ASPER TIMING

ARHIIV


Toomas Vabamäe artikkel Autoekspressis 23 oktoober 2003 – Nagu televiisoris!

Tänavu Eesti ringrajavõistlustel kasutusele võetud automaatne ajavõtusüsteem võimaldab muuhulgas ka raja ääres TV-ekraanilt võistluse kulgu jälgida. Toomas Vabamäe uuris asja.

Kes vormel-1 sõitu TVst vaadanud, on kindlasti tähele pannud boksimeeskondade suuri ajavtumonitore. Samad on internetiaadressil www.formula1.com ka igale huvilisele kättesaadavad. Vähesed aga teavad, et väga sarnast pilti võib teleekraanilt näha ka koduse Eesti ringrajavõistlusel.

Kuidas see töötab?

Eesti Autospordiliidu initsiatiivil võeti tänavu suvel Eestis auto- ja motoringraja võistlustel kasutusele firma AMB täisautomaatne ajavõtusüsteem. See pole kaugeltki esimene omasugune Eestis, põhimõtteliselt samasuguseid kasutatakse juba aastaid kardivõistlustel ning leidub ka hobikardiradadel. Erinevus on selles, et pärisvõidusõidus kasutatav tehnika saab hakkama suuremate kiirustega – kuni 260 km/h.


Ajavõtusüsteemi põhiosad on kujutatud juuresoleval skeemil. Auto (või mootorratta) küljes asub andur (1), mis kiirgab unikaalset numbrilist koodi sisaldavat signaali. Raja finisijoonele lõigatakse ketaslõikuriga süvend ning sinna paigutatakse signaalide püüdmiseks traatsilmus (2) (neid võib olla kuni kolm, üks paigaldatakse tavaliselt boksiteele). 

Iga kord, kui sõiduk liigub üle silmuse, võetakse anduri signaal vastu ja suunatakse dekoodrisse (3), mis teeb selle arvutile “suupäraseks”. Dekooder ongi süsteemi tähtsaim osa. Voolukatkestuse korral (ja neid tuleb meil välioludes üsna tihti ette!!!) suudab dekooder umbes tunni jooksul tagada kõigi andmete kogumise ja säilitamise ning need hiljem ka keskarvutisse (4) edastada.

Dekodeeritud signaal jõuab süsteemi keskarvutisse (tavaline PC), kus vastav tarkvara võimaldab andmete registreerimist, säilitamist ja töötlemist. Keskarvutiga on ühendatud printer (5) ja veel üks arvuti (6), millel jooksev programm hoolitseb andmete reaalajas nähtavaks tegemise eest. Arvuti külge on ühendatud väike saatja (7), mis edastab ajavõtuandmeid TV-signaalina ning mõnesaja meetri raadiuses saavad võistluse korraldajad, tiimid ja ka iga huviline televiisorist (8) vahetult jälgida võistluse käiku numbrites.

Vee- ja põrutuskindel

Andurite elektroonikaosa on valatud epoksüvaigu sisse ja ümbritsetud tugeva plastkestaga. Tootja väitel teeb see andurid täielikult vee- ja põrutuskindlaks ning erakordselt vastupidavaks bensiini, kemikaalide ja tule suhtes. Eestis on kaks korda andur koos kinnitusega tsikli küljest sõidu ajal ära lennanud, kuid mõlemad andurid püsivad endiselt töökorras.


Süsteemiga on kaasas akutoitega andurid, ühe laadimisega on andur töövõimaline kolm päeva. Põhimõtteliselt võivad sõitjad kasutada ka isiklikke andureid, mis saavad toidet sõiduki akult ja mida pole kogu hooaja jooksul tarvis auto/tsikli küljest eemaldada. Kuna AMBi süsteemid on laialt levinud kogu maailmas, saab isiklikku andurit kasutada ka välisvõistlustel. Näiteks augustis Pärnus Läänemere karikavõistlustel osalenud vene võidusõitjate autodel oli kõigil küljes samad andurid, millega nad kodumaalgi võistlevad.

Võistluse eel peab süsteemiadministraator tegema ära “kodutöö” – sisestama-eksportima ajakava ja võistlejate nimekirja klasside kaupa. Võistlejate andmebaas säilib arvutis ning seda pole iga kord tarvis uuesti sisse toksida, piisab andmete kontrollimisest-täiendamisest.

Võistlustel teenindab süsteemi 2 inimest. Administraator istub keskarvuti taga ja teine andurite pagaldamise ja sealt eemaldamisega. Andurid on nummerdatud ning paigaldamisel märgitakse üles, milline andur millisele sõidukile läheb. See nimekiri edastakse administraatorile, kes enne starti andmed masinasse sisestab.


Võidusõidu ajal piirdub administraatori roll põhiliselt õigete funktsioonide õigeaegse käivitamisega, põhitöö teeb süsteem automaatselt. Loomulikult sisaldab tarkavara võimalusi võidusõidus ettetulevate eriolukordade (kollane lipp, punane lipp, trahvija lisamine jne) puhuks, vajaduse korral on võimalik ka käsitsi sekkuda.

Uus hea elu

Ja juhtuda võib võib väga imelikke asju. Näiteks Linnaringi võistlusel ei kinnitanud hilisem vabalassi võitja Rolands Duda andurit auto külge, vaid pisitis selle lihtsalt taskusse. Autokere aga nõrgendas anduri signaali sedavõrd, et süsteem kõiki Duda ülesõite registreerida ei suutnud. Lõppkoha määramisega probleeme ei tekkinud, küll aga läks kaduma osa ringiaegu.

Põhimõtteliselt peaks anduri paigaldama nii ,et selle ja teepinna vahel oleks otsenähtavus (autodel asuvad andurid tavaliselt esiratta koopas). Tänavu puudusid meil täpsed juhised andurite paigaldamiseks. Venemaal on paigaldamisjuhend äärmiselt detailne ning koosneb viiest A4 leheküljest. See peab tagama, et süsteemi registreeitud ülesõitude järjekord langeb kokku sellega, mida publik ja ka kohtunikud silmaga näevad. Muidu võib tasavägisel võistlusel juhtuda, et kuigi võistleja A auto nina ületas finisijoone enne võistleja B-d – lihtsal põhjusel, et tema andur jõudis finisjoonele enne A oma.


Ajavõtusüsteemi kasutamine muutis ringrajavõistluste köögipoole hoobilt hulga operatiivsemaks. TV-ekraanil jooksev ajavõtt on asja üks külg, kuid ka trükitud protokollid valmivad nüüd sisuliselt sõidu lõppemisega samal ajal. Olulisem on aga vahest see, et saadavad tulemused on hulga usaldusväärsemad. Senine “poolautomaatse” ajavõtu puhul suudeti küll lõppjärjestus määrata, probleemid tekkisid eelkõige üksikute ringiaegade täpsusega. Juhtus teinekord sedagi, et enam-vähem korraga joone ületanud võistlejatele fikseeriti ebareaalselt suur ajavahe. Seegi probleem on nüüd kõrvaldatud, sest süsteem suudab fikseerida kas või kümne auto samaaegse ülesõidu.


 
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *



Vello Kala artikkel Tehnikamaailma ajakirjas aprill 2002 – 0,001 sekundit, viimane meeter – finish

F1-autod kulgevad sirgetel rajalõikudel üle 300 km/h. Sekundiga läbib tiivuline võistlusauto seega ligi sada meetrit. TV oma teleoptikaga tapab kiiruse, kuid rajapiirde kõrval seistes näeb see välja nii: kaugest kurvist ilmub helepunane täpike, siis kurdistab sind kahurimürinana mootorihääl, leekpunane välgatus otse su ees ja juba kahaneb auto taas täpikeseks ning kaob järgmisse kurvi. Kõrvad huugavad. Schumacher? Barrichello? Seda pead aimama, sest sellisel kiirusel on numbrit või kiivrimaalingut lootusetu märgata. Aga on neid, kes peavad märkama.

Need, kes peavad märkama iga autot igal ringil ning lisaks ka iga auto möödumishetke fikseerima, on ametlikud ajamõõtjad. Kes teenis kvalifikatsioonisõidus parima stardikoha? Kelle nimele jääb võistluste kiireim ring? Kummas kõrvuti üle lõpujoone sööstnud autos istus võitja? Õiged vastused neile küsimustele sõltuvad ajamõõtjate-ringikohtunike tööst.

Stopperist tänapäevani

1950, Inglismaa, vana Silverstone’i lennuväli. F1 ajaloo esimese sõidu suurele auhinnale kiireimal ringil kihutas Giuseppe Farina 153 kilomeetrit tunnis. Milline oli F1 ajaloo esimese maailmameistri tegelik ehk täpne ringikiirus, ei saa me paraku kunagi teada, sest aega võeti toona käsistopperiga.

Olen läbi aastate klõpsinud stopperit endise N. Liidu võidusõiduradade ääres – ning hiljem elektroonilist kronomeetrit F1 GP-sõitudel. Kui toona võetud aegasid kolleegidega omavahel ja ametliku võistlusprotokolliga võrdlesime, selgus, et igaüks meist pannuks kokku mõneti erineva pingerea – ning kellelgi meist ei õnnestunud saada täpselt samu aegu, mida näitas protokoll. Viga polnud kellades, vaid meis endis. Meenutame: sekund – ja sada meetrit. Tippsõitjate ringiajad võivad erineda aga vaid sekundituhandike võrra. Üritada nii nappe ajahetki pöidlavajutusega püüda on lootusetu ettevõtmine. Paraku siis paremat võimalust lihtsalt polnud.


1950–1955

Stopperiajastu. F1 ajateenistus koosnes hallipäistest džentelmenidest, kes huvist asja vastu finišijoonel kelli klõpsutasid. Juhtusid näidud liiga erinema, leiti härrasmehelik kokkulepe, milline aeg jääb ametlikuks. Oma ajateenistus oli juba ka tiimidel: seal sõtkusid stopperinuppu enamasti võidusõitjate sõbrad-abikaasad. Kõige kiiremad ringid said stopperile enamasti sõitjate girlfriendid, kes abikaasastaatust alles sihtisid.

1955–1960

Ilmub esimene just võidusõidu tarbeks konstrueeritud ajavõtuseade. See koosneb vineertahvlist ja selle ülaserva kinnitatud kolmest stopperkellast. Kellad olid omavahel niimoodi mehaaniliselt ühendatud, et ainus vajutus seiskas ühe kella, millelt loeti siis äsja lõppenud ringi läbimise aeg, käivitas teise, et lugeda järgmist ringi ning seadis kolmanda “nulli” ootamaks ülejärgmise ringi algust. Tahvel ise oli aluseks paberilehele, kuhu kanti mõõdetud ringiajad. Oma vaba aega sisustavate hallipäiste härrasmeeste ja sõprade-naiste-pruutide-armukeste asemel võtsid need tahvlid kätte palgalised ajamõõtjad. Räägitakse, et seetõttu langesid rekordkiirused oluliselt. Ent olgugi kiirused napimad – nüüdsest olid nad enam-vähem tõesed. N. Liidu võidusõidus jäi see tehnoloogia tiimide tipptasemeks kuni riigi kokkuvarisemiseni.


1960–1970

Ilmub elektroonika. Nüüd võimaldab uudne ajavõtusüsteem fikseerida kõigi autode kõik ringiajad. Kõlab uhkelt? Tegelikult töötas seade nii, et ajamõõtjaneiu surus iga kord, kui mõni auto finišijoone ületas, klahvile. Kui ajatreening või võistlus läbi, ajas kassaautomaati meenutav seade endast välja paberlindi, kus kirjas nupuvajutuste ajalised vahed. Siis algas keeruline dešifreerimistöö: ringilugejate brigaad katsus nende poolt igal ringil koostatud võistlejate järjestust ajaimpulsside jadaga kokku sobitada. Kõneldakse, et mõnikord see õnnestuski. Ent ka sel juhul ei määranud protokolli läinud ringiaega tegelikult mitte Jim Clark‘i või Graham Hill`i gaasivarvas vaid kohtunike klaastornis istuva ajavõtjaneiu klahvi sõtkuv nimetissõrm. Sellise seadme ilmumine Riia Bikernieki ringrajale kaheksakümnendate aastate keskel oli idavõidusõidus tõeline tehnoloogiaime – ja alus lugematuteks vigadeks ja protestideks.

1970–1975

Elektroonika tõrjub “näputöö”. Tõsi, mitte kohe. Esimene samm oli elektrooniline vaste kolme kellaga tahvlile. Heuer Centigraph’i nime kandev seade meenutas paarikümnejalgset ämblikku: nüüd oli ajavõtutornis iga auto kohta oma nuppu vajutav neiu. Iga sellise “nupu” juurest jooksis traat Centigraph’i, mis trükkis nüüd välja juba iga konkreetse auto ringiajad, ja mitte enam kümnendik-, vaid sajandiksekundites. Tõsi, ei tohi unustada, et sellel uuel täpsustasandil mõõdeti endiselt mitte reaalset ringikiirust, vaid ajahetki klahvivajutusest klahvivajutuseni.


Perioodi lõpul said tütarlapsed lõpuks nupunäppimisest priiks: rajaveerde ilmusid fotoelemendid. Raja ühel serval paiknes valgusallikas, raja vastaspoolel valgusele reageeriv fotoelement. Kui auto läbis ajavõtupunkti, katkestas ta valguskiire ja arvuti fikseeris täpse katkestushetke. Tõsi, nähtava valguse sagedusalas töötav mõõdik oli tundlik valguse ja varjude mängule ning eriti vihmale. Seetõttu asendas valguskiire peagi sootuks “ilmakindlam” infrapunane kiir. Esimest korda ajaloos saadi nüüd reaalsed ringiajad, mis ei sõltunud kellegi näpuosavusest. Ometi polnud ajavõtt nüüdki kaugeltki veatu, sest ikka tuli ringilugejail-kohtunikel dešifreerida, milline auto millisel hetkel infrapunakiire katkestas – arvuti väljastas vaid katkestuste täpse aja. Ringiajad arvutati katkestuste aegu ja ringilugejate tabeleid võrreldes käsitsi välja, mis omakorda suurendas veaohtu.

1975–1980

Autot “tundev” elektroonika. Kõigile oli juba ammu selge, et vigadevaba ajavõtt on võimalik vaid siis, kui “inimfaktor” sekunditelugemisest hoopis kõrvaldada. Selle ülesande lahendas juba mainitud Šveitsi kellatootja Heuer. Idee iseenesest oli hirmlihtne: iga auto peab kandma tillukest raadiosaatjat, mille signaali loeks finišijoonel paiknev vastuvõtja. Kui seada autode signaaligeneraatorid erinevatele sagedustele, saabki automaatselt lugeda iga auto igakordse finišijoone ületamise täpse hetke. Tõsi lihtne idee osutus sugugi mitte lihtsaks insenerlahenduseks. Võidusõiduauto rappub, allub suurtele ülekoormustele ja kiirelt muutuvatele temperatuurivoogudele – raadiosaatja armastab aga rahulikku elu. Ajapikku uudse ajavõtusüsteemi usaldatavus kasvas ja selle võtsid kasutusele mitmed tiimid eesotsas Ferrariga. Ametlik ajavõtt oli aga endiselt iga GP korraldaja otsustada ning enamasti eelistati “näputööd” sisaldavaid süsteeme.

1980–1990

Arvutite aeg. Arvutitehnika kiire areng võimaldas vabastada inimese mitte üksi ajavõtust, vaid ka tulemuste töötlemisest. Nüüd tuli arvutist juba valmina täielik treeningu- või võistlusprotokoll. Tõsi, mitte ametlik protokoll, sest konservatiivsed autospordijuhid eelistasid endiselt infrapunasel kiirel ja fotoelemendil põhinevat ajavõtusüsteemi: küll oluliselt kohmakam, oli see vähemalt toonaste hinnangute põhjal töökindlam (kuigi ehk mõõtmistäpsuse hinnaga).

1992

Nüüdisaeg algab. Sel aastal sai GP-võistluste ametlikuks ajavõtjaks selle võidusõidu ajavõtutehnikat ehk kõige enam edendanud TAG Heuer. Šveitslased jätkasid oma autot tundva süsteemi töökindlaks viimistlemist. Kuna seade oli aga endiselt kohati tundlik äikese ja muude elektriväljade suhtes ning polnud selgust, kuidas käituda, kui mõne auto signaaligeneraator peaks üles ütlema, jäi ametlik ajavõtt endiselt fotoelemendi hooleks.


1995

Stardisensorid. Üllatav, aga senini tuli kohtunikel silma järgi otsustada, liigahtas mõni auto enne stardihetke või ei. See tõi alatasa kaasa proteste, kuna mustvalget tõestust iga auto paigaltvõtu hetkest polnud – aga 800–900 hobujõu vallandamine konkurentidest hetkegi võrra enam annab “varastajale” tohutu eelise. 1995. aastal selline olukord lõppes – iga stardikoha alla peideti asfalti andur, mis paljastas “varga” sajaprotsendilise garantiiga. Sama tüüpi sensorid mõõdavad ka boksipeatuste kestust.

1996

Praeguse ajavõtusüsteemi algus. GP-sarja korraldajad otsustasid lõpuks, et ametlikud ajad võetakse nüüdsest autot tundva süsteemi abil. Senine fotosilmal põhinev süsteem jäi rajale alles varuvariandina.

Ajavõtt 2002 aastal F1 sarjas

Ajavõtusüsteem, mida järgnevalt tutvustame, töötas äsja Interlagoses, töötab peagi Imolas ja nii kuni hooaja lõpuni. Moodne võidusõidurada on ühtlasi kõrgtehnoloogiline kronomeeter. TAG Heuer toob igale GP-sõidule üle 18 tonni mitmesugust varustust, sealhulgas üle kolmekümne signaaligeneraatori võistlus- ja varuautodele, 17 antenni telemeetriaside tarbeks, 38 kilomeetrit ühenduskaableid (sellest 12 km kiudoptilist kaablit) ning 130 monitori, et viia teave operatiivselt korraldajate, tiimide ja ajakirjanikeni. Kuidas see kõik töötab?

Null viga

Bensiinivereliste meeste hobist on GP-võidusõit muutunud äriks, kus pöörlevad lisaks autoratastele miljardid dollarid. Miljoneid teenib ka ametlik ajamõõtja TAG Heuer, ent ühe tingimusega. Lubatud vigade arv on kuni 2003. aastani kehtivas lepingus täpselt määratletud. See arv on null. Reegli rikkumine tooks kaasa leppetrahvi, kus neidsamu nulle oleks oi kui palju…

Mitmekordne garantii

Normaalselt tagab ajavõtu GP-nädalavahetusel põhisüsteem, mis koosneb neljas paigas (sh stardi-finišijoon) asfalti peidetud signaalilugejatest. Finišijoonel paiknev loeb ringiaegu (ja iga auto lõppaja), teine, tavaliselt pikima sirge lõppu paigutatu, annab teada autode maksimaalkiiruse. Kaks ülejäänut on paigutatud enam-vähem võrdsele kaugusele stardijoonest, et oleks võimalik jälgida autode tempot rajakolmandike kaupa. Sensorid stardikohtadel ja pit lane’il fikseerivad stardi õigeaegsuse ja boksipeatuste kestused. Täiendavad andurid annavad märku, kui keegi ületab boksiteel lubatud sõidukiiruse. Kogu rada ümbritsev fiiberoptiline kaabel kannab sensorite näidud ajavõtu- ja andmetöötluskeskusse, sealt aga juba töödeldud teabena korraldajate, tiimide ja pressikeskuse monitoridele – ja satelliitside kaudu sinu ja minu teleekraanile. Kõik ühendused on dubleeritud ning vead praktiliselt välistatud.

Juhuks, kui rohelised mehikesed peaksid valguskaabli siiski läbi närima või meteoriit mõne antenni purustama, on olemas ka varusüsteem. See koosneb kahest sõltumatust infrapunaindikaatorist finišijoonel (kaks taas selleks, et kui rohelised mehikesed…), mis kannavad autode ringiajad mitte andmetöötluskeskusesse, vaid ajavõtutorni. Veatu ajavõtt on niimoodi tagatud ka siis, kui meteoriit peaks andmekeskuse või ajavõtutorni purustama. Kui tuleb aga kaks taevakivi ja hävivad mõlemad? Ei häda, sõltumatult eelmainitud süsteemidest jälgib finišijoont suure eraldusvõimega kiirsalvestusega videokaamera. See toodab finišijoonest igas sekundis sada kaadrit, “trükkides” igale kaadrile ka täpse ajahetke.

Kui aga kukuvad kolm meteoriiti? Selleks puhuks täna veel lahendust pole…





* Esimesel F1 sarja MM etapil 1950 aastal Suurbritannias, Silverstone ringrajal toimis ajavõtt kümnendik sekundilise täpsusega

* 1950-1960 aastatel F1 sarjas peetud Indy 500 võistlustel mõõdeti ringiaegu sajandik sekundilise täpsusega

* 1951 aasta Hispaania GP Pedralbesis oli Indy järel esimene F1 sarja võistlus, kus aegu mõõdeti 0,01 sekundilise täpsusega

* 1954 aasta Suurbritannia GP Silverstone ringrajal oli viimane F1 sarja võistlus, kus ringiaegu mõõdeti vaid sekundilise täpsusega

* 1956 aasta Suurbritannia GP Silverstone ringrajal oli viimane etapp, kus kvalifikatsioonisõidus mõõdeti ringiaegu vaid sekundilise täpsusega. Võistlussõidus kasutati kümnendik sekundilise täpsusega ajavõttu

* 1971 aasta USA GP Watkins Gleni ringrajal oli F1 sarja esimene etapp, kus kasutati tuhandik täpsusega ajavõttu

* 1976 aasta Saksamaa GP Nürburgringil oli viimane F1 sarja võistlus, kus kasutati kümnendik täpsusega ajavõttu

* 1981 aasta Saksamaa GP Hockenheimi ringrajal oli viimane F1 sarja etapp, kus ei kasutatud veel tuhandik täpsusega ajavõttu

* 1981 aasta Kanada GP Montreali ringrajal oli viimane F1 sarja etapp, kus võistlussõidu tulemused avalikustati sajandik sekundilise täpsusega. Küll aga kvalifikatsioonisõidu tulemused ja võistluste kiireim ring kuvati täpsemalt. Sellest ajast alates on kõik F1 sarjas mõõdetud ringiajad tuhandik sekundilise täpsusega mõõdetud

* GP sõitude ajaloo ülekaalukaim võit kuulub Jackie Stewartile, kes 1969. aasta Hispaania suure auhinna sõidul edestades võitjana teise koha saanud Bruce McLarenit kahe ringiga. 1995. aasta Austraalia GP-l kordas sama saavutust Damon Hill, kes edestas teisena üle finishijoone kihutanud Oliver Panisi samuti kahe ringiga.

* Kõige napima võidu on läbi aegade saanud inglane Peter Gethin, kes 1971. aasta Itaalia GP-l edestas temaga pea üheaegselt üle finishijoone kihutanud rootslast Ronnie Petersoni vaid 0,01 sekundiga. Tänane ajavõtutehnika suudaks sellesse ajavahesse paigutada pea pooled lõpetajad – mõõdetakse ju nüüd tuhandiksekundi täpsusega

* Suurima keskmise kiiruse saavutas 1971. aastal Monza autodroomil Itaalia GP võitja Peter Gethin, tulemuseks 242,616 km/h. Võitja väikseim keskmine kiirus oli 1950. aasta Monaco suure auhinna sõidul – argentiinlase Juan – Manuel Fangio võidukiiruseks Alfa – Romeol oli vaid 98,701 km/h.

* Läbi aegade kiireim ring F1-võidusõidus mõõdeti 1985 aasta Silverstone ringrajal Keijo Rosbergile. Soomlase keskmine kiirus oma parimal kvalifikatsioonisõidu ringil Williams – Hondal oli 258,984 km/h.

* Kiireima ringi võistlusel on välja sõitnud inglane Damon Hill 1993. aasta Itaalia suure auhinna sõidul. Williams – Renault autol oli tema kiireima ringi keskmine kiirus 249,835 km/h. Kiireima ringi läbijana on väiksema kiiruse kirja saanud 1950. aasta Monaco GP-l Juan Manuel Fangio (103,135 km/h)