Kameratechnologien und aktive Warnsysteme zur Personen- und Objekterkennung

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1 Kameratechnologien und aktive Warnsysteme zur Personen- und Objekterkennung Stand der Technik Handlungsempfehlungen für den Einsatz

2 Gefährdungsbeurteilung Sicht, TOP-Prinzip, mögliche Technische Maßnahmen Grundlagen Beschaffung, Betrieb, Einsatzkriterien:! Kamera-Monitor-Systeme Sicht! Passive Warnalarme! Aktive Warnsysteme Aufmerksamkeit 2

3 ! Kamera-Monitor-Systeme (KMS), z.b. Standard Kamera-Monitor-Systeme Rundumsicht Kamera-Monitor-Systeme Sicht! Passive Warnalarme, z.b. Breitbandwarnsysteme (akustische Warner)! Aktive (sensorische) Warnsysteme, z.b. Ultraschallsysteme Radarsysteme Funksysteme! Kombinationen Aufmerksamkeit Sicht + Aufmerksamkeit 3

4 Kompakter Überblick weitere Informationen unter: 4

5 Das Netzwerk Baumaschinen der Offensive Gutes Bauen ist Bestandteil der nationalen Initiative Neue Qualität der Arbeit INQA, in Zusammenarbeit u.a. mit: BAuA Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin BG BAU Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft BG RCI Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie BG Verkehr Berufsgenossenschaft für Transport und Verkehrswirtschaft BMAS Bundesministerium für Arbeit und Soziales IG BAU Industriegewerkschaft Bauen-Agrar-Umwelt KAN Kommission Arbeitsschutz und Normung SVLFG Sozialversicherung für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau UK NRW Unfallkasse Nordrhein-Westfalen VDGAB Verein Deutscher Gewerbeaufsichtsbeamter e.v. 5

6 1.1. Gefahren erkennen Sicht und Aufmerksamkeit Beim Betrieb mobiler Maschinen ereignen sich immer wieder schwere, auch tödliche Unfälle, weil Personen oder Objekte im Gefahrenbereich nicht erkannt wurden. Mangelnde Sicht verursacht:! Störungen des Arbeitsablaufs! Stress bei den Betroffenen! erhöhte Unfallrisiken 6

7 1.1. Gefahren erkennen Sicht und Aufmerksamkeit Beim Einsatz von Erdbaumaschinen stellt das Anfahren, Überfahren und bei Baggern zusätzlich das Anschwenken von Personen im Maschinenumfeld den größten Unfallschwerpunkt dar. Gute Sicht und Gefahrenerkennung ermöglicht:! mehr Sicherheit auf der Baustelle! Zugewinn an Ergonomie! höhere Wirtschaftlichkeit 7

8 1.2. Gefährdungsbeurteilung Sicht durchführen* Vorbeugen ist die sicherste Maßnahme, um Unfälle zu vermeiden. Daher muss der Unternehmer vor dem Maschineneinsatz mittels Gefährdungsbeurteilung* überprüfen:! Ob die Gefährdung besteht, dass Personen angefahren, überfahren oder angeschwenkt werden können.! Hierbei sind die Sichtverhältnisse des Maschinenführers, die Arbeits- und Fahrbewegungen der Maschine sowie die Arbeitsumgebung zu berücksichtigen. 8

9 1.2. Gefährdungsbeurteilung Sicht* durchführen Ergibt sich aus dieser Überprüfung, dass! der Maschinenführer keine ausreichenden Sichtverhältnisse über den gesamten Gefahrenbereich der Maschine hat, um Personen rechtzeitig zu erkennen und! sich Personen im Gefahrbereich befinden oder diesen betreten können (Arbeitsumgebung), muss der Unternehmer dafür sorgen, dass die Verwendung des Arbeitsmittels nach dem Stand der Technik sicher ist. 9

10 1.2. Gefährdungsbeurteilung Sicht durchführen Technische Maßnahmen Mittel zur Verbesserung der Sicht einsetzen, z.b. Kamera-Monitor-Systeme Organisatorische Maßnahmen Gefahrenbereiche definieren und kennzeichnen; Verhaltensregeln aufstellen und deren Einhaltung kontrollieren; regelmäßige Unterweisung der Beschäftigten durchführen; Einweiser einsetzen Persönliche Maßnahmen Persönliche Schutzausrüstung (PSA), z.b. Warnwesten ergänzend bereitstellen und für deren Benutzung sorgen 10

11 2 Kamera-Monitor-Systeme (KMS) Hilfsvorrichtungen zur Verbesserung der Sicht und Gefahrenerkennung:! sorgen für mehr Sicherheit im Arbeits- und Bewegungsbereich mobiler Maschinen! unterstützen Überwachung des Gefahrenbereichs vor, hinter und um das Fahrzeug herum sowohl bei Fahrbewegungen als auch bei Bewegungen der Anbaukomponenten 11

12 2.1. Kamera-Monitor-Systeme Standard Sind einzeln und/oder kombiniert als! Rückfahrkameras,! Seitenbereichskameras sowie! Frontkameras (große Schaufeln) zur Überwachung des Nahbereichs rund um die Maschine herum vorgesehen aber nicht für längerer Fahrbewegungen, z.b. Rangierbetrieb auf Sicht. 12

13 2.1. Kamera-Monitor-Systeme Standard! Qualität der Komponenten (Öffnungswinkel der Kamera, Übertragungszeit der Bilddaten, Monitor-Farbechtheit, Spiegelbildfunktion)! optimale Montage und Einstellung des Systems (siehe Nachrüst-Broschüre)! regelmäßige Wartung durch Fachpersonal! Schulung der Mitarbeiter 13

14 2.2. Kamera-Monitor-Systeme Rundumsicht Ermöglichen bis 360 -Rundumsichten für ergonomischere, effektivere Arbeitsabläufe. Der Bediener:! erfasst mit Blick auf den Monitor die Gefahrenbereiche seines direkten Maschinen-/Fahrzeugumfeldes! sieht Echtzeitbilder aus der Vogelperspektive oder im Splitscreen 14

15 Netzwerk Baumaschinen NRMM Arbeitsschutzfachtagung LAS Landesamt für Arbeitsschutz Brandenburg 2.2. Kamera-Monitor-Systeme Rundumsicht 3 Kameras 15

16 2.2. Kamera-Monitor-Systeme Rundumsicht 4 Kameras 16

17 2.2. Kamera-Monitor-Systeme Rundumsicht! 3 bzw. 4 Ultraweitwinkellinsen erfassen die Fahrzeugbereiche mit deren Umgebung! Weiterverarbeitung der Kamerabilder zu einer 360 Ansicht! unterbrechungsfreie Bildwiedergabe in Echtzeit! einblendbare Führungslinien geben zusätzliche Orientierung! der Sichtbereich ist nach Fahrzeugtyp und Anwendung individuell anpassbar! einstellbare Auslöser ermöglichen verschiede Perspektiven (optional z.b. separate, vergrößerte Darstellung des Rückfahrbereichs bei Einlegen des Rückwärtsgangs, beim Rechtsabbiegen,...) 17

18 3 Passive (akustische) Warnalarme Verbessern die rechtzeitige Wahrnehmbarkeit von Personen und Gegenständen die sich im Arbeitsbereich von Maschinen und Fahrzeugen aufhalten:! durch akustische Signale alarmieren sie die im Gefahrenbereich befindlichen Personen! und (ungewollt) systemabhängig auch alle weiteren sich in der näheren Umgebung befindlichen Personen... 18

19 3.1. Passive Warnalarme Pieper... die häufig eingesetzten Pieper verursachen! Lärmbelästigungen,! Stress bei Beschäftigten und Anwohnern,! Desensibilisierung bei Dauerpiepen,! ggf. Hörschäden und lassen sich häufig nicht eindeutig lokalisieren. 19

20 3.2. Passive Warnalarme Breitbandton Zischer Warnen Personen, die sich einem Gefahrenbereich nähern oder sich dort bereits befinden durch einen gerichteten Alarmton ( zischen ).! Das akustische Signal wird nur in der Gefahrenzone wahrgenommen (weites Frequenzspektrum). 20

21 3.2. Passive Warnalarme Breitbandton Zischer Breitbandton-Warner:! warnen gefährdete Personen eindringlich! geben Richtung an, aus der sich Gefahr nähert und ermöglichen eine schnelle Lokalisierung! sind individuell konfigurierbar, zum Beispiel aktivierbar durch Einlegen des Wahlhebels! nachrüstbar bei fast allen Maschinen/ Fahrzeugen! vermeiden Lärmbelästigungen gegenüber Dritten 21

22 4 Aktive Warnsysteme sensorische Warnsysteme Aktive Warnsysteme unterstützen die Personen- und Objekterkennung in schwer bzw. nicht einsehbaren Bereichen (tote Winkel). Sensoren detektieren die Umgebung und geben ein akustisches und/ oder visuelles Warnsignal an den Bediener je nach System auch an Personen im Gefahrenbereich. Nach Anforderungsprofil kommen unterschiedliche sensorische Systeme zum Einsatz:! Ultraschallsysteme! Radarsysteme! Funksysteme! Sonstige 22

23 4 Aktive Warnsysteme sensorische Warnsysteme Tote Winkel: 23

24 4 Aktive Warnsysteme sensorische Warnsysteme Aktive Warnsysteme können für unterschiedlichste Arbeitsaufgaben und Arbeitsbedingungen konfiguriert werden. Entscheidend für ihre Wirksamkeit sind:! anwendungsgerechte Auswahl,! Qualität des Systems und! fachgerechte Montage 24

25 4 Aktive Warnsysteme sensorische Warnsysteme In Kombination mit KMS bieten aktive Warnsysteme wirksame Unterstützung: Sensorik erkennt KMS überprüft detektiert den Gefahrenbereich liefert sofort explizite Information und warnt durch spezifische über die Geschehnisse im akustische/ optische Signale Gefahrenbereich der Maschine 25

26 4.1. Aktive Warnsysteme Ultraschallsysteme Erkennen Hindernisse (Personen und Gegenstände):! mit sehr hoher Genauigkeit von 10cm* im näheren Umfeld! bei Entfernungen bis zu 3m im Einzelfall sogar bei Entfernungen bis zu 9m Abstand vom Fahrzeug! bei niedrigen Geschwindigkeiten (deutlich unter 20 km/h)! auf der Basis von Schallwellen *In Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit 26

27 4.1. Aktive Warnsysteme Ultraschallsysteme Einsatzbereiche, Beispiele:! beengte Platzverhältnisse! Umgebungen mit hereinragenden Gegenständen (hoher Baumbestand)! dichte, innerstädtische Baustellen und Verkehrsbereiche! Ab- und Entladestellen, Lieferzonen! niedrigere Einsatzgeschwindigkeiten >>> Abbildung was sieht/ hört der Fahrer was hört die gefährdete Person (siehe Seite 48) 27

28 4.1. Aktive Warnsysteme Ultraschallsysteme Konfiguration als Abstandswarner abhängig von Gefahrensituation und Arbeitsbereich:! rückseitig! seitlich und/ oder! vorderseitig 28

29 4.1. Aktive Warnsysteme Ultraschallsysteme Beispielkonfiguration mit 4 Detektoren hinten:! 2 Detektoren unten für bewegliche Gefahren (z.b. Personen)! 2 Detektoren oben für feste Objekte (z.b. Vordächer) 29

30 Beispiel (2 Detektoren unten):! bis zu 5 Objekte werden gleichzeitig registriert! das am nächsten zur Maschine stehende Objekt A wird per Display gemeldet! sobald A die Gefahrenzone zur Seite verlässt,! meldet Display eine zweite potenzielle Gefahr B in Warnzone III... 30

31 4.1. Aktive Warnsysteme Ultraschallsysteme Beeinträchtigungen bzw. Fehlmeldungen können verursacht werden, durch:! Einsatzort mit hoher Verschmutzungsgefahr! schlechte Sichtverhältnisse durch Staub, Nebel, Rauch, Schneefall! unwegsame, stark unebene Geländebereiche ACHTUNG: Häufige Fehlmeldungen können zu verminderter Aufmerksamkeit beim Bediener führen! 31

32 4.1. Aktive Warnsysteme Ultraschallsysteme Wichtige Ausstattungsmerkmale:! mehrstufiges auditives Abstandswarnsystem (z.b. 3 Gefahrenzonen)! einstellbare Erkennungsbereiche/ -zonen! Umgebungslernmodus zur Vermeidung von Fehlalarm! Selbstdiagnosefunktion! visuelles Abstands-Display! wasserdichter Steuerungskasten Vor Beschaffung gefährdungsorientiertes Pflichtenheft erstellen! 32

33 4.2. Aktive Warnsysteme Radarsysteme Erkennen Hindernisse (Personen und Gegenstände):! in großflächigeren Detektionsbereichen (20m-Umfeld eines Fahrzeugs)! bei höheren Geschwindigkeiten bis zu 20 km/h! mit geringerer Zeitverzögerung auf der Basis von elektromagnetischen Wellen (Lichtgeschwindigkeit) 33

34 4.2. Aktive Warnsysteme Radarsysteme Einsatzbereiche, Beispiele:! raueste Umgebungen (Schmutz, Schlamm, Staub, Starkregen, Feuchtigkeit, Hitze, Kälte)! schlechte Sichtverhältnisse (Nebel, Dunkelheit, Rauch)! schwere Maschinen und Nutzfahrzeuge! Einsatzgeschwindigkeiten bis 20km/h 34

35 4.2. Aktive Warnsysteme Radarsysteme Anzeige sowohl über LED-Display (Seite 37) als auch über Monitor (bei Kombination mit KMS) möglich: 35

36 4.2. Aktive Warnsysteme Radarsysteme Beeinträchtigungen bzw. Fehlmeldungen können verursacht werden, durch:! unwegsame, stark unebene Geländebereiche ACHTUNG: Häufige Fehlmeldungen können zu verminderter Aufmerksamkeit beim Bediener führen! 36

37 4.2. Aktive Warnsysteme Radarsysteme! mehrstufiges Abstandswarnsystem! einstellbare Erkennungsbereiche/-zonen! geringe Zeitverzögerung bei Objekterkennung (50ms)! akustisches und/oder optisches Warnsignal an den Fahrer! optional erweiterbar für Zusatzanwendungen (Rückfahralarme und Rundumüberwachung durch zusätzliche Sensoren) Vor Beschaffung gefährdungsorientiertes Pflichtenheft erstellen! 37

38 4.3. Aktive Warnsysteme Funksysteme Erkennen Personen:! die eine Warneinheit (Empfangsgerät/Beeper) tragen! sogar, wenn diese durch Objekte verdeckt sind! kreisförmig in Gefahrenbereichen bis 25 m, keine toten Winkel, in 2 Sicherheitszonen (gelb... rot)! auch bei höheren Geschwindigkeiten (bis zu 25 km/h)! auf der Basis von elektromagnetischen Wellen (Funk) Sie warnen sowohl Fahrer als auch Personen im Gefahrenbereich. 38

39 4.3. Aktive Warnsysteme Funksysteme Sendeeinheit auf der Maschine (Keeper) alarmiert Empfangseinheit (Beeper) personengetragen empfängt Warnung und vibriert 39

40 4.3. Aktive Warnsysteme Funksysteme Einsatzbereiche, Voraussetzungen:! abgeschlossenes Betriebsgelände mit Zugangskontrolle! eingezäunte Steinbrüche, Großbaustellen, Bergbau, Gleisbau; Logistik/ Lagerbetrieb, Landwirtschaft Erkennt ausschließlich Personen, die eine Warneinheit (Beeper) tragen. ACHTUNG: Kontrolle (z.b. durch Pförtner im Eingangsbereich) sicherstellen! 40

41 4.3. Aktive Warnsysteme Funksysteme Ausstattungsmerkmale Keeper:! Anzeige für 2 Gefahrenzonen! Anzahl der detektierten Beeper im Gefahrenbereich! Warnung durch LED-Anzeige und akustischen Alarm! integrierte Antennen für fast alle Baumaschinen! Funktion auch bei Schmutz und schlechten Sichtverhältnissen 41

42 4.3. Aktive Warnsysteme Funksysteme Ausstattungsmerkmale Beeper:! personengetragene Warneinheit, mit Clip an Kleidung befestigt! akustischer Alarm und Vibration Vor Beschaffung gefährdungsorientiertes Pflichtenheft erstellen! 42

43 4.4. Aktive Warnsysteme und KMS Sicht und Aufmerksamkeit 1. Klare Sichtverhältnisse herstellen 2. Aufmerksamkeit des Fahrers ermöglichen 43

44 4.4. Aktive Warnsysteme und KMS Entsprechend dem Gefährdungsprofil können unterschiedliche sensorischen Systeme mit Kamera-Monitor-Systemen kombiniert werden und diese ergänzen:! Sensorik erkennt, KMS konkretisiert! Kamera erfasst visuell, Sensorik warnt akustisch 44

45 4.4. Aktive Warnsysteme, KMS und... Sensor Ultraschall Display Monitor Kamera 45

46 4.4. Aktive Warnsysteme, KMS und... Beispiel: Ultraschallsensoren in Verbindung mit Breitbandton Warnen Personen, die sich einem Gefahrenbereich nähern oder sich dort bereits befinden durch einen gerichteten Alarmton ( anschwellend ).! schaltet sich nur ein, wenn Personen oder Gegenstände im Gefahrenbereich auftauchen 46

47 Display für Ultraschallsensoren in Fahrerkabine 0-0,7 m red illuminated 0,7-1,7 m red flashing 1,7-3,0 m yellow flashing > 3 m green illuminated Zusätzlicher Monitor für Heck- und Frontkameras Sound-Signal innen und außen 47

48 Netzwerk Baumaschinen NRMM Arbeitsschutzfachtagung LAS Landesamt für Arbeitsschutz Brandenburg 5 Entscheidungshilfe für aktive Warnsysteme 48

49 6 *ausgesetzte Sichtfeldanforderungen in der DIN EN 474-1/ ISO 5006:2006 (Neumaschinen)! Als Anforderung an das Sichtfeld galt u.a. gemäß ISO 5006 bisher, dass ein 1,5 m hoher Prüfkörper im Abstand von 1,0 m von der Maschine vom Fahrer zu sehen sein muss.! Diese Vorgabe ist seit Anfang 2015 unzureichend! Eine neue Regelung ist noch nicht in Kraft.! Die Höhe des Prüfkörpers wird voraussichtlich abhängig vom Maschinentyp und der Maschinengröße auf ein geringeres Maß reduziert.... deshalb unbedingt beachten: 49

50 6 Beschluss der EU-Kommission zur Sicht bei Baumaschinen EU-Beschluss: Sichtfeldnorm für Erdbaumaschinen ist nicht sicher genug! Das Anfahren, Überfahren und z. B. bei Baggern zusätzlich das Anschwenken von Personen gehört zu den Hauptunfallschwerpunkten beim Betrieb von Erdbaumaschinen. Vor diesem Hintergrund wurden mit dem Durchführungsbeschluss 2015/27 der EU- Kommission vom 07. Januar 2015 die in der harmonisierten Norm EN 474-1:2006+A4:2013 Erdbaumaschinen Sicherheit Teil 1: Allgemeine Anforderungen beschriebenen Anforderungen an das Sichtfeld von Erdbaumaschinen als nicht ausreichend sicher beurteilt. 50 Auszug Die Kommission kam nach entsprechender Prüfung zu dem Schluss, dass die nach dieser Norm entwickelten und hergestellten Maschinen dem Fahrer keine ausreichende Sicht ermöglichen, um die Maschine ohne Gefährdung des Fahrers oder Dritter zu betreiben. Diese Maschinen erfüllen deshalb nach Auffassung der Kommission nicht die grundlegenden Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen von Anhang I der Maschinenrichtlinie (Richtlinie 2006/42/EG).

51 6 Empfehlung Sicht beim Einsatz von Erdbaumaschinen und Walzen Empfehlung des DGUV-Sachgebietes Tiefbau im Fachbereich Bauwesen vom Auszug 1. Allgemeines: Beim Einsatz von Erdbaumaschinen stellt das Anfahren, Überfahren und bei Baggern zusätzlich das Anschwenken von Personen im Maschinenumfeld den größten Unfallschwerpunkt dar. Zur Vermeidung dieser Unfälle muss vom Unternehmer vor dem Einsatz von Erdbaumaschinen und Walzen im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung überprüft werden, ob die Gefährdung besteht, das Personen angefahren, überfahren oder angeschwenkt werden können. Hierbei sind die Sichtverhältnisse des Maschinenführers, die Arbeits- und Fahrbewegungen der Maschine sowie die Arbeitsumgebung zu berücksichtigen. Ergibt sich aus dieser

52 Empfehlung Sicht beim Einsatz von Erdbaumaschinen und Walzen 6 2. Überprüfung des Sichtfeldes Überprüfung aller Erdbaumaschinen und Walzen hinsichtlich der Sichtverhältnisse vor, hinter und erforderlichenfalls, z. B. bei Baggern, auch seitlich von der Maschine. Hierbei ist zu berücksichtigen, ob im Umfeld der Maschine Arbeiten in leicht gebückter oder aber kniender Körperposition möglich sind. Vereinfachtes Verfahren zur Überprüfung des Sichtfeldes: Bei möglichen Arbeiten in leicht gebückter Körperhaltung: Es wird überprüft, ob der Fahrer eine im Abstand von 1m vor, hinter oder erforderlichenfalls (z. B. Bagger) neben der Maschine in leicht gebückter Haltung arbeitende Person sehen kann. Bei möglichen Arbeiten in kniender Körperhaltung: Es wird überprüft, ob der Fahrer eine im Abstand von 1m vor, hinter oder erforderlichenfalls (z. B. Bagger) neben der Maschine kniender Haltung arbeitende Person sehen kann. Wird das vorbeschriebene Kriterium nicht erfüllt, müssen Maßnahmen ergriffen werden. Technische Maßnahmen zur Sichtverbesserung (z.b. Einbau von Kamera- /Monitorsystemen oder von zusätzlichen Spiegeln) müssen baldmöglichst umgesetzt werden Auszug 3. Randbedingungen für das Umsetzen der technischen Maßnahmen:

53 7 Fördermöglichkeiten BG BAU und BG RCI fördern Nachrüstung von Baumaschinen und Baustellen-LKW:! mit Kamera-Monitor-Systemen (Rückfahrkamera; zweite Kamera rechts bei Baggern) Zusätzlich fördert die BG RCI Nachrüstung:! mit Funk-Sensorik-Systemen (bei abgeschlossenen Betriebsbereichen) Alle wichtigen Infos zu Voraussetzungen, Prämienhöhen, Anmeldebögen usw. erfahren Sie bei der für Ihren Betrieb zuständigen Berufsgenossenschaft. 53

54 Netzwerk Baumaschinen NRMM Arbeitsschutzfachtagung LAS Landesamt für Arbeitsschutz Brandenburg Weitere Informationen finden Sie in den bisher erschienen Broschüren: für Unternehmer und Aufsichtspersonen für Unternehmen, Fachhändler und Montagewerkstätten für Unternehmer und Führungskräfte für Arbeitgeber, Arbeitnehmer und Interessenvertretungen Download: 54

55 Kontakt Netzwerk Baumaschinen Karlheinz Pfeiffer Querallee 41, Kassel Telefon: Mobil: Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 55