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揭秘奧運計時術:千分之一秒差距決定勝負

http://www.chinareviewnews.com   2008-08-05 10:53:17  


 
冬季奧運會

  奧運會分為夏季奧運會和冬季奧運會,每兩年交替舉辦。由於這些運動項目之間存在諸多不同之處——從距離遠近到天氣因素——各項運動賽事的計時技術自然也大相徑庭。 

  雪橇 

  由於奧運會雪橇選手會以高達90英里(約合145公里)的時速滑行,所以,即便是哪位選手笑到最後,他也是以極其微弱的優勢險勝。在計時精確至千分之一秒,且計時設備必須承受零下30華氏度低溫的情況下,高科技成為比賽不可或缺的重要條件。雪橇比賽的起點綫和終點綫均裝有0.5英寸至1英寸紅外光束,用以聚焦接收裝置,在光束被分離的那一刻,接收裝置會啟動或停止運行計時鐘。激光技術盡管在競賽環境下大顯神通,但仍在2002年美國鹽湖城冬奧會上被紅外光束所取代,因為研究表明降雪經常使激光束出現問題,而大霧使電子眼失去火眼金睛的效力,從而降低了精確度。 

  速度滑冰 

  速度滑冰計時技術同短距離田徑比賽存在諸多相似之處。計時鐘由發令槍啟動,電子眼在每名選手穿過終點綫激光束的那一刻,將信號發送給計時電腦。因為速度滑冰選手的速度最高可達時速30英里(約合48公里),甚至於一個腳尖決定著冠亞軍的歸屬,兩台分開安裝的攝像機掃描終點綫,以每秒2000幀的速度記錄下每一張圖像,並將完成的圖像發給裁判幫助確定最終的勝者。 

  滑雪 

  高山滑雪選手手持滑雪杖從起點旗門高速啟動滑行。這些旗門一打開,即向計時台發送電子信號啟動計時鐘。同雪橇比賽相似,運動員穿過終點綫時,紅外綫受到幹擾,即停止計時鐘運行。在越野滑雪和北歐式滑雪(Nordic)等長距離滑雪比賽中,安裝在每名選手滑雪鞋上的射頻識別標簽會將他們的信號發到天綫。天綫埋設於起跑綫、終點綫和兩點之間的雪地下面。這樣一來,選手的啟動時間、穿越終點的時間以及比賽進程全部盡收眼底,被錄像後播出,供裁判進行實時判罰。 

  保持計時準確性的絕招 

  盡管大部分比賽用時對外公布時只精確到百分之一秒,但奧運會計時標準要求比賽計時精確至毫秒。即便是出現了極其微小的誤差,計時員也必須做好最壞的打算。以下是計時員保持計分準確的幾大“絕招”。 

  “智能”系統:由於擔心遇到電纜被切斷或某一設備停止工作,每一套計時系統均擁有最多四套備用系統。一旦某一設備失靈,這些系統會自動開啟,這樣一來,計分結果不會丟失(奧運比賽可沒有重賽)。一些冗餘系統(redundant system)通過時間同步打印機將數據打印出來,從而給數據備份。而其他一些冗餘系統則確保時間可以通過計分板和互聯網及時傳遞至觀眾和媒體,讓他們對賽果有實時了解。此外,安設於起點綫和終點綫的激光和紅外光束並非一直不變,相反,它們不斷地快速閃爍,以便不會被背景燈或降雪的變化所幹擾。信號只有在光束連續中斷多次之後才發送給計時鐘。 

  自動防故障裝置:因為諸多運動員存在“搶跑”的問題,計時員此時還必須起到裁判員的作用,用以保留參賽選手得分的精確性。科學家研究發現,普通人對刺激(如發令槍)的反應為十分之一秒,而在奧運會賽場,如果運動員的啟動時間遲於發令槍響後十分之一秒,就會有專門的系統停止計時鐘工作,因為這意味著他在發令槍響前之開始“反應”。 

  為測量這種反應,田徑和游泳比賽中使用的起動器均安裝有電子壓力板,發令槍響前選手雙腳放在上面。作為壓力的第一迹象(選手腳蹬住起跑器),起跑器向計時台發送信號。如果選手的反應時間被確定為低於十分之一秒,計時鐘會自動停止運轉,同時告警信號發送至計時官員耳機重新進行比賽。通常情況下,搶跑的選手會失去比賽資格。 

  在游泳接力比賽中,反應時間經由兩個方法確定,一是比賽啟動的時間,二是每名選手“加標簽於”隊友。如果隊友在第一名選手碰到泳池觸摸板後不到十分之一秒即跳離起跑器,那麽他之後的選手則會因錯誤啟動而失去比賽資格。在這兩種情況下,高速視頻攝像機還在水平時標下記錄下運動員的比賽過程,以出現防爭議時進行解決。 

  爭議中進步——因為奧運官方計時器備有高度冗餘的系統,及具有數字和視覺數據的多個計時設備,那麽裁判員通過分析,有關計時方面的爭議通常會快速得到解決。不過,一旦選手的投訴最終被證實正當,一般情況下,往往會導致對現有計時技術的研究和開發。 

  例如,在德國選手西爾克·克勞斯哈爾(Silke Kraushaar)1998年獲得無舵雪橇金牌之後,裁判分析發現光電傳感器具有精確至兩毫秒的誤差,這恰恰是克勞斯哈爾勝出第二名的時間。由於擔心這一系統的精確度,時任美國奧委員會首席工程師的湯姆·威斯滕伯格(Tom Westenburg)開發出高速調制(high-modulation)、三重冗餘(triply-redundant)的系統,精確度小於半毫秒,目前一些比賽還在使用這套系統。(文章來源:新浪科技)


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