Как определяется скорость в машине
Как измеряют скорость автомобилей?
В этой публикации ведущие производители комплексов для фотовидеофиксации нарушений ПДД расскажут, как работают приборы и чем один способ измерения скорости отличается от другого.
В прошлом номере «Доброй Дороги Детства» мы рассказали вам о том, как в России и других странах мира ведётся борьба с нарушителями скоростного режима. Но прежде чем наказывать нарушителя за превышение скорости, эту скорость необходимо измерить. Сделать это можно по-разному: с помощью радара или видеокамеры. А ещё можно рассчитать её, зная время, за которое автомобиль проедет
заранее известное расстояние.
В этой публикации ведущие производители комплексов для фотовидеофиксации нарушений ПДД расскажут, как работают приборы и чем один способ измерения скорости отличается от другого. Компания «Симикон» из Санкт-Петербурга объяснит принцип измерения скорости радаром, компания «Технологии Распознавания» из Москвы покажет, как можно измерить скорость при помощи видеокамеры, а компания «Автодория» из Казани расскажет, зачем нужно измерять среднюю скорость движения автомобиля на участке дороги.
Измерение скорости при помощи радара
Автомобили созданы для передвижения, причём желательно — на высокой скорости. Каждый из нас хочет добраться из точки А в точку В как можно скорее. Чем быстрее едет автомобиль, тем меньше времени нужно, чтобы добраться до цели.
Однако скорость движения на дорогах ограничена. Почему? Да потому, что на большой скорости больше риска. На большой скорости машиной труднее управлять и движение становится опасным. Кроме того, чем выше скорость, тем длиннее тормозной путь. Например, если увеличить скорость на 10 км/час, то тормозной путь увеличивается вдвое.
Выбор скорости зависит от особенностей дороги. Поэтому на дорогах устанавливают специальные знаки, ограничивающие скорость. А для нарушителей предусмотрены наказания в виде штрафов.
Но прежде чем наказывать, нужно точно измерить скорость автомобиля. Самый удобный и точный способ измерения — это измерение при помощи радара, который излучает электромагнитный сигнал в сторону автомобиля. Отразившись от движущегося автомобиля, сигнал приходит обратно на антенну радара, при этом частота отражённого сигнала зависит от скорости машины. Этот необычный эффект открыл австрийский физик Кристиан Доплер ещё в 1841 году. И с тех пор все радары, основанные на этом принципе, называются доплеровскими.
Современные доплеровские радары умеют не только измерять скорость, но и определять направление движения автомобиля, точно находить местоположение каждой машины на дороге. Если совместить такой радар с фотокамерой, то получится устройство, называемое фоторадар, который может автоматически фотографировать все проезжающие автомобили, одновременно измеряя их скорость. И если среди них окажется нарушитель, то радар автоматически его обнаружит, сфотографирует и отправит в центр обработки все данные для оформления штрафа. Важно, что при этом фоторадар может не только сфотографировать номер автомобиля, но и «прочитать» его, то есть распознать имеющиеся на нём символы (буквы и цифры) и перевести их в цифробуквенный код. Без этого было бы невозможно автоматически обрабатывать полученные данные: пришлось бы использовать труд операторов, которые должны были бы рассматривать все фотографии глазами. Представьте, сколько машин проходит каждый час по скоростной дороге? За день с каждого фоторадара могут быть получены десятки тысяч фотографий! А распознанный номер может быть обработан с помощью компьютера автоматически.
Все данные фоторадар отправляет в центр обработки. Там есть база данных — специальным образом организованная информационная система, в которой содержатся данные обо всех зарегистрированных в стране автомобилях, а также именах и адресах их владельцев. Если водитель нарушил правила и превысил скорость, то система оформит протокол, который будет отправлен хозяину автомобиля по почте. И тот должен будет заплатить штраф. Вся эта сложная система действует для того, чтобы все водители соблюдали Правила дорожного движения и мы могли безопасно пользоваться нашими дорогами.
Разумеется, современный фоторадар — это не просто сочетание камеры и радара. Для бесперебойной работы этого сложного прибора требуется целая система обеспечения жизнедеятельности, включающая защиту от изменений температуры, предотвращение запотевания стёкол, дистанционную диагностику и многое, много другое. Поэтому для разработки и производства этих приборов требуется сложное оборудование и специальные знания. Но зато выпускаемые в нашей стране фоторадары настолько надёжны, что, например, для обслуживания нескольких тысяч приборов, выпущенных компанией «Симикон» в Санкт-Петербурге и установленных по всей стране, требуется группа поддержки, состоящая всего из трёх человек.
И ещё хочется отметить одну очень важную вещь. Каждый водитель, садясь за руль своего автомобиля, должен понимать, что соблюдать ПДД нужно не из страха перед штрафами, а ради безопасности всех участников дорожного движения.
Измерение скорости по видеоизображению
В некоторых комплексах фотовидео-фиксации для измерения скорости используют видеосъёмку. Так, например, измеряет скорость автоматический комплекс фотовидеофиксации «АвтоУраган», разработанный компанией «Технологии Распознавания».
«АвтоУраган» работает так. Видеокамера комплекса направлена на определённый участок дороги, длина которого известна заранее. Эта дистанция называется «зона контроля», её длина составляет около 6 метров (рис. 1). Когда машина въезжает в зону контроля, камера фиксирует это и распознаёт закреплённый на автомобиле автомобильный номерной знак. Именно номер является опорной точкой для дальнейшего вычисления скорости (рис. 2). Далее весь путь автомобиля через зону контроля фиксируется видеокамерой. Камера «АвтоУрагана» формирует кадры через каждые 40 миллисекунд и фиксирует время каждого видеокадра (рис. 3). Поскольку время, когда сделаны первый и последний видеокадры, известно, можно вычислить время, за которое автомобиль проехал зону контроля. А зная время и длину зоны контроля, можно рассчитать скорость автомобиля (рис. 4).
Кстати, чем медленнее движется автомобиль, тем больше кадров будет сделано за время проезда зоны контроля. Например, двигаясь со скоростью 80 км/час, автомобиль проедет дистанцию зоны контроля (6 метров) за 270 миллисекунд. Соответственно, этот автомобиль в зоне контроля будет зафиксирован шесть раз (270 разделить на 40).
Зачем нужно измерять среднюю скорость автомобиля?
Представьте, что вы участвуете в соревнованиях по бегу. Одновременно с командой «Старт» судья нажимает на кнопку секундомера, чтобы начать отсчёт времени, за которое вы преодолеете дистанцию. Когда вы пересекаете черту финиша, судья снова нажимает на кнопку секундомера — отсчёт времени окончен. Теперь известно, за какое время вы смогли пробежать марафон. А поскольку изначально известна дистанция, которую необходимо пробежать, то можно вычислить среднюю скорость, с которой вы двигались на этом участке, по формуле
V (скорость) = S (путь) / t (время)
Например, если вы преодолели 500 метров за 1 минуту 40 секунд, то ваша средняя скорость составила 5 м/с или 18 км/час.
В спортивных соревнованиях не бывает требований, с какой максимальной скоростью надо бежать. Здесь каждый соревнуется в своём мастерстве. На дорогах, по которым ездят автомобили, другие правила. На каждой дороге обязательно установлено ограничение скорости и специальный знак, информирующий об этом водителей. Это необходимо для обеспечения безопасности дорожного движения, потому что чем выше скорость автомобиля, тем сложнее им управлять и тем больше тормозной путь. Однако не все водители соглашаются выполнять правила. В этом случае на помощь государству приходят современные информационные технологии. Чтобы контролировать скорость водителей на аварийно-опасных участках, государство часто использует системы автоматической фиксации средней скорости. В России впервые эту технологию разработала компания «Автодория», которая специализируется на создании интеллектуальных транспортных систем.
Принцип работы системы контроля средней скорости такой же, как и в примере с соревнованиями по бегу. Только вместо обычного секундомера выступает специальный прибор, похожий на скворечник, внутри которого спрятан особенный секундомер, который соединён со спутником, камера и микропроцесссор. Вместо бегуна — автомобиль, на котором установлен уникальный госномер. Этот госномер присвоен только одному автомобилю, второго такого номера нет.
На дороге устанавливается два прибора — на старте и финише участка, где необходим контроль скорости. Приборы устанавливают на расстоянии друг от друга 0,2–10 км. Это расстояние строго определено и неизменно на каждом конкретном участке. Когда автомобиль проезжает мимо первого прибора, камера фотографирует его и передаёт в специальное подразделение Госавтоинспекции, которое называется Центром фотовидеофиксации, эту фотографию вместе с информацией о времени проезда мимо камеры. Помните про секундомер, соединённый со спутником? Это он помогает засечь время проезда мимо камеры. Затем автомобиль проезжает мимо второго «скворечника». Камера, установленная в этом месте, тоже фотографирует автомобиль, а секундомер определяет, в какое время был совершён второй проезд. Эти фотографии и данные о времени проезда между двумя камерами передаются в ГИБДД, а с помощью специальной программы происходит распознавание госномера автомобиля и вычисление времени, за которое он преодолел дистанцию.
Например, автомобиль проехал мимо первой камеры в 12 часов 34 минуты 12 секунд, а мимо второй — в 12 часов 35 минут 02 секунды. Расстояние между двумя приборами составляет 1000 метров. Получается, что автомобиль проехал этот участок за 50 секунд. Значит, его средняя скорость на участке составила
V=S/t=1000 метров / 50 сек = 20 м/с или 72 км/час.
Если на участке стоит ограничение скорости 50 км/час, значит, автомобиль двигался быстрее установленной скорости. За несоблюдение правила водителю будет выписан штраф за превышение установленной скорости на 22 км/час. Если на участке дороги стоит ограничение скорости 90 км/час (например, на загородной трассе), то никакого нарушения не было, а значит, в Госавтоинспекции не выставят штраф водителю.
С помощью такого метода контроля средней скорости удаётся в два раза снизить число ДТП на тех участках, где установлены приборы. Такой способ обеспечения безопасности побуждает водителей соблюдать скорость на всём пути их движения, нарушителей скорости в потоке становится меньше, а водителей, соблюдающих правила скоростного режима, — больше. Так «Автодория» помогает сделать дорожное движение безопаснее.
Тема: Как измеряется скорость автомобиля?
Опции темы
Поиск по теме
Как измеряется скорость автомобиля?
Здравствуйте,
Каким образом формируется скорость на спидометре? Изходя из каких параметров она вычисляется?
Ответ: Как измеряется скорость автомобиля?
Ответ: Как измеряется скорость автомобиля?
если спидометр элнктронный то дотчик холла (отечественные авто) 6 импульсов на метр
Ответ: Как измеряется скорость автомобиля?
Собственно вопрос возник именно в свете изменения радиуса колес. Каким образом обычно корректируется измерение (в блоке управления?) и насколько большая вносится погрешность при изменении радиуса колес (например на 1 номер)
PS: ABS в своей работе видимо использует те же показания по скорости? На его работу влияет изменение радиуса колес?
Ответ: Как измеряется скорость автомобиля?
Про абс читал, что эта система использет такие датчики на каждом колесе, а спидометр просто один из них, в таком варианте для абс не должно быть проблем, т.к. изменится диаметр всех колес.. да и вообще, диаметр повлияет только на дистанцию, что колесо совершит за один оборот и на антиблокировку при тормажении не должно влиять. Да еще, я это читал для система на мерсах а-класса, там она и абс и противо заносная совмещенная.
Ответ: Как измеряется скорость автомобиля?
Собственно вопрос возник именно в свете изменения радиуса колес. Каким образом обычно корректируется измерение (в блоке управления?) и насколько большая вносится погрешность при изменении радиуса колес (например на 1 номер)
PS: ABS в своей работе видимо использует те же показания по скорости? На его работу влияет изменение радиуса колес?
Возьми шинный калькулятор, и сам все поймешь. А еще, чтобы не заморачиваться, купи GPS навигатор, там самое точное показание скорости и увидешь, а так каждый раз ходить к умельцам и перепрошивать память панели при перестановки резины.
Три способа определить скорость автомобиля при ДТП
После каждого дорожно-транспортного происшествия обязательно определяется скорость транспортного средства до и в момент удара или наезда. Данная величина имеет столь большое значение по нескольким причинам:
Определение скорости автомобиля по тормозному пути
Под тормозным путём обычно понимают расстояние, которое проходит то или иное транспортное средство от начала торможения (или, если быть более точным, с момента активации тормозной системы) и до полной остановки. Общая, недетализированная формула, из которой возможно вывести формулу для расчета скорости, выглядит так:
Va = 0.5 х t3 х j + √2Sю х j = 0,5 0,3 5 + √2 х 21 х 5 = 0,75 +14,49 = 15,24м/с = 54,9 км/ч где: в выражении √2Sю х j, где:
Исходя из указанного выше уравнения, можно сделать вывод, что на тормозной путь влияет в первую очередь скорость автомобиля, которую при известных остальных величинах нетрудно вычислить. Наиболее сложной частью вычислений по этой формуле является точное определение коэффициента трения, так как на его значение влияет целый ряд факторов:
Для точного результата расчётов также нужно принимать во внимание особенности тормозной системы конкретного транспортного средства, например:
Тормозной след
После достаточно быстрой активации тормозной системы на дорожном покрытии остаются отпечатки – тормозные следы. В случае если колесо во время торможения заблокировано полностью и не вращается, остаются сплошные следы, (которые иногда называют «след юза») которые многие авторы призывают считать следствием максимально возможного нажатия на педаль тормоза («тормоз в пол»). В случае же когда педаль нажата не до конца (или присутствует какой-либо дефект тормозной системы) на дорожном покрытии остаются как бы «смазанные» отпечатки протектора, которые образуются вследствие неполной блокировки колес, которые при таком торможении сохраняют возможность вращаться.
Остановочный путь
Остановочным путём считают то расстояние, которое проходит определённое транспортное средство начиная с обнаружения водителем угрозы и до остановки автомобиля. Именно в этом заключается главное отличие тормозного пути и остановочного пути – последний включает в себя и расстояние, которое преодолел автомобиль за время срабатывания тормозной системы, и расстояние, которое было преодолено за время, понадобившееся водителю на осознание опасности и реакции на нее. На время реакции водителя влияют такие факторы:
Определение скорости исходя из закона сохранения количества движения
Возможно также и определение скорости движения автомобиля по характеру его перемещения после столкновения, а также, в случае столкновения с другим транспортным средством, по перемещению второй машины в результате передачи кинетической энергии от первой. Особенно часто данный метод используют при столкновениях с неподвижными транспортными средствами, или если столкновение случилось под углом, близким к прямому.
Определение скорости автомобиля исходя из полученных деформаций
Лишь очень незначительное количество экспертов определяют скорость движения автомобиля таким способом. Хотя зависимость повреждений автомобиля от его скорости и очевидна, но единой эффективной, точной и воспроизводимой методики определения скорости по полученным деформациям не существует.
Это связано с огромным количеством факторов, влияющих на образование повреждений, а также с тем, что некоторые факторы попросту невозможно учесть. Оказывать влияние на образование деформаций могут:
Определение скорости в момент наезда (столкновения)
Скорость в момент наезда обычно определяют по тормозному следу, но если это по ряду причин не представляется возможным, то приблизительные цифры скорости можно получить анализируя травмы, полученные пешеходом, и повреждения, образовавшиеся после наезда на транспортном средстве.
К примеру, о скорости автомобиля можно судить по особенностям бампер-перелома – специфической для наезда автомобилем травмы, которая характеризуется наличием поперечно-осколочного перелома с крупным отломком кости неправильной ромбообразной формы на стороне удара. Локализация при ударе бампером легкового автомобиля – верхняя или средняя треть голени, для грузового автомобиля – в участке бедра.
Анализ методов определения скорости автомобиля при ДТП
По тормозному следу
Достоинства:
Недостатки:
По закону сохранения количества движения
Преимущества:
Недостатки:
Исходя из полученных демормаций
Преимущества:
Недостатки:
На практике чаще всего используют два метода – определение скорости по следу торможения и исходя из закона сохранения количества движения. При использовании двух этих методов одновременно обеспечивается максимально точный результат, так как методики дополняют друг друга.
Остальные способы определения скорости транспортного средства значительного распространения не получили по причине недостоверности получаемых результатов и/или необходимости громоздких и сложных вычислений. Также при оценке скорости автомобиля учитывают показания свидетелей происшествия, хотя в таком случае нужно помнить о субъективности восприятия скорости разными людьми.
В некоторой мере помочь разобраться с обстоятельствами происшествия и в итоге получить более точный результат может помочь анализ видео из камер наблюдения и видеорегистраторов.
Эксперты ГКСЭ раскрыли секрет, как они определяют скорость в момент ДТП
Некуда спешить
«Почти всегда после аварии встает вопрос о скоростном режиме»
По некоторым подсчетам, ежегодно в результате ДТП во всем мире гибнут 1,3 миллиона человек. То есть один человек каждые 24 секунды. Казалось бы, пандемия должна была положительно повлиять на дорожную статистику, ведь многие перешли на удаленную работу и учебу. По данным ВОЗ, с начала 2020 года загруженность на дорогах действительно снизилась. Это привело к уменьшению числа аварий. Однако количество летальных исходов в пропорциональном отношении не уменьшилось. По пустым дорогам люди стали ездить быстрее.
— Почти всегда после аварии встает вопрос о скоростном режиме. Насколько быстро ехали водители и могли ли они предотвратить ДТП? Классическая ситуация: автомобиль при повороте налево сталкивается с движущимся с превышением скорости прямо мотоциклом, — рассказывает начальник отдела автотехнических экспертиз центрального аппарата ГКСЭ подполковник юстиции Алексей Жуган. — В правилах черным по белому прописано, что при повороте налево водитель обязан уступить дорогу транспортным средствам во встречном направлении. Есть много «но». Как далеко должен смотреть водитель поворачивающего налево автомобиля, должен ли он предполагать, что между стоящими транспортными средствами станет проезжать мотоцикл, мог ли заметить движущийся на большой скорости мотоцикл? Наша задача — дать экспертную оценку действиям каждого участника происшествия.
Алексей Жуган — о том, как определяют скорость:
— Основной источник — следовая информация на месте ДТП. Однако ее может и не быть. Тогда используются видеозаписи как со стационарных камер видеонаблюдения, так и с видеорегистраторов в салоне. Чем больше относящейся к происшествию информации зафиксировано, тем точнее получится установить скоростной режим. При этом можно учесть и степень повреждения каждого из участников.
Основная масса автотехнических экспертиз назначается по легковым машинам.
Мало кто из водителей знает, что в арсенале судебных экспертов есть специальный программный комплекс, который помогает определить скорость по электронным блокам управления авто. В них аккумулируется такая важная для понимания всех обстоятельств аварии информация, как количество человек в салоне, их расположение, скорость.
— Как правило, в электронных блоках фиксируется скоростной режим движения за пять секунд до столкновения и две секунды после него, содержится информация о положении педалей газа и тормоза. Случается, водитель утверждает, что тормозил, а мы видим, что было по-другому.
Для ДТП пять секунд — это очень большое время, его хватает, чтобы аварию предотвратить. При расчете остановочного пути в экспертной практике применяется минимальное время реакции водителя — 0,6 секунды.
— Из недавних неординарных дел есть еще один пример. В ноябре прошлого года Toyota на высокой скорости выехала на площадь Победы в центре Минска, налетев на ступени монумента, загорелась и перевернулась, — подключается к разговору государственный судебный эксперт отдела автотехнических экспертиз центрального аппарата ГКСЭ Константин Савицкий, приводя резонансный пример. — Машина сильно выгорела, но блоки управления уцелели. Из них мы смогли извлечь все интересующие правоохранителей сведения. Оказалось, что скорость превышала разрешенную на данном участке почти в два раза и была более 130 км/ч. Причем водитель даже не пытался тормозить. Скоростной режим автомобиля мы получили, прочитав информацию в блоках управления. И подтвердили данные, исследовав предоставленные видеозаписи с места происшествия.
Кстати, по данным ГАИ, водителя Toyota штрафовали более 40 раз и даже лишали права управления за вождение в пьяном виде.
В арсенале судебных экспертов есть специальный программный комплекс, который помогает определить скорость по электронным блокам управления авто.
Да вы гоните!
Те самые электронные блоки есть почти во всех современных автомобилях.
— Допустим, водитель попал в ДТП, будучи пьяным или не имея права управления. Инспекторам ГАИ говорит, что за рулем был не он… — моделирую ситуацию.
— С помощью нашего прибора мы можем определить, сколько именно человек находилось в салоне и на каких местах они сидели. Поэтому если водитель ехал один, то такая уловка точно не пройдет, — объяснил Константин Савицкий.
Рассмотрим другую ситуацию, которую мы наблюдаем чаще. В салоне было несколько человек, некоторые погибли. Пытаясь уйти от ответственности, выживший водитель говорит, что за рулем сидел кто-то из погибших. В таких случаях назначается комплексная судебная экспертиза с привлечением судебных экспертов-автотехников и судебно-медицинских экспертов, чтобы определить, кто именно управлял автомобилем.
…В основном автотехнические экспертизы проводятся по легковым машинам. Хотя бывают и по грузовикам, маршруткам, троллейбусам. В летний сезон к этому списку добавляются мотоциклы.
Техника ГКСЭ позволяет при установлении обстоятельств аварии определить, сколько именно человек находилось в салоне и на каких местах они сидели.
Опираясь на личный опыт работы на местах аварий, Алексей Жуган объясняет, что риск летального исхода в случае столкновения автомобиля может быть и при скорости 60 км/ч. Бывали случаи сильного травмирования и даже гибели при резком торможении на сравнительно небольших скоростях. Например, при перевозке груза. Резкое нажатие на тормоз — и груз по инерции перемещается вперед и травмирует людей в салоне…
Разговор заходит о ночных заездах столь нелюбимых минчанами стритрейсеров. Нередко такие погони за адреналином заканчиваются авариями. Недавно эксперты ГКСЭ проводили автотехническую экспертизу по одному «интересному ДТП». У страховой компании возникли к владельцу вопросы. Оказалось, любитель гонять по городу с характерным отстрелом для более эффективного разгона отключил часть систем безопасности. Это стало причиной потери курсовой устойчивости и, как следствие, привело к аварии. Эксперты также установили, что перед столкновением водитель значительно превысил скорость.
Напоследок Алексей Жуган дал читателям пару цифр для размышления:
— Тормозной путь автомобиля, который едет со скоростью 60 км/ч, на сухом асфальте составляет около 25 метров, со скоростью 90 км/ч — 53 метра, то есть в два раза больше. И это без учета времени реакции водителя. Если скорость 150 км/ч, то тормозной путь составит 139 метров.