Системы электронного хронометража

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы Минина

Системы электронного хронометража

Трубникова Л.Д., студент, направление подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии

Поначугин А.В., кандидат экономических наук, доцент кафедры прикладной информатики и информационных технологий в образовании

Нижний Новгород

Аннотация

В данной статье поднимается вопрос о востребованности использования систем электронного хронометража, описываются их составные части, а также рассматривается принцип работы систем электронного хронометрирования, основанный на методе автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов записываются данные, хранящиеся в транспондерах. Кроме того, в статье говорится о необходимости использования и постоянного развития систем электронного хронометража в циклических видах спорта, таких как лыжные гонки, туризм, спортивное ориентирование и т.д. В качестве примера работы данных систем приводятся продукты нескольких производителей, которые работают на разных электронных системах отметки.

Ключевые слова: системы электронного хронометража, чип, станция, электронная отметка, тайминг.

Abstract

ELECTRONIC TIMEKEEPING SYSTEMS

Trubnikova L. D., student, training direction 09.03.02 Information systems and technologies, Nizhny Novgorod State Pedagogical University named after Kozma Minin, Nizhny Novgorod

Ponachugin A. V., Candidate of Economical Sciences, Associate professor of the Department of Applied Informatics and Information Technologies in Education, Nizhny Novgorod State Pedagogical University named after Kozma Minin, Nizhny Novgorod

This article raises the question of the demand for the use of electronic timing systems, describes their constituent parts, as well as the principle of operation of electronic timing systems, based on the method of automatic identification of objects, in which data stored in transponders are recorded by means ofradio signals. In addition, the article refers to the need to use and constantly develop electronic timing systems in cyclic sports, such as skiing, tourism, sports orientation, etc. As an example of the operation of these systems, products from several manufacturers that operate on different electronic mark systems are given.

Keywords: electronic timekeeping systems, chip, station, electronic mark, timing.

С появлением первых олимпийских спортивных игр в Древней Греции в 776 году до н. э. возникла необходимость определения победителя состязания. С увеличением количества видов спорта и участвующих в них атлетов, объективно судить такие соревнования становилось все сложнее, так как в большинстве случаев проявлялся человеческий фактор.

Первый прототип секундомера в спорте появился в 1820 году под названием «хронограф», который позволял измерять скорость сразу двух спортсменов. Именно с этого времени и началось развитие механических систем хронометража. Спустя 40 лет, в 1860 году, точность измерения времени составляла 0,2 секунды, а в 1920 году достигала 0,1 секунды.

Несмотря на относительную точность механических систем, уже в 1973 году впервые была применена электронная система фиксации результатов на соревнованиях по легкой атлетике, точность которой достигла 0,001 секунды.

Количество соревнований и участвующих в них спортсменов с каждым годом росло с геометрической прогрессией, что способствовало быстрому внедрению и развитию электронных систем хронометража.

В связи с тем, что правила и условия проведения соревнований по различным видам спорта значительно отличаются друг от друга, производителям и разработчикам электронных систем приходится создавать индивидуальные системы хронометража (тайминга) для определенных видов (групп) спорта.

В качестве примера рассмотрим несколько систем электронного хронометража, используемых в циклических видах спорта, таких как кроссовый бег, лыжные гонки, спортивное ориентирование и спортивный туризм, где важна правильность прохождения дистанции в определенном порядке с контролем прохождения интервалов (участков) дистанции. Особенностью этих систем является работа по принципу RFID (англ. Radio Frequency Identification - радиочастотная идентификация) - метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов записываются данные, хранящиеся в транспондерах, или RFID- метках (чипах).

В состав системы электронного хронометража, кроме системы электронной отметки (далее - СЭО), входят большое количество компонентов, в том числе:

1. Базовые станции (входят в состав СЭО).

2. Чипы-транспондеры (входят в СЭО).

3. Станции сопряжения с компьютером (входят в состав СЭО).

4. Активные антенны (в случае использования бесконтактной отметки).

5. Комплект спутникового оборудования (для обеспечения постоянного доступа к сети Internet).

6. TV и медиа оборудование для прямой трансляции видео и результатов соревнований на экраны и онлайн-трансляции в сети Internet.

7. Комплекс программного обеспечения для обслуживания соревнований и синхронизации всех электронных устройств.

8. Большой спектр периферического оборудования (принтеры, копиры, сканеры, мониторы, телевизоры, медиаэкраны и т. д.).

Связка станции и чипа представляет собой трансформатор, который состоит из двух катушек, на одну из которых подается ток, за счет чего она создает вокруг себя электромагнитное поле, катушке под действием этого поля возникает электричество. Стоит отметить, что в подобном трансформаторе нет прямого электрического контакта между катушками, энергия передается невидимым электромагнитным полем (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема работы связки «чип - станция»

И чип, и станция, являются своеобразными катушками, причем станция создает вокруг себя электромагнитное поле, а чип принимает от нее энергию и сохраняет информацию в памяти станции и чипа. Все время, пока станция создает поле, идет постоянная связь с чипом, а чип, приняв эту информацию, передает свой ID и станция начинает выполнять программу по записи в память чипа необходимой информации по таймингу. После этого между устройствами осуществляется вторичный обмен, задачей которого является проверка уникальности и идентичности записей в чипе и станции. В случае правильной транзакции подается звуковой и световой сигнал о том, что запись успешно осуществлена. Все это происходит за время от 0,03 до 0,1 сек, в зависимости от СЭО и варианта использования чипов. Это и есть типичный алгоритм работы системы электронной отметки в составе системы хронометража. электронный хронометрирование автоматический

Наиболее популярными системами электронной отметки для спортивного ориентирования и спортивного туризма в России являются немецкая SportIdent и российская SFR-system [6].

В 1997 Зигфрид Риттер, инженер одной из крупнейших фирм, разрабатывающей иммобилайзеры для автомобилей Audi и Volkswagen и выпускавших электронику и противоугонные системы, задумался о применении подобных технологий в спортивном ориентировании. В итоге образовалась компания AES, одной из разработок которой стала SportIdent. В России она была применена впервые в 2001 году, на Финале Кубка Мира по спортивному ориентированию на лыжах [5].

SportIdent - наиболее популярная СЭО, которая распространена по всему миру и сертифицирована многими международными спортивными федерациями. Ее надежность и большое распространение в том числе и в России, позволяет спортсменам с разных уголков планеты тренироваться с тем же оборудованием, что используется на международных стартах. Система работает на частоте 125 КГц. Персональные чипы выпускаются с уникальными номерами, что облегчает идентификацию спортсменов. Кроме того, в зависимости от платежеспособности потребителя, выпускаются чипы различной емкости (варьируется от 30 до 128 отметок). Несомненным плюсом данной СЭО является возможность работы в контактном и бесконтактном режимах (рисунок 2).

Рисунок 2. Бесконтактный режим работы SportIdent

SFR - российская система электронной отметки, которая может применяться во всех дисциплинах спортивного ориентирования (спринт, кросс и т. д.). Название SFR (start-finish-result) взято от одноименной компьютерной программы, разработанной для обслуживания первого в России этапа Кубка Мира по спортивному ориентированию в 1993 году. SFR создана под руководством питерского разработчика Александра Курдюмова, и постоянно совершенствуется. Серийное производство системы началось в 2006 году. Емкость нового чипа, вышедшего в 2017 году, составляет 122 отметки. Основным достоинством является невысокая цена. Это связано с использованием более дешевых чипов без персонализации (без уникального номера) и работающих в другом частотном диапазоне - 13,56 МГц.

Сама по себе электронная отметка - это важный компонент системы электронного хронометража, который не может полноценно функционировать без соответствующего комплекса программного обеспечения.

Наиболее востребованными и популярными являются такие программные комплексы как WinOrient (рисунок 3), SFR и SportOrg.

WinOrient - программный комплекс, наиболее активно использующий немецкую систему SportIdent и канадскую AMB (бесконтактная отметка), разработана московским программистом Дмитрием Налетовым и является одной из самых первых и наиболее популярных программ для судейства соревнований некоторых циклических видов спорта, таких как биатлон, лыжные гонки, спортивное ориентирование, спортивный туризм и т. д.

Программный пакет SFR Event Centre получит свою популярность благодаря развитию и внедрению недорогой электронной отметки SFR. Разработчик, производитель, программист в одном лице сделал данный комплекс очень продуманным, уникальным и гибким (рисунок 4).

SportOrg - молодая программа, над разработкой которой работают молодые уральские программисты (рисунок 5). Отличительной особенностью является возможность работы данного комплекса с различными системами отметки (SportIdent, SFR и SportIduino) [7].

Все вышеперечисленные программные комплексы обладают огромным функционалом и достойны того, чтобы рассказать о них по отдельности, в каждом есть своя «изюминка». Для приобретения навыков работы в данных системах необходимо не только уверенное владение персональным компьютером, время для освоения программных комплексов, базового умения программирования, но и знание правил и нюансов конкретных видов спорта.

Рисунок 3. Настройка базы соревнований в WinOrient

Рисунок 4. База дистанций в SFR Event Centre

Мы живем в мире рыночных отношений, и спорт является одним из ключевых его составляющих, что способствует высокой конкуренции и быстрому развитию систем электронного хронометража. В каждом виде спорта можно наблюдать сразу несколько сильных ключевых игроков - разработчиков и производителей систем хронометрирования.

Из-за большого количества компонентов системы хронометража, необходима квалифицированная команда для её обслуживания, члены которой будут в совершенстве владеть всеми составляющими. Как правило, эти люди умеют работать не только с электроникой, но и являются специалистами и высококвалифицированными судьями в области спорта.

Отличительной особенностью спортивной деятельности является наличие тренерских, организационно-методических и организационно-управленческих задач, включающих организацию совместной деятельности и взаимодействие участников деятельности в области физической культуры и спорта [4].

Личный опыт составляет обязательный компонент любого вида компетентности работника [2].

Для подготовки таких специалистов уходит несколько лет и, поэтому, связка «IT-специалист + Спортсмен + спортивный судья» очень востребована на рынке систем хронометража. Многие молодые спортсмены выбирают для своей будущей специальности IT-направления, чтобы по окончании обучения в ВУЗе связать свою жизнь с любимым хобби, но уже в другом ключе, например, в качестве разработчика систем электронного хронометража.

Рисунок 5. База участников в SportOrg

Литература

1. Брыскина О. Ф., Круподерова Е. П., Круподерова К. Р. Проектирование курса «Информационные технологии в образовании» в условиях введения профстандарта педагога // Вестник Мининского университета. - 2016. - № 1. - С. 10.

2. Ким О. М., Шамов А. Н. Формирование компетенции межкультурного делового спора в сфере профессиональной деловой коммуникации: содержательные и технологические аспекты // Вестник Мининского университета. - 2019. - Т. 7. - № 2. - С. 2.

3. Круподерова Е. П. Подготовка студентов к проектной деятельности в информационной образовательной среде XXI века // Вестник Мининского университета. - 2013. - № 3 - С. 5.

4. Кутепов М. М., Коновалова М. П. Подготовка бакалавров по физической культуре к организации и проведению соревнований различного уровня // Вестник Мининского университета. - 2019. - Т. 7. - № 2. - С. 3.

5. Официальный сайт SportIdent [Электронный источник]. - Режим доступа: https://www.sportident. com/ (дата обращения 18.10.2019);

6. Официальный сайт SFR-system [Электронный источник]. - Режим доступа: http://www.sportsystem. ru/about_russian.html (дата обращения 18.10.2019);

7. Официальный сайт SportOrg [Электронный источник]. - Режим доступа: https://sportorg.readthedocs. io/ru/v1.5.0/ (дата обращения 18.10.2019).

Размещено на Allbest.ru