Системы автоматизированного хронометража для циклических видов спорта

Общее описание системы

Описываемая система автоматизированного хронометража предназначена для проведения соревнований по биатлону высшего уровня.

В соответствии с регламентом Международного Союза Биатлонистов (IBU) точность определения времени в биатлоне составляет 1/10 сек. Но все устройства в системе хронометража имеют точность измерения времени не хуже 1/1000 секунды.
Результаты участников соревнований рассчитываются как разница между астрономическим временем на старте и астрономическим временем на финише.
Правила соревнований не позволяют использовать времени старта и финиша от транспондерной подсистемы хронометража (беспроводная идентификация спортсмена по электронной метке на ноге). Поэтому время старта и финиша в итоговом протоколе должно быть получено от стартовой калитки и финишных световых или инфракрасных створ. При этом транспондерная система применяется для промежуточных результатов, которые выводятся на табло или используются при телетрансляциях, а также во время тренировок и при проведении региональных соревнований.

Все устройства хронометража (центральный таймер, устройства ручного хронометража, стартовые часы, транспондерная система и т.д.) должны быть синхронизированы непосредственно перед соревнованиями. Синхронизация не может осуществляться в ручном режиме, и для нее используют один из ручных таймеров.

Исходя из требований IBU по надежности измерений в работе системы должно быть предусмотрено дублирование и резервирование основных частей системы. На старте и финише используются синхронизированные ручные таймеры с печатающим устройством. Ручные таймеры получают сигнал от ручной кнопки у судьи и сигнал от стартовой калитки или инфракрасных створ и распечатывают их время на термобумаге.
Таким образом, время на старте и финише сохраняется даже при разрыве линий связи. Эти данные могут использоваться судьями при спорных ситуациях и апелляциях по поводу достоверности результатов электронной системы хронометража.
Для связи хронометражной комнаты с ассистентами на старте и финише используются ушные гарнитуры с микрофоном и усилителями сигнала.

При одновременном финише нескольких спортсменов для определения мест используется запись линейной камеры видеофиниша, которая снимает узкую полоску линии финиша с частотой не менее 1000 кадров в секунду и позволяет увидеть двумерное изображение момента финиша спортсменов во временных координатах.

Программное обеспечение системы обеспечивает полное секретарское сопровождение соревнований, начиная с распределения участников по группам, жеребьёвки и печати стартовых протоколов и заканчивая выводом времени и текущего места спортсмена на финишных табло и печатью итоговых протоколов с результатами стрельбы от электронной системы мишеней, разбивкой по категориям участников и присвоением званий или очков.

Информация от системы хронометража используется графическим программным обеспечением и оборудованием при наложении в режиме реального времени информационных титров на телевизионный видеосигнал.

Общее описание системы

. Cистему хронометража можно разделить на несколько частей:
• подсистема пассивного измерения времени участников: стартовая калитка, финишные створы, центральный таймер, ручные таймеры, судейские кнопки, коммутационное оборудование;
• транспондерная подсистема беспроводной идентификации номера участника: декодеры, индивидуальные метки спортсменов, проводные и беспроводные линии связи;
• программное обеспечение (получение результатов стрельбы и обработка данных);
• графическое программное обеспечение и оборудование для наложения титров.
  
  Ниже приведена схема расположения оборудования на биатлонном стадионе.

Старт.
Во время индивидуальных соревнований и в спринте на старте располагаются синхронизированные стартовые часы и стартовая калитка стандарта FIS с ручным возвратом, к которой подключается ушная гарнитура оператора системы.
Стартовые часы должны иметь механический циферблат с секундой стрелкой, настраиваемый звуковой сигнал и цифровой отчет времени до старта, индикатор готовности с красным и зеленым цветом сигнала, возможность настройки периодов старта, звукового отсчета и цветовой индикации и получение точного времени по GPS.
На гонках преследования механические стартовые часы используются для отображения астрономического времени, а для отсчета времени до старта спортсменов используются три портативных светодиодных табло, которые устанавливается напротив стартовых линий и отсчитывает время, оставшееся до старта спортсмена с данной линии.
Калитка и все табло подключается к распределительной коробке на старте, которая соединяется с хронометражной комнатой 8-жильным кабелем. Беспроводные линии связи могут использоваться только как дублирующие.
Для дублирования данных также используется ручной печатающий таймер.

Ниже приведена схема установки стартовой калитки и стартового оборудования:

Финиш.
Для определения времени финиша участников используется инфракрасные створы, ручной таймер, ручная судейская кнопка, а также декодер транспондерной системы для беспроводной идентификации номера участника.
Время, место и номер финишировавшего спортсмена отображается для самих спортсменов на двух светодиодных табло в зоне финиша.
Всё оборудование и гарнитуры ассистентов подключаются к распределительной коробке на финише, которая с целью дублирования соединяется с хронометражной двумя 8-жильными кабелями.
Также на финише устанавливается система видеофиниша FinishLynx, которая визуально фиксирует момент пересечения финиша разными спортсменами.

Ниже на рисунке приведен пример установки оборудования на финише:

Два кабеля детекторной антенны декодера должны быть проложены за 25 см до финишной линии и 25 см после финишной линии (см. рис. ниже):

Промежуточные беспроводные отсечки (транспондерная система).
Транспондерная система используется для получения результатов с промежуточных отсечек и для идентификации номеров спортсменов на финише. Обычно на каждом спортсмене закрепляется один датчик – транспондер. Программное обеспечение также может работать, если на каждом спортсмене располагается 2 датчика, но в этом нет необходимости, так как современные транспондеры надежны в работе.
Для нормальной работы системы (особенно при проведении телетрансляций) используются как минимум два декодера: один для получения промежуточного времени спортсмена на выходе со стадиона после каждого круга, второй для мгновенного получения времени спортсмена на финише.
Следующая по важности отсечка располагается при входе на стрельбище. Данное время, как правило, не используется для отображения на табло или экране, но оно предоставляет тренерам важную информацию о времени подготовки спортсмена к стрельбе, времени самой стрельбы, скорости прохода круга без стрельбы и т.д.
Следующая отсечка располагается за 500-700 м до финиша, так как показывает время или отставание перед решающим отрезком или перед стрельбой.
Еще одна отсечка используется для автоматического подсчета пройденных спортсменом штрафных кругов и располагается в любом месте штрафного круга.
Кроме этого, еще две отсечки могут располагаться на трассе, например, через 600 и 1300 м. При этом отсечки нецелесообразно устанавливать ближе, чем в 500-600 метрах друг от друга, т.к. информацию от них не успеют отобразить на табло или телеэкрана.
Таким образом, на биатлонном комплексе достаточно использовать 7 декодеров, но при проведении тренировок для измерении скорости разгона, торможения перед стадионом и других важных скоростных характеристик используется в общей сложности до 12 декодеров беспроводных отсечек.

Все промежуточные отсечки на трассе удобнее располагать на вершине прямых подъёмов перед развилками для разных дистанций или на пологих поворотах трассы, так как в таком случае создается наиболее удачный ракурс и оптимальные условия работы для телевизионных камер, поскольку времени для изменения расположения камер и отсечек между мужскими и женскими соревнованиями не достаточно.
Антенна декодера прокладывается на глубину 30 см под снежным покровом по всей ширине трассы. Ширина трассы в данном месте не должна превышать 12 м!

Схема прокладки антенны декодера изображена ниже:

Декодеры отсечек имеют встроенный аккумулятор для автономной работы в течение 18-20 часов, а также возможность работы от блока питания или 220В.
Каждая отсечка, кроме финишной, соединяются с хронометражной комнатой отдельным 2-жильными кабелем.

Графическое титровальное оборудование и программное обеспечение.
Титровальное оборудование и ПО накладывает на телевизионный сигнал информационные титры, содержащие основную информацию о ходе гонки: стартовый список, промежуточное время и отставание спортсмена, ход и результаты стрельбы, время после круга, индивидуальное финишное время и итоги гонки.

Секретарское программное обеспечение для проведения соревнований.
Титровальное оборудование и ПО накладывает на телевизионный сигнал информационные титры, содержащие основную информацию о ходе гонки: стартовый список, промежуточное время и отставание спортсмена, ход и результаты стрельбы, время после круга, индивидуальное финишное время и итоги гонки.