Acoustical Guidance in emergency situations in tunnels

• Research unit: FEDRO RBT
• Project number: VSS2010/203

Key words (German)

Brandereignis, Akustische Führung, Verständlichkeit, Notdurchsagen

Key words (English)

Emergency, acoustical guidance, intelligibility, emergency calls

Short description (German)

Verschiedene Länder verwenden Lautsprecheranlagen im Tunnel , mit z.T. unterschiedlichen Zielsetzungen: Durchsagemöglichkeit in der Tunnelröhre, im Vorportalbereich, um Fahrzeuginsassen zum Verlassen des Fahrzeugs aufzufordern; akustische Hinweise zur besseren Benutzung von Notausgängen. In der Schweiz werden bisher nur vereinzelt Lautsprecher in Querschlägen, technischen Zentralen oder Fluchtstollen eingesetzt. (Die EU-Richtlinie 2004/54/EG schreibt Beschallungsanlagen in Schutz- und Warteräumen vor.)

Weitgehende Versuche in den Niederlanden haben jedoch gezeigt, dass die Ortung von Notausgängen bei schlechten Sichtverhältnissen stark verbessert werden kann, wenn akustische Hinweise verwendet werden. Die Feldversuche waren derart erfolgreich, dass diese Technik in allen Tunneln angewendet wird.

In der Schweiz sind Notausgänge gemäss neuesten Anforderung mit lichttechnischen Hilfsmitteln speziell beleuchtet und gekennzeichnet; im Ereignisfall sind Blitzleuchten im Einsatz. Diese "Grundausstattung" wird als gegeben angenommen und in diesem Projekt nicht weiter hinterfragt.

Als Zielsetzung definieren wir: Aufzeigen der Anwendbarkeit der positiven Erfahrungen in anderen Ländern im Vergleich zur Schweiz, insbesondere bez. Signaltönen in Kombination mit Durchsagen, insbesondere auch bez. Unterschieden von akustischen Hinweisen mit/ohne Sprache.

Mit Fachleuten des Institutes für Psychologie an der Universität Bern sollen Feldversuche durchgeführt werden, um die aufgestellten Thesen zu erhärten – oder zu widerlegen. Abschliessend soll die erforderliche Ausrüstung zur Umsetzung am Beispiel eines Pilottunnels aufgezeigt werden. Damit soll die Basis für eine allfällige Umsetzung in einem Pilottunnel geschaffen werden.

Short description (English)

Many countries use public address systems in tunnels, emergency rooms and evacuation galleries. The goals are different – highest priority is often given for the quick and precise information of traffic participants in emergeny situations. Only a few countries have experience with public address-systems in tunnel tubes. This kind of loudspeaker systems shall help to accelerate evacuation processes and help people to locate the emergency exits.

The study shall give (possible) evidence that such technologies can be adapted to Switzerland by theoretical means and by field tests, to be planned and executed together with the psychological institute of the University of Berne. The Swiss conditions regarding tunnel safety equipment shall be taken into account and a possible installation shall be outlined.

Project description (German)

In der Schweiz wurden in den vergangenen Jahren grosse Anstrengungen zur Verbesserung der Sicherheit im Tunnel unternommen. Viele Tunnels wurden bereits "sicherheitstechnisch" aufgerüstet, insbesondere die Signalisation der Sicherheitsausrüstung wurde wesentlich verbessert.

Was bisher in der Schweiz erst am Beispiel von Sirenen-Tönen geprüft wurde, sind akustische Hilfsmittel zur Lenkung von Flüchtenden im Ereignisfall.

Expected findings/ usefulness, beneficiaries (German)

Die Ergebnisse sind im Vorgehensplan definiert.

Methods (German)

Das Vorgehen gliedert sich in 3 Hauptphasen, wobei sich jede Phase in kleinere Teilschritte weiter unterteilen lässt. Jede Phase endet mit einem Zwischenbericht welcher im Rahmen der Begleitkommission einfach und transparent überprüft werden kann.

Special tools and infrastructure (German)

Keine. Für die Testinstallation ist jedoch eine provisorische Lautsprecherinstallation am Notausgang anzubringen.

Overview of research activities (German)

Forschungsarbeiten in Zusammenhang mit menschlichem Verhalten in Notsituaiton sind bereits viele geleistet worden; insbesondere hat auch PIARC 2008 eine neue, überarbeitete Studie herausgegeben. Die Niederlande haben die weitestgehenden Untersuchungen durchgeführt, welche auch mit grösserer Tests begleitet wurden. Parall dazu wurden spezielle Lautsprecher entwickelt, welche sich besonders für den Einsatz im Tunnel eignen.

1999, J.W. Hujiben, Rijkswaterstaat NL, Speach Transmission by Loudspeaker Systems In A Tunnel

2005, Traffic Safety and Road Tunnels Conference Hamburg, A. Noizet and F. Mourey: Crisis Situation in Tunnels: What Kind of Behavior Can We Expect From Drivers?

2008 Piarc, Evert Worm et al. Human Factors and Road Tunnel Safety Regarding Tunnel Users

Project aims (German)

Die Ziele dieses Projektes kann wie folgt zusammengefasst werden:

• Aufzeigen der Anwendbarkeit der positiven Erfahrungen in anderen Ländern im Vergleich zur Schweiz, insbesondere bez. Signaltönen in Kombination mit Durchsagen.
• Aufzeigen des Unterschiedes von akustischen Hinweisen mit/ohne Sprache
• Verifizierung von aufgestellten Thesen durch Feldversuche
• Darstellen der erforderlichen Ausrüstung zur Umsetzung am Beispiel eines Pilottunnels.
• Aufarbeiten der technischen Anforderungen zur Umsetzung in einem Pilot-tunnel im Sinne eines einfachen Vorprojektes (inkl. Kostenschätzung)
• Basis schaffen für eine Umsetzung und Realisierung in einem Pilottunnel, mit dem Ziel, konkrete Erfahrungen für die Schweiz zu sammeln.

Project aims (English)

The goal of the study can be summarized as follows:

• Verification of postive experiences in European countries
• Analysis of conception differences between calls with/without text
• Conceptual engineering re necessary equipment
• Work out of specifications for testtunnel

Research agenda (German)

1. Phase: Grundlagen

Meilenstein: Analyse-Bericht, Thesen und Kriteriensatz formuliert

Schritt 1.1: Analyse und Grundlagen

· Analyse der technischen Lösungen im Ausland, vor allem in den Niederlanden

· Bewertung der Umsetzung für CH-Verhältnisse

· Analyse der Erfahrungen mit den bestehenden akustischen Hilfsmitteln (Sirenen-Töne) in der Schweiz

· Kurzes Studium der akustischen Rahmenbedingungen im Tunnel unter Einbezug der Forschungsergebnisse NL/Universität Utrecht, D/bast

Schritt 1.2: Erarbeitung der Thesen

· Aufstellung von Thesen zur Erreichnung der Zielsetzung mittels Sprache/Töne unter Berücksichtigung der technischen Ausrüstung

· Vergleich der unterschiedlichen akustischen Mittel Töne/Durchsagen

· Bestimmung der wesentlichen Einflussfaktoren

· Bildung von Anti-Thesen

· Kriteriensatz zum Vergleich der Vorschläge

2. Phase: Versuch und Simulation

Meilenstein: Versuchsbericht Uni Bern, Simulationsbericht, Risikoanalyse, Bestvariante, Abgleich mit Feldversuch

Schritt 2.1: Feldversuch

· Aufbau eines Feldversuches

· Durchführung von Versuchen in einem Tunnel

· Auswertung und Analyse der Ergebnisse

· Neu-Bewertung der Thesen

· Erarbeitung einer Bestvariante Empfehlung

Schritt 2.2: Computer-Simulation

· Nachbildung des Feldversuchs mittels Computer-Simulation (zB PedGo)

· Auswertung und Vergleich der Simulation

Schritt 2.3: Risiko-Analyse

· Aufbau einer Risiko-Analyse auf Basis der Thesen und der Feldversuche

· Untersuchung des Risikosenkungspotenzials für Varianten

· Darstellung einer Bestvariante/Empfehlung

· Abgleich mit den Ergebnissen des Feldversuches

3. Phase: Empfehlungen und Konzept

Meilenstein: Anforderungspflichtenheft, Wirkmatrix, Schnittstellen Leitzentrale, Konzept für Pilottunnel (Projektabschluss) und Schlussbericht

Schritt 3.1: Anforderungspflichtenheft

· Darstellung der technischen Anforderungen für die Bestvariante in einem Pflichtenheft

· Einarbeitung der Anforderungen in die Wirkmatrix

· Bearbeitung der technischen Schnittstellen (Vor Ort/Leitzentrale)

Schritt 3.2: Konzept (für einen Pilottunnel)

· Technische Lösungskonzepte

· Organisations- und Betriebskonzepte

· Kostenschätzung ± 20%

· Realisierungsterminplan

Graphik 1: Arbeitsprogramm und Kostenzusammenstellung

 

Related documents

• VSS 2010 203 Graphik 1.pdf [PDF] 120 kB

Transfer and application (German)

Bei erfolgreichen Ergebnissen der Studie sowie der begleitenden Begleitversuche soll ein Pilottunnel mit der Ausrüstung versehen werden. Die damit gemachten Erfahrungen und eine allfällige Validierung können dazu führen, dass diese Ausrüstung Eingang in das Richtlinienwerk des ASTRA findet und als Standardausrüstung in Tunnels eingesetzt wird.

Literature (German)

Allgemein

Norm SN 531 197/2, Projektierung Tunnel, Strassentunnel, Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein, Zürich, 2005

Richtlinie Tunnel und Elektromechanik, Signalisation der Sicherheitseinrichtungen in den Tunnels (in Vorbereitung), Bundesamt für Strassen, Bern

Bundesamt für Strassen, Tunnel Task Force, Schlussbericht, Bern, 2000

Akustische Ausrüstung im Tunnel, Verhalten des Tunnelbenutzers

J.W. Hujiben, Rijkswaterstaat NL, Speach Transmission by Loudspeaker Systems In A Tunnel, 1999

Traffic Safety and Road Tunnels Conference Hamburg, A. Noizet and F. Mourey: Crisis Situation in Tunnels: What Kind of Behavior Can We Expect From Drivers? 2005

Piarc, Evert Worm et al: Human Factors and Road Tunnel Safety Regarding Tunnel Users, 2008

Weitere Litereratur im spezifischen Umfeld

Betriebs- und Sicherheitsanlagen (BSA) inkl. Erhaltung

Brand- und Störfalldetektion in Strassentunneln - Vergleichende Untersuchungen, Heft 925, Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen, D 2005

Bundesamt für Konjunkturfragen, Impulsprogramm BAU, Erhaltung von Tunnelbauwerken, Bern, 1993

B. Steinhauer, G. Mayer, M. Brake, Videobasierte Störfalldetektion in Tunneln, Strasse + Autobahn, Köln, 2003

Richtlinie Tunnel und Elektromechanik, Signalisation der Sicherheitseinrichtungen in den Tunnels (in Vorbereitung), Bundesamt für Strassen, Bern

Richtlinie Tunnel und Elektromechanik, Verkehrsfernsehen (in Vorbereitung), Bundesamt für Strassen, Bern

U. Welte, G. Friedrich, Zerfallszyklen von elektromechanischen Anlagen: Beispiel Leittechnik, Fachartikel, Strasse und Verkehr Nr. 5, VSS, Zürich, 2006