Чем измеряют скорость движения автомобиля

Устройство автомобилей

Спидометры и тахометры

Спидометры

На автомобиль первый прибор для измерения скорости был установлен в 1901 году. Вплоть до 1910 года спидометр считался диковинной вещью и устанавливался в качестве необязательной опции, лишь спустя годы автозаводы стали включать его в обязательную комплектацию автомобилей.
Конструкция спидометра, изобретенная в 1916 году Николой Тесла, дошла до нынешних дней, практически не претерпев изменений.

В качестве привода спидометров используется электропривод или гибкий вал (механический привод, который обычно называют «тросиком спидометра»). Тип привода спидометра зависит от удаленности прибора и места его присоединения к трансмиссии автомобиля.

Гибкие валы для привода рекомендуют устанавливать, если длина трассы не превышает 3,55 метра. При большей длине трассы рекомендуется электропривод.
Привод спидометра осуществляется от ведомого вала коробки передач или раздаточной коробки. Для этого в узле, от которого осуществляется привод, устанавливается редуктор, передаточное число которого выбирают в зависимости от передаточного числа главной передачи и радиуса качения колеса автомобиля.
Редуктор соединяют со спидометром либо механическим путем (гибким валом), либо электрическим (посредством специального датчика). Сигнал с редуктора (или приводимого от редуктора датчика) поступает на спидометр, где преобразуется в соответствующую информацию.

Дополнительную информацию об автомобильных спидометрах и их приводах можно получить здесь.

Спидометры с механическим приводом (от гибкого вала)

Все спидометры с приводом от гибкого вала имеют одинаковый принцип действия и отличаются лишь особенностями исполнения скоростного и счетного узлов и внешним оформлением.

На рис. 1 приведен спидометр с механическим приводом (от гибкого вала), который приводится в действие от входного валика 1 с гнездом квадратного сечения, в которое вставляется квадратный наконечник гибкого вала. На другом конце входного валика закреплены постоянный магнит 5 и термокомпенсационная шайба (магнитопровод) 4. Магнит 5 намагничен так, что его полюсы направлены к краям диска.

На оси 8, свободно вращающейся в двух подшипниках, с одной стороны закреплена стрелка 11, а с другой – катушка 6. Катушка чаще всего выполняется в виде чаши, которая с некоторым зазором охватывает магнит 5. Катушка изготовляется из немагнитного материала, например из алюминия. Снаружи катушка 6 закрыта экраном 7 из магнитомягкого материала, который концентрирует магнитное поле магнита 5 в зоне катушки.
Со стороны стрелки к оси 8 одним концом прикреплена спиральная пружина 10. Другой конец пружины прикреплен к рычажку 9, поворотом которого можно регулировать натяжение спиральной пружины.

При движении автомобиля от гибкого вала приводится во вращение входной валик 1 и вместе с ним магнит 5. При этом его магнитный поток, пронизывая катушку 6, наводит в ней вихревые токи, которые вызывают образование магнитного поля катушки.
Два магнитных поля (магнита и катушки) взаимодействуют между собой таким образом, что на катушку действует крутящий момент, направление которого противоположно моменту, создаваемому пружиной. В результате катушка вместе с осью и стрелкой повернется на угол, при котором возрастающий момент сил упругости пружины станет равным моменту магнитных сил, действующих на катушку.
Так как крутящий момент катушки пропорционален скорости вращения магнита, а, следовательно, и скорости движения автомобиля, угол поворота катушки и стрелки с увеличением скорости возрастают.

Термокомпенсационная шайба 4, установленная вместе с магнитом 5, нейтрализует влияние изменения температуры окружающей среды на сопротивление катушки. Увеличение сопротивления катушки приводит к уменьшению наводимых в ней токов и вызываемого ими магнитного потока. Шайба 4 при этом обеспечивает увеличение магнитного потока, пронизывающего катушку путем изменения магнитной проницаемости.

Валик 1 большинства спидометров снабжен масленкой, установленной в хвостовой части спидометра. Она состоит из заглушки 3 с отверстием, и расположенным под ней фетровым фитилем 2, который пропитан маслом и смазывает валик.

Привод счетного узла осуществляется от входного валика 1 через валики 12 и 13 посредством трех понижающих червячных передач, соединенных последовательно. Червячные передачи обеспечивают передаточное отношение 624 или 1000.

По конструкции счетные узлы бывают с внешним и внутренним зацеплением счетных барабанчиков. Обычно счетный узел содержит шесть барабанчиков, которые свободно насажены на одной оси.
При внешнем зацеплении (рис. 2) каждый барабанчик 7 с одной стороны имеет 20 зубцов 4, находящихся в постоянном зацеплении с зубцами трибок 8, также свободно вращающихся на своей оси.
Со стороны, противоположной зубчатой, барабанчики, кроме крайнего левого, имеют два зубца 5 с впадиной между ними. Каждая трибка имеет шесть зубцов. Три зубца трибки со стороны двух зубцов 5 барабанчиков укорочены по ширине через один.

Крайний правый барабанчик постоянно приводится во вращение червячной передачей. Когда два зубца 5 подходят к укороченному зубцу трибки, они захватывают его и поворачивают на 1/3 оборота. При этом следующий барабанчик поворачивается на 1/10 оборота.
Повернувшаяся трибка после поворота устанавливается так, что при следующем проходе зубцов 5 они опять захватят укороченный зубец.
Остановиться в другом положении трибка не может, так как этому мешают длинные зубцы, скользящие по цилиндрической части барабанчика.

Таким образом обеспечивается поворот каждого барабанчика на 1/10 при полном повороте предыдущего. При такой конструкции через каждые 100 тыс. оборотов начального (правого) барабанчика, полный оборот которого соответствует 1 км пробега автомобиля, все барабанчики возвращаются в исходное положение, и отсчет показаний начинается с нуля.

На рис. 2 приведено устройство спидометра 16.3802, устанавливаемого на автомобили марки УАЗ. Спидометр 16.3802 механический, с приводом с помощью гибкого вала от раздаточной коробки. Состоит из стрелочного указателя скорости движения автомобиля и суммарного счетчика пройденного пути. Оснащен индикатором включения дальнего света фар.

Основные характеристики спидометра 16.3802:

Спидометры с электроприводом

Спидометры с электроприводом имеют такие же магнитоиндукционный и счетный узлы, как и спидометры с механическим приводом.
Электропривод спидометра состоит из датчика, который устанавливается на коробке передач, электродвигателя, вращающего приводной валик магнитоиндукционного узла указателя и устройства электронного управления электродвигателем. Электродвигатель и устройство управления смонтированы в одном корпусе с магнитоиндукционным узлом.

Датчик электропривода представляет собой трехфазный генератор переменного тока, ротором которого служит постоянны четырехполюсный магнит. Как и гибкий вал, ротор датчика приводится во вращение от ведомого вала коробки передач.
При вращении ротора в каждой фазе статора, соединенного «звездой» (рис. 4), вырабатывается переменная синусоидальная ЭДС, частота которой пропорциональна частоте вращения вала КПП, а значит, и скорости движения автомобиля. Сигнал каждой фазы статора управляет транзисторами VT1, VT2 и VT3, работающих в режиме электрического ключа.

Цепи коллектор-эмиттер транзисторов включены в цепи фазных обмоток трехфазного синхронного двигателя. Ротором электродвигателя служит четырехполюсный постоянный магнит. Когда с фазной обмотки датчика на базу соответствующего транзистора поступает положительная полуволна ЭДС, он открывается, и по соответствующей фазной обмотке электродвигателя будет протекать ток.
Так как фазные обмотки датчика сдвинуты на 120˚, то открытие транзисторов будет также сдвинуто во времени. Поэтому магнитное поле статора электродвигателя, создаваемое его обмотками, сдвинутыми также на 120˚, будет вращаться с частотой вращения ротора датчика.
Вращающееся магнитное поле статора, воздействуя на постоянный магнит ротора, приводит его во вращение с той же частотой.
Резисторы R1 – R6 в схеме электронного ключа улучшают условия переключения транзисторов.

Тахометры

Тахометры применяются на автомобилях, если есть необходимость в контроле частоты вращения коленчатого вала двигателя. По принципу действия манометры бывают центробежные, электрические, электронные (импульсные), магнитные (индукционные), стобоскопические и др. На автомобилях наиболее широкое применение получили электрические тахометры, обеспечивающие дистанционное измерение частоты вращения коленчатого вала.

На дизелях привод тахометра осуществляется от распределительного вала двигателя с помощью гибкого вала или электропривода. Тахометры магнитоиндукционного типа, устанавливаемые для контроля частоты вращения коленчатого вала дизеля, имеют электропривод. Их конструкция аналогична конструкции спидометра с электроприводом. Отличаются они отсутствием счетного узла.

На карбюраторных двигателях для контроля частоты вращения коленчатого вала обычно устанавливаются электронные тахометры, принцип действия которых основан на измерении частоты импульсов, возникающих в первичной цепи системы зажигания при размыкании первичной цепи.

Схема электронного тахометра (рис. 5) обеспечивает измерения частоты прерывания тока в первичной цепи системы зажигания.

Рис. 5. Схема электронного тахометра

Состоит схема из трех узлов: узла формирования запускающих импульсов, узла формирования измерительных импульсов и стрелочного магнитоэлектрического прибора.
На вход тахометра поступает входной сигнал I из первичной цепи системы зажигания. Узел формирования запускающих импульсов, состоящий из резисторов R1, R2, конденсаторов С1, С2, С3, С4 и стабилитрона VD1, выделяет из имеющего форму затухающей синусоиды сигнала I сигнал II, имеющий форму одиночного импульса, который поступает на базу транзистора VT1 узла формирования измерительных импульсов.

В исходном состоянии транзистор VT2 открыт, так как через резисторы R11, R10 и R5 по нему протекает ток базы, а конденсатор С5 заряжен.
Транзистор VT1 в это время закрыт, так как потенциал его эмиттера, вызванный значительным падением напряжения на резисторе R5, больше потенциала базы.
Когда положительный импульс II поступает на базу транзистора VT1, он открывается. Конденсатор С5 разряжается через открытый транзистор VT1, создавая на базе транзистора VT2 отрицательное смещение, которое его запирает.

Транзистор VT1 поддерживается открытым током базы, протекающим через резисторы R11, R9, R8 и R5. Открытый транзистор VT1 обеспечивает протекание тока по измерительному прибору через резисторы R11, R7, R3 и R5.
Длительность импульса III тока, протекающего по измерительному прибору, определяется временем разряда конденсатора С5.
После разряда конденсатора С5 транзистор VT2 открывается, так как исчезает отрицательное смещение на его базе, а транзистор VT1 закрывается.

Частота импульсов III тока равна частоте размыканий первичной цепи системы зажигания. Эффективное значение импульсов тока I_эф, пропорциональное их частоте, показывает прибор.

Переменным резистором R7 при настройке регулируют амлитуду импульсного тока.
Терморезистор R3 компенсирует температурную погрешность прибора.
Диод VD2 служит для защиты транзистора VT1.
Стабилитрон VD3 обеспечивает стабилизацию напряжения питания прибора.

Источник

В чем разница между одометром и спидометром

В современных автомобилях используется огромное количество датчиков и систем, контролирующих работу практически всех механизмов. Они снимают показания температуры двигателя, уровня заряда аккумуляторной батареи, закрытия дверей, давления в шинах и так далее. Все это выводится на соответствующие индикаторы, приборную панель или на дисплей бортового компьютера, что помогает контролировать режим работы и исправность машины, обеспечивая безопасность движения. Одними из самых важных контрольно-измерительных устройств являются спидометр с одометром.

Многие считают их одним прибором. Такая путаница возникла из-за расположения индикаторов устройств. Зачастую, они объединены в один блок, который водители и называют спидометром. Но это отдельные приборы, отвечающие каждый за свой параметр измерения: одометр — за пробег, спидометр за скорость.

На одометр, в первую очередь, обращают внимание те, кто покупает машину, которая уже использовалась. Он наиболее четко дает представление о том, как эксплуатировался автомобиль, и что можно ожидать от него. Ведь от расстояния, которое проехала машина и подсчитал прибор, зависит ресурс двигателя. Конечно, если «умельцы» не скрутили пробег. Но сегодня это становится сделать все труднее.

Контроль движения скорости в конкретное мгновение времени, за который отвечает спидометр, помогает не только избежать штрафов за превышение скорости, и своевременно переключать скорости не очень опытным водителям, но и реально спасает жизнь. Конечно, лишь тем, кто управляет своим автомобилем в соответствии с предписаниями дорожных знаков.

Давайте разберемся, в чем же разница между устройствами, измеряющими скорость и пробег. Поймем их конструкцию и узнаем, почему это абсолютно разные приборы.

Спидометр

Итак, спидометр — это прибор, устанавливаемый в автомобиле для измерения мгновенной скорости, которая выводится на экран дисплея, либо на шкалу приборной панели в виде км/час или миль/час. Единицы измерения, в километрах или милях, зависят от того, где произведен автомобиль, или в какую страну экспортируется. Есть две разновидности устройств измерения скорости и пробега:

У каждого из них есть свои преимущества и недостатки.

Особенности спидометра

Спидометры отличаются друг от друга местом установки датчика скорости, который снимает ее значения. Это зависит от привода автомобиля или его модификации. Если машина заднеприводная, то датчик ставится всегда на вторичный вал коробки. Иногда, туда же устанавливают и скоростные датчики переднеприводных моделей. Но более оптимальным и удобным местом в машинах переднего привода, считается ступица левого ведущего колеса.

Для вычисления скорости движения автомобиля, в программное обеспечение электронного блока управления автомобилем, заложен математический алгоритм, который по частоте вращения вала или ступицы, определяет этот показатель. Кроме частоты вращения, программа учитывает:

Из-за того, что и колеса, и шестерни могут с течением времени изнашиваться, возникает некоторая погрешность в показаниях. Она тоже изначально учитывается при создании прибора учета скорости. Но параметры погрешности не должны выходить за рамки, определенные ГОСТом. Не считается критичным, если спидометр показывает скорость, превышающую реальную в пределах 10% + 4 км/час.

Так, если автомобиль движется со скоростью 100 км/час, а стрелка указывает на 110, то это нормально. Даже еще остается резерв, равный 4 км/час. Но чего категорически нельзя делать спидометру — это показывать скорость, ниже реальной.

Типы спидометров

Спидометры различаются конструкцией, принципом работы, точностью, способом вывода информации, и так далее. Все их можно классифицировать по следующим признакам:

От того, как происходит фиксация скорости движения, все модели спидометров можно разделить на:

По способу своей индикации спидометры подразделяются на:

Исходя из принципа, заложенного в алгоритме работы, спидометры могут быть:

Механические спидометры устанавливались на более ранние модели автомобилей. В настоящее время машины оборудуются электромеханическими или цифровыми устройствами.

Электромеханический спидометр

В таких спидометрах выделяют скоростной и расчетный механизмы. Такое название пошло от более ранних, механических моделей. Скоростной узел представлен датчиком скорости и устройством вывода информации (индикатором). Расчетный узел сейчас — это электронный блок управления и обработки информации.

Датчики скорости делятся на 4 разных вида:

Несмотря на сложность формулировок, можно сказать, что все датчики скорости фиксируют частоту вращения или вторичного вала, или ведущего колеса, и передают ее дальше: через блок управления к дисплею.

В электромеханических спидометрах применяются скоростные узлы двух типов:

Электронный узел характеризуется тем, что его индикатором является миллиамперметр, а к схеме подключен электронный блок управления, получающий информацию от электронного или комбинированного датчика скорости. Модифицированный скоростной узел имеет лишь миллиамперметр. Остальное его устройство заимствовано от механического спидометра.

Те спидометры, в которых применяются электронные скоростные узлы, обладают большей точностью. Кроме этого, они более просты в настройке и удобны в калибровке. Вся информация передается ими в электронном виде по проводам, что более надежно, чем использование гибкого троса или вала.

Электронный спидометр

Электронные приборы более точны, по сравнению с электромеханическими спидометрами. Их сложнее взломать, что часто пытаются сделать для получения доступа к одометру. Об этом еще будет сказано ниже. Отличает их и то, что показания одометра выводятся на цифровое табло, а не на барабанный индикатор с шаговым электродвигателем, как у предшественников. Сейчас практически не осталось производителей, которые устанавливают в машины не цифровые устройства измерения скорости.

Одометр

Одометр – это совмещенный со спидометром прибор для измерения общего пробега автомобиля. Кроме простой фиксации километража, это устройство помогает поддерживать автомобиль в исправном состоянии. По пробегу определяют дату прохождения очередного ТО, в ходе которого производится замена расходных материалов и комплектующих частей, в том числе:

Обычно показания одометра выглядят, как цифры под стрелкой или шкалой спидометра. Но их расположение может меняться, в зависимости от марки и модели автомобиля.

Принцип работы одометра

Работа одометра обусловлена его конструкцией, в которую входят:

Зная конструкцию устройства, можно легко понять и принцип его работы, который выглядит следующим образом:

В зависимости от конструкции различают:

Коротко остановимся на каждом из типов:

В настоящее время самыми распространенными остаются гибридные одометры, но это из-за большого количества продолжающих эксплуатироваться ранее выпущенных машин. На замену им приходят полностью электронные системы.

Погрешность одометров

Когда говорили о погрешности спидометров, указали, что она может составлять 10% и даже превышать этот показатель. У одометров тоже есть свои пределы точности. В зависимости от типа устройства и износа автомобиля, погрешность может быть и 2%, и 10%. Это не является большой проблемой, так как значительное влияние на износ деталей и работоспособность машины оказывает пробег в десятки, а, иногда, и в сотни тысяч километров.

Думается, что любому ясно, что самыми точными приборами являются современные цифровые одометры. Их погрешность составляет порядка 2% от реального. И это лишь при длительной эксплуатации автомобиля, и больших пробегах. Хотя это может и не быть виной разработчиков, или самого измерительного устройства. Ведь движение может фиксироваться, когда автомобиль стоит, а его колеса крутятся. Так, например, бывает при пробуксовывании или во время стендовых испытаний.

Электромеханические одометры, за счет своего гибридного устройства, опережают механические приборы, но уступают цифровым. Точность их показаний может отклоняться на 5%. Устаревшие, механические одометры, даже не в самом плохом состоянии, могут ввести в заблуждение на количество пройденных километров, сопоставимое с 7–10% от реального пробега.

В чем разница между спидометром и одометром

Итак, что представляют собой спидометр и одометр, разобрались. Теперь можно сделать вывод о том, чем же различаются эти приборы:

Несмотря на то, что между спидометром и одометром из общего только совместное расположение их узлов и составных частей, они могут в какой-то степени заменять друг друга. Например, когда один из них сломается. Так, при неработающем одометре можно узнать пробег за конкретный промежуток времени, если, двигаясь с постоянной скоростью замерить время движения. В качестве примера такой вариант: при движении в течение 1 часа со скоростью 60 км/час, автомобиль преодолеет дистанцию в 60 км. В свою очередь, работающий одометр позволяет вычислить скорость движения без спидометра. Но лишь среднюю. Так, если машина за 1 минуту проехала 1 км, значит она двигалась со скоростью 60 км/час.

Понятно, что это все приблизительно и заменить на сто процентов один прибор другим невозможно. Поэтому, если спидометр или одометр вышли из строя, нужно как можно быстрее устранить эту неисправность.

Видео по теме

Источник

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.

Источник