Як вимірюють швидкість автомобілів
Вимірювання швидкості за допомогою радара
Автомобілі створені для пересування, причому бажано на високій швидкості. Кожен з нас хоче дістатися з точки А до точки В якнайшвидше. Чим швидше їде автомобіль, тим менше часу потрібно, щоб дістатися мети.
Однак швидкість руху на дорогах обмежена. Чому? Та тому, що на великій швидкості більше ризику. На великій швидкості машиною важче керувати і рух стає небезпечним. Крім того, що вища швидкість, то довша гальмівна дорога. Наприклад, якщо збільшити швидкість на 10 км/год, то гальмівний шлях збільшується вдвічі.
Вибір швидкості залежить від особливостей дороги. Тому на дорогах встановлюють спеціальні знаки, що обмежують швидкість. А для порушників передбачено покарання у вигляді штрафів.
Але перш ніж карати потрібно точно виміряти швидкість автомобіля. Найзручніший і найточніший спосіб виміру — це вимір за допомогою радара, який випромінює електромагнітний сигнал у бік автомобіля. Відбившись від автомобіля, що рухається, сигнал приходить назад на антену радара, при цьому частота відбитого сигналу залежить від швидкості машини. Цей незвичайний ефект відкрив австрійський фізик Крістіан Доплер ще 1841 року. І з того часу всі радари, що ґрунтуються на цьому принципі, називаються доплерівськими.
Сучасні доплерівські радари вміють не тільки вимірювати швидкість, а й визначати напрямок руху автомобіля, точно знаходити розташування кожної машини на дорозі. Якщо поєднати такий радар з фотокамерою, то вийде пристрій, званий фоторадар, який може автоматично фотографувати всі автомобілі, одночасно вимірюючиїхня швидкість. І якщо серед них виявиться порушник, то радар автоматично його виявить, сфотографує та надішле до центру обробки всі дані для оформлення штрафу. Важливо, що при цьому фоторадар може не тільки сфотографувати номер автомобіля, а й «прочитати» його, тобто розпізнати символи (літери та цифри), що є на ньому, і перевести їх у цифробуквенний код. Без цього було б неможливо автоматично опрацьовувати отримані дані: довелося б використовувати працю операторів, які мали б розглядати всі фотографії очима. Уявіть, скільки машин проходить щогодини швидкісною дорогою? За день з кожного фоторадару можна отримати десятки тисяч фотографій! Розпізнаний номер може бути оброблений за допомогою комп'ютера автоматично.
Зрозуміло, сучасний фоторадар – це не просто поєднання камери та радара. Для безперебійної роботи цього складного приладу потрібна ціла система забезпечення життєдіяльності, що включає захист від змін температури, запобігання запотіванню стекол, дистанційну діагностику та багато іншого. Тому для розробки та виробництва цих приладів потрібне складне обладнання та спеціальні знання. Але натомість фоторадари, що випускаються в нашій країні, настільки надійні, що, наприклад, для обслуговування кількох тисяч приладів, випущених компанією «Сімікон» у Санкт-Петербурзі і встановлених по всій країні, потрібна група підтримки, що складається всього з трьох осіб.
І ще хочеться відзначити одну дуже важливу річ. Кожен водій, сідаючи за кермо свого автомобіля, повинен розуміти, що дотримуватися правил дорожнього руху потрібно не зі страху перед штрафами, а задля безпеки всіх учасників дорожнього руху.
До речі, що повільніше рухається автомобіль, то більше кадрів буде зроблено за час проїзду зони.контролю. Наприклад, рухаючись зі швидкістю 80 км/год, автомобіль проїде дистанцію зони контролю (6 метрів) за 270 мілісекунд. Відповідно, цей автомобіль у зоні контролю буде зафіксовано шість разів (270 поділити на 40).
Навіщо потрібно вимірювати середню швидкість автомобіля?
Уявіть, що ви берете участь у змаганнях з бігу. Одночасно з командою «Старт» суддя натискає кнопку секундоміра, щоб почати відлік часу, за який ви подолаєте дистанцію. Коли ви перетинаєте межу фінішу, суддя знову натискає кнопку секундоміра — відлік часу закінчено. Тепер відомо, за який час ви пробігли марафон. А оскільки відома дистанція, яку необхідно пробігти, то можна обчислити середню швидкість, з якою ви рухалися на цій ділянці, за формулою
V (швидкість) = S (шлях) / t (час)
Наприклад, якщо ви подолали 500 метрів за 1 хвилину 40 секунд, ваша середня швидкість склала 5 м/с або 18 км/год.
У спортивних змаганнях немає вимог, з якою максимальною швидкістю треба бігти. Тут кожен змагається у своїй майстерності. На дорогах, якими їздять автомобілі, інші правила. На кожній дорозі обов'язково встановлено обмеження швидкості та спеціальний знак, що інформує водіїв. Це необхідно для забезпечення безпеки дорожнього руху, тому що чим вища швидкість автомобіля, тим складніше ним керувати і тим більший гальмівний шлях. Проте не всі водії погоджуються виконувати правила. І тут на допомогу державі приходять сучасні інформаційні технології. Щоб контролювати швидкість водіїв на аварійно-небезпечних ділянках, держава часто використовує систему автоматичної фіксації середньої швидкості. В Україні вперше цю технологіюрозробила компанія "Автодорія", яка спеціалізується на створенні інтелектуальних транспортних систем.
Принцип роботи системи контролю середньої швидкості такий самий, як і в прикладі зі змаганнями з бігу. Тільки замість звичайного секундоміра виступає спеціальний прилад, схожий на шпаківню, всередині якої захований особливий секундомір, з'єднаний із супутником, камера та мікропроцесор. Замість бігуна – автомобіль, на якому встановлено унікальний держномір. Цей держномір присвоєно лише одному автомобілю, другого такого номера немає.
Наприклад, автомобіль проїхав повз першу камеру о 12 годині 34 хвилині 12 секунд, а повз другу — о 12 годині 35 хвилин 02 секунди. Відстань між двома приладами складає 1000 метрів. Виходить, що автомобіль проїхав цю ділянку за 50 секунд. Отже, його середня швидкість дільниці склала
V = S / t = 1000 метрів / 50 сек = 20 м / с або 72 км / год.
Якщо на ділянці стоїть обмеження швидкості 50 км/год, значить, автомобіль рухався швидше за встановлену швидкість. За недотримання правила водієві буде виписано штраф за перевищення встановленої швидкості на 22 км/годину. Якщо на ділянці дороги стоїть обмеження швидкості 90 км/год (наприклад, на заміській трасі), то жодного порушення не було, а отже, у Державтоінспекції не виставлять штраф водію.
За допомогою такого методу контролю середньої швидкості вдається вдвічі знизити кількість ДТП на тих ділянках, де встановлені прилади. Такий спосіб забезпечення безпеки спонукає водіїв дотримуватись швидкості на всьому шляху їх руху, порушників швидкості в потоці стає менше, а водіїв, які дотримуються правил швидкісного режиму, — більше. Так «Автодорія» допомагає зробити дорожній рух безпечнішим.