CC BY
38
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА
СИСТЕМА ХРОНОМЕТРАЖА И ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
В ВЕЛОСИПЕДНОМ СПОРТЕ (аналитический обзор)
В.Л. РОСТОВЦЕВ, А.А. ДОГОВ, ФГБУ ФНЦ ВНИИФК; В.Л. АЛЯКРИТСКИЙ, «Кальвера», г. Москва;
А.А. БАРМИН, Федерация велоспорта Белгородской обл., Россия
Аннотация
В статье предпринята попытка аналитического обзора имеющихся разработок систем хронометража и информационного обеспечения массовых соревнований, применяемых в настоящее время в России и за рубежом. На основе патентного и литературного поиска определены основные конструкции систем хронометража, их достоинства и недостатки. Определены наиболее эффективные технологии регистрации времени прохождения отрезков и всей дистанции в целом. Выявлено отсутствие единого универсального оборудования и комплексной системы информационного обеспечения, позволяющего проводить регистрацию участников массовых соревнований, создавать протоколы прошедших соревнований в соответствии с требованиями правил по видам спорта, вести рейтинги участников по различным разделам, создавать базы данных и передавать информацию всем участникам системы. На основе проведенных исследований даны рекомендации по составу оборудования и технологиям регистрации времени прохождения дистанций, направлениям разработки единой комплексной информационной системы круглогодичного обеспечения массовых соревнований в циклических видах спорта.
Ключевые слова: хронометраж, чип, транспондер, рейтинг, велоспорт.
TIMING AND INFORMATION SUPPLY SYSTEMS IN CYCLING
(analytical review)
V.L. ROSTOVTSEV, A.A. DOGOV, FSBIFSC VNIIFK; V.L. ALYAKRITSKIY, Kalvera Ltd; A.A. BARMIN
Cycling Federation of Belgorod Region, Russia
Abstract
The article attempts to provide an analytical review of existing developments in timing and information supply systems for mass sports competitions currently used in Russia and abroad. Basic designs of timing systems, their advantages and disadvantages were determined on the basis of a patent and literature search. The most effective technologies for recording the passing time of stages and the entire distance were determined. The absence of single universal equipment and a comprehensive information supply system was revealed, which allows registering participants in mass sports competitions, creating protocols of the last competitions in accordance with the requirements of the sport's rules, maintaining ratings of participants in various sections, creating databases and giving information to all participants in the system. Based on the studies, recommendations on the equipment configuration and technologies for recording the passing time of the distances, directions of a unified comprehensive information supply system for year-round support of mass sports competitions in cyclic sports are given.
Keywords: timing, chip, transponder, rating, cycling.
Актуальность
В настоящее время технический прогресс не «дает покоя» ни одному виду жизнедеятельности человека. Появление многофункциональных смартфонов, мобильных приложений, технологий «интернет-вещей», возможностей идентификации мыслительных процессов и робототехники заставляет и позволяет воплощать самые дерзновенные и прогрессивные идеи. В то же время, градиент технологических инноваций так стремителен, что многие практические потребности до сих пор остаются нерешенными на фоне прорывных преобразований.
В частности, это касается многих аспектов обслуживания соревнований. В большинстве циклических видов спорта в последние годы увеличилась доля массовых и длительных соревновательных форм. Марафонские дистанции с количеством участников три и более тысяч требуют значительных организационных ресурсов и в том числе услугу по доставке каждому участнику информации о его результатах. Кроме того, наличие базы данных людей, потенциально желающих принять участие в тех или иных соревнованиях, рассылка приглашений, электронная регистрация, рассылка результатов соревнований - это вопросы, которые требуют своего решения. В данной статье мы не касаемся тактических или тем более физиологических, биомеханических достижений каждого участника, что, возможно, тоже не за горами. Речь идет только о времени преодоления отдельных отрезков и всей дистанции в целом и создании системы организации, проведения и информационного обслуживания проведенных мероприятий. Оказывается, что далеко не в каждом виде спорта в нашей стране существует достаточно точная и надежная система хронометража.
Состояние проблемы
Результаты литературного и патентного поиска показали следующее.
Наиболее разработанными и практически используемыми в циклических видах спорта являются устройства с фотоэлектрическими элементами. Такие системы могут работать только в случае гонок с раздельным стартом, кроме того, они сложны в монтаже и обслуживании непосредственно на месте соревнований. Дело в том, что в присутствии большого количества гонщиков судейской бригаде надо точно установить как минимум две пары излучателей и приёмников на определенном уровне от земли и точно по одной оси для каждой пары. Такие системы еще называют лучевыми. Это может быть обычный луч света, лазерный или инфракрасный. Вот пример лучевой системы хронометража [8], а также патенты [3, 4] - фотоэлектрические устройства для финиша спортсменов при беге по дорожке. Такие системы можно использовать только для соревнований с раздельным стартом, и они совершенно не подойдут для фиксации финиша групповых гонок.
Есть сведения о системах, которые патентуют технологию визуализации хронометража, например, патент [2]. Устройство представляет собой современный программно-аппаратный комплекс, который обеспечивает выбор определенного кадра (кадров) и периода времени его визуализации, фиксации и перемещения, что является важной частью (но только частью) хронометража.
Есть патенты, в которых раскрыты возможности ввода текстовой и графической индикации и ввода команд, например, [12] - устройство для хронометража с возможностью ввода текстовой и графической индикации и ввода команд. Эта система состоит из отдельных блоков и не самым эффективным образом заменяет компьютер, при этом она достаточно большая по габаритам для установки на автомобиле, кроме этого, отсутствует централизованный сбор данных.
Наибольший интерес представляют транспондерные системы, оборудование которых позволяет отслеживать передвижение спортсменов в ходе соревнований, например, [1]. Это система, в которой уже применяются чипы для каждого спортсмена и она очень близка к требуемой. Однако в данном случае количество активных приёмников сигнала равно числу спортсменов, для массовых заездов такое решение вряд ли подойдет из-за существенной стоимости.
Рассмотренные изобретения, как правило, позволяют решить локальные задачи требуемой системы хронометража. В них нет решения, позволяющего охватить все вышеназванные требования одновременно.
Цель исследования: создание точной, надежной, относительно недорогой комплексной системы программно-аппаратного хронометража и информационного обеспечения для обслуживания массовых соревнований.
Задачи исследования
1. Определение состава и характера оборудования системы хронометража.
Оборудование должно позволять регистрировать время преодоления дистанции и её отрезков для каждого спортсмена с точностью не менее 0,01 с, а также иметь возможность воспроизведения и просмотра прохождения каждым выбранным спортсменом створов регистрации.
2. Выбор направлений информационного обеспечения для организации, проведения, сбора и передачи результатов массовых соревнований.
Данная задача предполагает создание программного обеспечения, базы данных и мобильного приложения, позволяющих информировать, принимать информацию и регистрировать участников соревнований, составлять протоколы и рейтинги спортсменов, передавать полученные результаты в уполномоченные организации и информационные системы.
Результаты исследования
С точки зрения состава оборудования и точности измерения, на данный момент хорошо подходят так называемые транспондерные системы. В основном это дорогостоящие зарубежные аналоги, которые уже используются на соревнованиях по велоспорту. Примером таких систем являются: TagHeuer [9] и My Laps [7].
Эти системы уже применялись на чемпионатах России по велоспорту-шоссе. Они просты в монтаже на месте старта и дают результат с точностью до сотой доли секунды. Дополнительно, при необходимости, на финише устанавливается высокоскоростная камера для фотофиниша (3000 кадров в с), например, [10], но практически для всех стартов хватает записи с мобильной камеры с частотой 240 кадров. На базе MyLaps коммерческая компания
[11] разработала свою систему для организации и проведения соревнований.
Транспондерные системы могут иметь в составе пассивные и активные отражающие и передающие устройства (чип, RFID-метка). И те, и другие закрепляются на велосипеде спортсмена. От выбора мест их крепления может зависеть точность и надежность получения информации. Особенно это касается пассивных отражающих чипов. В момент пересечения спортсменом расположенных по маршруту специальных ковриков, в которые встроены антенны считывателей, фиксируется его результат.
В случае масштабного общественного мероприятия, например, веломарафона с количеством участников более 10 тысяч, результаты также можно фиксировать с использованием RFID-меток (с англ. - Radio Frequency Identification - радиочастотная идентификация). При пересечении спортсменом антенн считывателей, расположенных через каждые 5 км вдоль трассы марафона, его время и местонахождение записывается в централизованную базу данных. И данная информация публикуется в реальном времени, что может позволить друзьям и знакомым участников соревнований следить за спортивными успехами атлетов.
Пассивные чипы (RFID-метки) отражают сигнал, передаваемый генератором в зоне регистратора времени. Таким образом, происходит идентификация спортсмена и определение времени прохождения отрезков или дистанции в целом. Недостатком такого рода чипов является возможность пропуска отраженного сигнала из-за потерь мощности и возможных помех. Их использование требует применения дополнительных устройств (как правило, это высокоскоростные камеры) и программного обеспечения. Но при этом они имеют существенное преимущество -оно заключено в их низкой стоимости, и чем больше состав участников соревнований, тем выгодней применять систему с пассивными чипами.
Активные чипы или активные RFID-метки имеют свой передатчик, который улавливается ридером (считывающим устройством) в местах регистрации. Сигнал от них мощнее, меньше зависит от помех по сравнению с пассивными чипами, но они существенно дороже, поэтому организаторы берут залог или прилагают специальные усилия для сбора таких чипов по окончании соревнований на финише.
Есть сведения о ведении разработки подобных систем отдельными компаниями и энтузиастами, которые создают свои системы хронометража. Информация об одной такой разработке имеется на сайте [6]. На данный момент она пассивная (излучают антенны, чип отражает сигнал), но уже ведется разработка активной транспон-дерной системы (чип излучает, антенна в виде медной петли принимает сигнал).
Представляется, что наиболее экономичной и эффективной системой хронометража является следующая: во-первых, это должна быть транспондерная система. В состав оборудования могут входить или пассивные, или активные чипы. Система должна отвечать метрологическим требованиям [5]. Мы отдаем предпочтение пассивным чипам из-за их дешевой стоимости и простоты использования, но при этом в комплект оборудования
должны входить скоростные камеры для повышения надежности регистрации прохождения отметок каждым спортсменом. Наиболее известными производителями камер и программного обеспечения (ПО) к ним являются: Omega, Swiss Timing, AlgeTiming, Lynx (Ethernet). Здесь потребуется создание специального ПО для визуальной идентификации образов (проще - определение «нагрудных» номеров по кадрам). Вероятно, что наилучшим образом это можно сделать на основе конкретной математической модели программирования - «нейронные сети». Несмотря на дороговизну такого способа программирования, это делается один раз и далее может быть использовано многократно. Во-вторых, такая система должна иметь программное обеспечение для выявления отсутствия метки о прохождении спортсменом одного или нескольких створов на дистанции и определения причины их отсутствия с помощью программного просмотра изображений.
При решении второй задачи необходимо реализовать следующие разделы информационного обеспечения:
> автоматизация и стандартизация работы судейских коллегий и комиссий по допуску;
> упрощение и автоматизация сбора данных с соревнований;
> составление рейтингов лучших результатов сезона;
> составление списка участников соревнований согласно положению;
> контроль на этапе подачи заявок на соревнование;
> автоматизированная система формирования вызовов на соревнования;
> автоматизированная система формирования групп для жеребьевки;
> автоматизированная система рассылки стартовых протоколов и результатов;
> размещение результатов соревнований онлайн;
> подсчет очков этапных соревнований;
> составление списков кандидатов в сборные команды;
> создание банка данных;
> создание единой информационной системы управляющих организаций.
Среди зарубежных фирм наиболее известными в создании ПО для обслуживания соревнований являются MYLAPS, PROCHIP, ALGE, OMEGA, SWISS TIMING, Lynx.
На рисунке представлена общая схема информационной системы обеспечения соревнований в циклических видах спорта.
В хранилище (банке) данных информация должна быть структурирована в соответствии с техническим заданием (ТЗ) и необходимым анализом данных по результатам соревнований, данным спортсменов, их регистрации по почтовым ящикам и другой информации. В хранилище данных находятся и могут быть проанализированы данные жеребьевки, уведомлений, составления списков и т.п. Данные в хранилище попадают после проведения соревнований и могут быть доступны для экспертов и аналитиков.
Информационное обеспечение физической культуры и спорта
Свой формат хронометрических данных (свой ГОСТ)
Данные структурированы в формате хранилища данных
Веб-сайт
1. Видеотрансляция соревнований
2. Рейтинги
3. Регистрация онлайн
4. Лента новостей
5. Сайт федерации велоспорта
Вычислительные ресурсы аналитики и обработки данных
Рис. 1. Типовая структура единой системы автоматического электронного хронометража
для спортивных соревнований
Выводы
В результате исследования определено следующее.
1. В настоящее время в циклических видах спорта отсутствует унифицированная система информационного обеспечения и оригинального отечественного оборудования для обслуживания массовых соревнований.
2. Для создания такой системы необходимо разработать стандарт (ГОСТ) представления хронометрических данных, программное обеспечение и хранилище данных, которые будут поддерживаться в автоматическом режиме.
Литература
1. Боровицкий, И.А. Устройство для регистрации времени движения спортсменов: патент SU1193706A1//6-Ka ФИПС, 1985. - 2 с.
2. Киркнел, Мэй с соавт. Технологии представления событийной информации с использованием визуализации хронометража событий: патент RU2015113124A// б-ка ФИПС, 2013. - 2 с.
3. Краюхин, А.К. с соавт. Регистратор финиша: патент SU860105A1//6-^ ФИПС, 1985. - 4 с.
4. Краюхин, А.К. с соавт. Регистратор финиша: патент SU926697A2//6-^ ФИПС, 1982. - 2 с.
5. Начинская, С.В. Спортивная метрология: учебное пособие / С.В. Начинская. - М.: Академия, 2005. - 240 с.
6. Сайт компании ЗЕЛБАЙК ХРОНО [Электронный ресурс] - URL: http://chrono.zelbike.ru/
7. Сайт компании My Laps [Электронный ресурс]. -URL: https://www.mylaps.com/timing-solutions-active/ prochip/
8. Сайт компании Tagheuer [Электронный ресурс]. -URL: http://www.tagheuer-timing.com/ru/photocells
9. Сайт компании Tagheuer [Электронный ресурс]. -URL: http://www.tagheuer-timing.com/ru/race-timing-systems-cycling
10. Сайт компании Tagheuer [Электронный ресурс]. -URL: http://www.tagheuer-timing.com/ru/tag-heuer-Lynx-photofinish-camera
11. Сайт компании 3 SPORT TIMING [Электронный ресурс]. - URL: http://3sport.org/timing
12. Тюрин, И.Ю. с соавт. Устройство для хронометража: патент RU164625U1//б-ка ФИПС, 2015. - 2 с.
References
1. Borovitsky, I.A. (1985), Device for athletes' movement time recording: patent SU1193706A1//FIPS, 2 p.
2. Kirknel May et al. (2013), Technologies for presenting event information using visualization of the events timing: patent RU2015113124A//FIPS, 2 p.
3. Krayukhin, A.K. et al. (1985), Finish registrar: patent SU860105A1//FIPS, 4 p.
4. Krayukhin A.K. et al. (1982), Finish registrar: patent SU926697A2//FIPS, 2 p.
5. Nachinskaya, S.V. (2005), Sports metrology: study guide, Moscow: Academy, 240 p.
6. Company website Zelbike Chrono [Electronic source], URL: http://chrono.zelbike.ru/
7. Company website My Laps [Electronic source], URL: https://www.mylaps.com/timing-solutions-active/ prochip/
8. Company website Tagheuer [Electronic source], URL: http://www.tagheuer-timing.com/ru/photocells
9. Company website Tagheuer [Electronic source], URL: http://www.tagheuer-timing.com/ru/race-timing-systems-cycling
10. Company website Tagheuer [Electronic source], URL: http://www.tagheuer-timing.com/ru/tag-heuer-Lynx-photofinish-camera
11. Company website 3 SPORT TIMING [Electronic source], URL: http://3sport.org/timing
12. Tyurin, I.Yu. et al. (2015), Device for timing: patent RU164625U1//FIPS, 2 p.
