ermittelten Rettungsmaßnahmen Anweisungen zur Flucht der Personen enthalten. Dabei ist eine an sich bekannte Möglichkeit, dass die Anweisungen über Lautsprecher wiedergegeben werden. Um auch damit Personen helfen zu können, welche nicht über ausreichende Sprachkenntnisse verfügen, kann dabei vorgesehen sein, dass die Sprachausgabe der Anweisungen durch eine Sprachanalyse von akustischen Meldungen der Personen gesteuert wird.
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Bei Unglücksfällen, wie Bränden und anderen, sind Lautsprecherdurchsagen wegen des hohen Geräuschpegels und möglicherweise auch eingeschränkter Wahrnehmungsfähigkeit der Personen schwer zu verstehen. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die Lautsprecher derart angeordnet sind, dass sie unter Berücksichtigung der Lokalisierung der Personen und der Lage des Gefahrenherdes die Personen aus der Fluchtrichtung ansprechen. Dabei können möglichst einfach verständliche Durchsagen erfolgen, wie beispielsweise „kommen Sie hierher“. Mit dieser Ausführungsform wird auch verhindert, dass selbst akustisch einwandfrei verstandene Durchsagen bei ungünstigen Umständen auch missverstanden werden, beispielsweise dass links und rechts je nach Ausrichtung der Person verschieden verstanden werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann bei der erfindungsgemäßen Einrichtung auch vorgesehen sein, dass Fluchtwege durch Leuchtzeichen markiert werden. Diese können beispielsweise an Wänden angebrachte Leuchtpfeile oder in der Nähe der Lautsprecher angeordnete Blinklichter sein.
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Ferner kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch derart ausgebildet sein, dass in Abhängigkeit von der Lokalisierung der Personen und dem Ort des Gefahrenherdes technische Rettungs- und/oder Schutzeinrichtungen angesteuert werden. Solche Rettungs- und/oder Schutzeinrichtungen können beispielsweise Feuerschutztüren sein, die dann zwischen Gefahrenherd bzw. Brandstelle und im Ort der gefährdeten Personen geschlossen werden, oder Türen sein, welche einen Fluchtweg frei geben. Ferner können Rettungseinrichtungen, wie Notrutschen oder Zugänge für Rettungsmannschaften, angesteuert werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, dass die Eigenschaften des Bereichs als Modell des Bereichs gespeichert sind. Ein solches Modell kann beispielsweise ein Gebäude darstellen mit allen Räumen und Zugängen, Feuertreppen, Rauch- bzw. Feuersensoren, den zur Lokalisierung der Personen verwendeten Sensoren und Lautsprechern.
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Eine andere erfindungsgemäße Einrichtung dient zur Kommunikation mit gefährdeten Personen derart, dass an mindestens einem Rechner Mikrofone und Lautsprecher angeschlossen sind, die in einem zu überwachenden Bereich verteilt sind, und dass rechnergesteuert in einem Gefahrenfall über die Lautsprecher Aufforderungen an die Personen zur Abgabe von akustischen Meldungen ausgegeben werden und dass die Sprache von Anweisungen an die Personen durch eine von dem mindestens einen Rechner durchgeführte Sprachanalyse der von den Personen abgegebenen und von den Mikrofonen aufgenommenen akustischen Meldungen gesteuert wird.
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Damit können auch Personen, welche nicht die ansonsten in dem gefährdeten Bereich gesprochene Sprache verstehen, angesprochen werden. Bei dieser erfindungsgemäßen Einrichtung ist insbesondere vorgesehen, dass die Anweisungen aus Informationen einer gegebenen Gefahrenlage und der durch die Sprachanalyse gewonnenen Sprachinformationen erzeugt, gesteuert und/oder ausgewählt werden.
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Wie bereits im Zusammenhang mit der ersten erfindungsgemäßen Einrichtung erläutert, können in Gefahrensituationen Lautsprecherdurchsagen durchaus vom Lärm übertönt werden oder wegen der verminderten Aufnahmebereitschaft der Personen nicht verstanden werden. Bei einer dritten erfindungsgemäßen Einrichtung ist deshalb vorgesehen, dass akustische Signalgeber derart angeordnet und von einem Rechner steuerbar sind, dass die zu führenden Personen die Signale der akustischen Geber aus derjenigen Richtung vernehmen, in die sie geführt werden sollen.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Einrichtung sind die akustischen Geber vorzugsweise Lautsprecher, über welche Anweisungen ausgegeben werden. Die Anwendung von anderen akustischen Gebern, wie beispielsweise Signalhörnern, ist jedoch nicht ausgeschlossen. Die Anordnung der akustischen Geber bzw. Lautsprecher ist je nach den räumlichen Erfordernissen vorzunehmen, beispielsweise in der Nähe von Notausgängen.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Einrichtung kann vorgesehen sein, dass ferner Mittel zur Lokalisierung der Personen vorgesehen sind und dass die jeweils zur Abgabe von Signalen zu aktivierenden akustischen Geber aus der Lage der Gefahrenzone, der Lokalisierung der Personen und den gespeicherten Daten von Fluchtwegen berechnet werden.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 ein Blockschaltbild eines Systems zum Gebäudemanagement, das für die Erfindung geeignet ist,
- 2 ein Blockschaltbild eines alternativen Systems,
- 3 ein Blockschaltbild eines Public-Address-Systems,
- 4 ein Terminal des Public-Address-Systems und
- 5 ein mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung versehenes Gebäude.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die Einzelkomponenten des in 1 dargestellten Systems, nämlich ein Feuermeldesystem I, ein Videoüberwachungssystem 2, ein Einbruchmeldesystem 3 und ein Public-Address-System 4 sind mit dem Managementsystem 5 verbunden.
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Es ist auch möglich gemäß 2 die Einzelsysteme über ein Zentralnetzwerk 6 zu verbinden und das Managementsystem dezentral über die Einzel-Systeme zu verteilen. Weitere mögliche Einzelkomponenten, wie beispielsweise Raumluftüberwachung, sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Jede Einzelkomponente kann aus verschiedenen Sub-Komponenten bestehen, die wiederum über ein Netzwerk miteinader verbunden sind. Diese Sub-Komponenten können mit dem Zentralnetzwerk identisch sein.
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3 zeigt schematisch ein Public-Address-System. Es besteht aus einem Zentralserver 7 und Terminals 8, 9, 10, 11, die über ein Netzwerk 12 miteinander kommunizieren können. Üblicherweise werden vom Zentralserver 7 Audiosignale an die Terminals gesendet, die diese dann auf geeignete Weise wiedergeben. Es können vom Zentralserver auch Steuerbefehle an die Terminals gesendet werden, welche die Ausgabe eines aufgezeichneten oder synthetischen Signals auslösen. Gleichzeitig ist es für die Terminals möglich, vom Zentralserver 7 Information über die Gebäudesituationen abzurufen. Die Übertragung solcher Informationen, wie beispielsweise „Status Feueralarm“ kann entweder vom Terminal 8 bis 11 oder vom Zentralserver 7 initiiert werden. Ferner sind zusätzliche Informationen über den Zentralserver 7 abrufbar, die zum Beispiel den Ort des Feuers und blockierte Notausgänge beschreiben. Der Zentralserver 7 weist eine Schnittstelle 7' zur Verbindung mit dem Managementsystem 5 (1) oder mit dem Zentralnetzwerk 6 (2) auf.
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Den Aufbau eines Terminals zeigt 4. Es besteht aus den Komponenten Netzwerk-Interface 13, Recheneinheit 14, Audioausgabeeinheit 15 und Audioeingabeeinheit 16. In der Regel ist das Netzwerk-Interface nur mit der Recheneinheit und in nicht dargestellter Weise mit dem Netzwerk verbunden. Es ist jedoch auch möglich, direkte Verbindungen zwischen dem Netzwerk-Interface 13 einerseits und der Audioausgabeeinheit 15 und der Audioeingabeeinheit 16 andererseits sowie zwischen den Audioeinheiten 15, 16 untereinander vorzusehen.
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Die übliche Funktion eines Public-Address-Terminals erfüllt die Anordnung nach 4, indem die Audiosignale vom Netzwerk-Interface direkt oder über die Recheneinheit der Audioausgabeeinheit 15 zugeführt werden. Es ist mit dem Terminal auch möglich, über das Netzwerk-Interface 13 Steuerbefehle zu empfangen und daraufhin über die Recheneinheit vordefinierte Audiosignale an die Audioausgabeeinheit 15 zu übermitteln. Das könnten beispielsweise aufgezeichnete oder synthetische Ansagen oder Töne sein. Ein oder mehrere an die Ausgabeeinheit angeschlossene Lautsprecher strahlen dann die Audiosignale an die Umgebung ab.
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In Verbindung mit der Audioeingabeeinheit 16 und der Recheneinheit 14 kann das abzustrahlende Audiosignal an die Umgebung des Terminals angepasst werden. Dies kann beispielsweise durch Änderung der Signalpegel oder Änderung der Klangcharakteristik des Audiosignals geschehen.
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Im Falle einer Gefahrensituation kann das Terminal über eine akustische Ansage fragen, ob sich Personen im Umfeld des Terminals aufhalten und diese zu einer Antwort auffordern. Antwortet eine Person, können akustische Informationen über die Art der Gefahr und Verhaltensanweisungen gegeben werden. Durch den Empfang der Antworten kann die Nachricht, dass sich im Bereich des Terminals Personen aufhalten, auch zu übergeordneten Rechnern, beispielsweise zum Managementsystem 5 (1) geleitet werden. Zu einer genaueren Lokalisierung von Personen kann das Terminal mit einem Mikrofon-Array ausgerüstet werden. Dadurch ist es auch möglich, die Antwort mehrerer Personen zu unterscheiden.
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Bei dem beschriebenen System ist es ebenso möglich, aus benachbarten Terminals ein dezentrales Array zu bilden und so die Kosten für jedes einzelne Terminal gering zu halten, ohne auf eine Quellentrennung und Lokalisierung zu verzichten.
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Unter Nutzung geeigneter Algorithmen kann die Recheneinheit Antworten von Personen daraufhin auswerten, in welcher Sprache die Antwort gesprochen wurde. Abhängig von dem Ergebnis können die Audioausgaben dann in der gleichen Sprache ausgegeben werden, was insbesondere in Notsituationen eine wertvolle Hilfe sein kann.
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Bei genügender Differenzierung der Spracherkennung können sogar einzelne Personen oder Gruppen von Personen sicher aus der Gefahrenzone herausgeführt werden. Sollte während der Flucht ein Ereignis stattfinden, das den Fluchtweg unsicher macht, kann dies Ereignis über die anderen Überwachungssysteme - beispielsweise das Videoüberwachungssystem 2 (1) - detektiert werden. Das zentrale Managementsystem 5 oder der Zentralserver 7 können dann den Fluchtweg dynamisch neu berechnen und die Personen in Sicherheit führen.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem als Grundriss eines Stockwerkes dargestellten Gebäude 21. Von Fluren 22 bis 28 sind im Einzelnen nicht dargestellte Räume 29 zu erreichen, die beispielsweise Büros enthalten. An den Längsseiten des Gebäudes sind Treppenhäuser 30, 31 angeordnet, die von den Fluren 22 bis 28 durch Brand- oder Rauchschutztüren 32 getrennt sind, welche entweder stets automatisch schließen oder durch steuerbare Türfeststeller offen gehalten und im Falle eines Brandes geschlossen werden.
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Das Gebäude 21 weist ferner außen liegende Nottreppen 33, 34 auf, die von den Fluren 24, 27 durch Türen 35, 36 getrennt sind. Diese Türen sind im Normalfall verriegelt und können mit Hilfe je eines Aktuators 37, 38 im Gefahrenfall entriegelt werden.
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Für die erfindungsgemäße Einrichtung sind im Gebäude Mikrofone 18, welche durch runde Punkte dargestellt sind, und als Megafone dargestellte Lautsprecher 19 derart verteilt, dass eine Lokalisierung der Personen im Gefahrenfall hinreichend genau möglich ist. In den Räumen 29 vorhandene Lautsprecher und Mikrofone sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Von einer Vielzahl von Terminals zeigt 5 lediglich zwei Terminals 41, 42, die zusammen mit weiteren Terminals über das Subnetzwerk 12 mit einem Zentralserver 7 verbunden sind, der wiederum an ein Managementsystem 5 angeschlossen ist. Von möglicherweise vielen Komponenten des Managementsystems sind nur ein Bildschirm 43 und eine Tastatur 44 dargestellt. Außerdem ist an das Managementsystem 5 ein Feuermeldesystem 1 angeschlossen, das wiederum mit geeigneten Sensoren verbunden ist, von denen nur ein Sensor 45 schematisch dargestellt ist.
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Auf einem Bildschirm 43 können der Plan des Gebäudes, die Lage des Gefahrenherdes 46 sowie die lokalisierten Personen oder Statusinformationen grafisch dargestellt werden. Bei mehrstöckigen Gebäuden kann beispielsweise für jedes Stockwerk ein Bildschirm vorgesehen sein.
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Bricht beispielsweise bei 46 ein Feuer aus, wird dieses vom Sensor 45 dem Feuermeldesystem 1 gemeldet, worauf das Managementsystem 5 die Terminals 41, 42 veranlasst, entsprechende Ansagen an die Lautsprecher zu geben, wobei die Ansagen auch eine Aufforderung an die im Gebäude befindlichen Personen umfasst, sich zu melden. Die daraufhin empfangenen Meldungen werden von den Mikrofonen aufgenommen.
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Im Zusammenwirken der Recheneinheiten 14 (4) in den Terminals 41, 42 und einer zentralen Recheneinheit im Managementsystem 5 wird aufgrund der Lage des Gefahrenherdes 46, der Lokalisierung der Personen und der Topologie des Gebäudes 21 ein Fluchtplan berechnet und in geeignete Anweisungen umgesetzt, welche über die Lautsprecher wiedergegeben werden. Die Grundlagen für diese Berechnungen sind zuvor aufgrund von Informationen über das Gebäude und die Anzahl und Verteilung der sich im Gebäude aufhaltenden Personen von Sicherheitsfachleuten bearbeitet und in einem Speicher abgelegt worden. Für die Erläuterung der Erfindung sei angenommen, dass die durch Pfeile dargestellten Fluchtwege berechnet wurden.
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Zur Freigabe bzw. Öffnung der Nottür 35 ist im Terminal 41 eine Aktuatorausgabeeinheit vorgesehen. Die Berechnung der Fluchtwege erfolgt wiederholt, solange die Gefahrensituation anhält, so dass eine dynamische Anpassung der Fluchtwege erfolgt. Bei den in 5 dargestellten Fluchtwegen wird vorausgesetzt, dass die Treppenhäuser 30 und 31 bereits durch Personen ausgelastet sind, welche von den Fluren 22 und 26 bis 28 kommen. Deshalb werden Personen von den Fluren 23 bis 25 zur Treppe 33 geführt.
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Sollte es sich im Laufe der Evakuierung herausstellen, dass beispielsweise das Treppenhaus 33 noch Flüchtende aufnehmen kann, kann in dem Flur 25 und im halben Flur 28 die Fluchtrichtung umgekehrt werden. Wird eine solche Situation durch Überwachungskameras festgestellt, deren Bilder im Bereich des Managementsystems 5 sichtbar sind, kann auch durch manuelles Eingreifen die Fluchtrichtung beeinflusst werden.
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Die Darstellung auf dem Bildschirm 45 ermöglicht ferner dem Überwachungspersonal Rettungsmannschaften entsprechende Informationen zu geben, beispielsweise über eingeschlossene Personen.