CC BY
128
УДК 629.017: 629.3.017.5: 629.3.018.7
НОВЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ АВТОМОБИЛЯ НА ДОРОГЕ
Э.Х. Рабинович, к.т.н., доцент, Т.В. Ханько, студент, ХНАДУ
Аннотация. Предложено регистрировать видеокамерой позицию автомобиля на размеченной дорожке в начале торможения по моменту загорания стоп-сигнала и измерять расстояние между этой позицией и остановившимся автомобилем.
Ключевые слова: автомобиль, тормозной путь, дорога, разметка, видеокамера, стоп-сигнал, покадровый просмотр, запаздывание
Введение
Рост количества ДТП и числа пострадавших заставляет все серьезнее контролировать техническое состояние автотранспортных средств (АТС), в том числе их тормозных систем (ТС). Международные и национальные стандарты предписывают проверять тормоза на дороге по тормозному пути или на стенде. Однако в Украине их зачастую не проверяют даже при государственных техосмотрах: для массовой стендовой проверки у ГАИ недостает стендов, для массовой дорожной проверки - времени. Широкое внедрение стендов требует больших затрат на организацию производства либо еще больших на импорт. Пока эти задачи не будут решены, приходится думать о проверке ТС дорожным методом, по тормозному пути.
Цель и постановка задачи
При измерении тормозного пути сложнее всего определить позицию АТС на дороге в момент начала торможения (т.е. начала движения тормозной педали). Приходится устанавливать на автомобиль пистолет-отметчик или «пятое колесо», а после испытания снимать их. Это настолько затягивает проверку, что исключает ее массовое использование органами ГАИ и эксплуатационниками. Проще устанавливать деселерографы. Они записывают тормозную диаграмму (замедление в функции времени), но не отмечают момент начала торможения - для этого их надо дополнительно оснащать сигнализатором начала движения педали.
Таким образом, практика ставит задачу: создать способ измерения тормозного пути, который позволял бы с нужной точностью регистрировать позицию АТС на дороге в момент начала торможения без установки на АТС дополнительных устройств.
Сущность предлагаемого способа
Предлагается регистрировать позицию АТС на дороге в момент начала торможения с помощью видеокамеры, по моменту загорания стоп-сигнала. Последующий покадровый просмотр видеозаписи позволит установить эту позицию относительно каких-то ориентиров на дороге, например, относительно разметки на покрытии. Видеокамеру лучше применять цифровую, запись просматривать на компьютере, хотя можно обойтись и обычной кассетной камерой и видеомагнитофоном, имеющим функцию покадрового просмотра.
Обычная частота съемки видеокамеры - 25 кадров в секунду. Таким образом, кадры сменяются через 0,04 с. Это дает достаточно стабильную шкалу времени, которую можно использовать для получения дополнительной информации. Если отметить на дороге участок «АБ» известной длины, то по числу кадров, на которых автомобиль проезжает этот участок, можно определить истинную скорость начала торможения и уточнить норматив тормозного пути, как предписано в ДСТУ 3649-97. При скорости 35-45 км/ч и допустимой ее погрешности ±1,5 км/ч длина участка «АБ» должна быть не менее 12 м. Одновременно проверяется спидометр (по крайней мере, на скорости около 40 км/ч).
Осуществление способа
На испытательной дорожке ГАИ, АТП или СТО наносят поперечные линии контрастного по отношению к дорожному покрытию цвета, чтобы получить участок «АБ» длиной 12 м, основную метку «0» и вспомогательную разметку через 0,5 м с номерами линий. Длина свободного участка дорожки до точки «А» должна быть не менее 35 м, чтобы даже маломощный автомобиль успел разогнаться. Устанавливают видеокамеру так,
чтобы она захватывала участок дорожки от точки «А» до конца разметки (рис. 1).
1 N111 _5-4-3-2-1 ; • О 2 34 5 .-Ur.-J._j
, >35 н 1 1 >12 м > (А$ $т >
видеокамера с компьютером Г—1^- Б' (
или вид«- ► у ^-э-дэ!
магнитофоном 1—1 I—*■------1
Рис. 1. Осуществление способа
Водителю проверяемого автомобиля дают указание до точки «А» разогнаться до 40 км/ч, а на точке «0» начинать торможение в аварийном режиме. По окончании торможения измеряют расстояние S' от метки «0» до какой-то выбранной точки остановившегося автомобиля (например, заднего колеса или фонаря стоп-сигнала) с помощью рулетки (либо по разметке - это быстрее, но грубее).
Снимают процесс. Просматривают на компьютере кадр за кадром, подсчитывают число кадров от проезда, например, задним колесом метки «А» до проезда им же метки «Б», вычисляют по этому числу (или находят по заранее подготовленной таблице) истинную скорость начала торможения. Делают вывод о погрешности спидометра, вычисляют или находят по таблице нормативное значение тормозного пути. Находят первый кадр с горящим стоп-сигналом, определяют на этом кадре положение той же выбранной точки автомобиля относительно разметки и оценивают расстояние Д5 от метки «0» до этой точки. Подсчитывают тормозной путь 5Т = 5" - Д5, сравнивают с нормативным, ставят диагноз «годен - не годен».
Преимущества и недостатки способа
Достоинства способа очевидны: высокая производительность (не нужно устанавливать на автомобиль никакие дополнительные устройства, а потом снимать их), повышенная точность благодаря измерению начальной скорости (этого не дает пистолет-отметчик), быстрота внедрения (не нужны строительно-монтажные работы), малые начальные затраты (только на видеокамеру, компьютер и разметку контрольной дорожки), простота подготовки оператора.
Есть, однако, и серьезный недостаток: стоп-сигнал загорается не в момент начала движения тормозной педали, а с каким-то неопределенным запаздыванием, создающим погрешность измерения.
Оценка погрешности способа
Чтобы установить, как влияет неопределенность промежутка времени от нажатия на педаль до загорания стоп-сигнала на результат определения тормозного пути, был проведен следующий эксперимент (рис. 2).
Рис. 2. Определение запаздывания стоп-сигнала
Возле автомобиля устанавливали зеркала 1 и 2, возле открытой водительской дверцы - видеокамеру 3 таким образом, чтобы в кадр попадали одновременно нога водителя на тормозной педали и отражение стоп-сигнала. Снимали процесс нажатия на тормозную педаль. Запись просматривали в покадровом режиме и по количеству кадров определяли длительность промежутка времени от начала движения педали до момента загорания стоп-сигнала.
Эксперимент провели на девяти автомобилях -ГАЗ-31029, ЗАЗ-968 и семи автомобилях семейства ВАЗ (на всех стоп-сигнал включается от кнопки, расположенной над педалью). Указанный процесс укладывался в 4 кадра, т.е. в три промежутка между ними или 0,12 с при частоте 25 кадров в секунду. При начальной скорости У0=40 км/ч такое запаздывание дает погрешность определения тормозного пути 1,33 м. Это больше, чем допускает ДСТУ 3649-97 (5% от 14,7 м для категории М1, т.е. 0,735 м). Однако ошибка эта одинаковая для всех проверенных автомобилей, т.е. систематическая, и может быть учтена добавлением к результатам замера поправки 85 = = Ко-0,12 / 3,6 м.
В литературе нет оценок запаздывания пистолета-отметчика, но можно предположить, что оно имеет такой же порядок, так как применяются сходные электрические контакты.
В экспериментах выяснилось, что повторители загораются на один кадр раньше основного стоп-сигнала - очевидно, светодиоды менее инерционны, чем лампа накаливания.
Эксперименты по проверке способа в целом показали, что измерение легче выполнять, если испытательная дорожка и автомобиль находятся в тени деревьев или навеса.
Заключение
Предложенный способ обеспечивает измерение тормозного пути с требуемой точностью, за короткое время и с малыми затратами.
Рецензент: М.А. Подригало, профессор, д.т.н., ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 7 февраля 2007 г.
