Kiirusmõõturid 2

Kuigi meetod lubab objekti kiirust määrata kahe impulsi abil, kasutatakse kiirusmõõturis LTI 20-20 mõõtmise usaldatavuse tõstmiseks palju järjestikuseid impulsse. Teisiti öeldes on mõõtetulemus, mis kuvatakse seadme tablool, paljude järjestikuste mõõtmiste tulemuste analüüsi produkt. Matemaatilises andmetöötluses kasutatakse vähimruutude meetodit. Mõõteprotseduuri käigus kontrollitakse pidevalt jooksvate mõõtmiste vastavust seitsmele kriteeriumile; vea korral katkestatakse mõõtmine. Ühe protseduuri kestvus sõltub sellest, kui palju mõõtmisi tuleb teostada, et lõpptulemuse kvaliteet rahuldaks etteantud tingimusi. Mõõtmine katkestatakse ja mõõtur kuvab veateate juhul kui 10 sekundi jooksul ei saavutata rahuldavat tulemust (vaata tehnilisi andmeid, üheks mõõtmiseks kuluv aeg).

 

1.3.3. Kokkuvõte laserimpulsi leviaja mõõtmisel põhinevast mõõtemeetodist

 

Alates 1980. aastate keskpaigast kasutati statsionaarseid laserseadmeid teeäärsete mõõteseadmete koosseisus, mida kasutati koos suurte tabloodega liiklusohutuse eesmärkidel või koos salvestusseadmega liiklusjärelevalves analoogselt fotoradaritega (joonis 1.9). Laserimpulsi leviaja mõõtmisel põhinev mõõtemeetod võeti laialdaselt kasutusele 1990. aastate alguses, kui hakkati tootma kaasaskantavaid laserseadmeid.

 

Joonis 1.9. Kiirusmõõturid LTI 20-20 ja GATSO koos kaameratega [12]

Kiirusmõõturid LTI 20-20.jpg  GATSO koos kaameratega.jpg 

 

Omaduste poolest on laserid sobivad mõõtmisteks linnas, kus tavaliselt on tihe liiklus ja mitte eriti suured kaugused mõõturist mõõdetava sõidukini.

 

1.4. Teised meetodid

Eestis on olnud kasutusel üks Saksa päritoluga kiirusmõõtur Traffipax, mis ei kasutanud mõõtmiseks ühtegi eespoolnimetatud meetodit. Sisuliselt oli tegu baassõidukile statsionaarselt paigaldatud fotokaameraga, mis jäädvustas mõõdetava sõiduki pildile baassõiduki spidomeetri näidu. Mõõtmine toimus järgnevalt: 

  • baassõiduk sõitis mõõdetava sõiduki järel kaugusel umbes 10 meetrit;
  • baassõiduki juht võrdsustas baassõiduki kiiruse eesliikuva mõõdetava sõiduki kiirusega;
  • baassõidukist fotografeeriti eesliikuvat sõidukit, samale fotole jäädvustati automaatselt baassõiduki kiirus.

Mõõtetulemuse määramatus sellise meetodi puhul on suur ja sõltub nii baassõiduki spidomeetri täpsusest kui ka juhi subjektiivsest hinnangust sõidukite kiiruste võrdsuse kohta. Seadme Traffipax laiendmääramatuseks usaldatavustasemel 99 % on hinnatud ± 7 km/h (eeldusel, et baassõiduki spidomeeter on kalibreeritud).

Märkus. Kiirusmõõturi Traffipax sai Tallinna liikluspolitsei Saksamaalt tagastamatu abina paigaldatuna sõiduautosse Audi 100. Teadaolevalt demonteeriti kiirusmõõtur sõidukilt, sest selle kasutamine oli ebamugav ja meetod ei võitnud politseinike poolehoidu. Siiski tuleb märkida, et tegu oli esimese kiirusmõõturiga Eestis, mis võimaldas mõõdetavat sõidukit ka fotografeerida.

 

1.5. Detektorid, detektoridetektorid ja detektoridetektoridetektorid

Sama vana, kui on kiirusmõõtmine, on olnud ka mõõtmist segavate ja ennetavate meetodite ajalugu. Esimene juhtum, kus sõiduki juhte vahistati mõõmist segavate seadmete omamise eest, toimus teadaolevalt 1953. aastal Rochesteris New Yorgi osariigis [11], seega 6 aastat peale esimeste radarkiirusmõõturite kasutuselevõttu.

Levinud on palju meetodeid, mille abil proovitakse vältida karistust kiirusepiirangute ületamise eest. Mitmed neist tegelikult ei toimi, kuid on sellele vaatamata juhtide hulgas levinud. Meetodeid võib liigitada järgmiselt: 

  • mõõtmist raskendavad juhtimisvõtted;
  • segajate kasutamine;
  • detektorite kasutamine.

 

1.5.1. Mõõtmist raskendavad juhtimisvõtted

Mõõtmist raskendavad juhtimisvõtted põhinevad asjaolul, et mitmed radar- ja laserkiirusmõõturid kasutavad mõõteprotsessis statistilist andmetöötlust (näiteks laserseade LTI 20-20). Seega vajavad nad palju järjestikuseid mõõtmistulemusi ühe kiirusnäidu kuvamiseks. Kui mõõdetava sõiduki kiirus muutub selliselt, et kiirusmõõturi mõõtetulemused ei rahulda seadme tarkvara poolt esitatud kontrollkriteeriume, ei registreerita tulemust või kuvatakse veateade.

Eelneval põhinevalt pakutakse välja järgmine meetod. Kui sõidukis asuv detektor näitab kiirusmõõtmist või mõni vastutulev sõiduk annab tulesid vilgutades märku politseipatrullist, tuleb koheselt alustada järsku aeglustust vähendades sõiduki kiirust iga sekundi jooksul ligikaudu 5 km/h võrra. Kiirusmõõturil võib sellisel juhul tekkida raskusi stabiilse kiirusnäidu fikseerimisega.

Meetod ei oma mingisugust efekti siis, kui kasutatav kiirusmõõtur näitab pidevalt kiiruse hetkväärtust (näiteks Eestis kasutatavad radarid Stalker).

1.5.2. Segajad

Segaja eesmärgiks on teha kiirusmõõturil võimatuks või vähemalt raskendada sõiduki kiiruse mõõtmist. Kõik segamiseks kasutatavad seadmed võib jagada kahte klassi: 

  • passiivsed segajad (ei ole kiirgusallikad);
  • aktiivsed segajad (kiirgavad elektromagnetlaineid).

 

Passiivsete segajatena kasutatakse väga mitmesuguseid objekte. Näiteks soovitatakse riputada sõiduauto peegli külge CD plaat, kinnitada veljele hõbepaberiribad, täita raadioantenn elavhõbedaga jne. Passiivsete segajate tööpõhimõte ja segamise meetod jääb tihti täiesti mõistetamatuks. Üks võimalik toimimisprintsiip on intensiivselt hajutada või neelata sõidukile langevat elektromagnetlainet. Teiseks võimaluseks on lisada peegeldunud lainele häireid.

Ameerika Ühendriikide juhtivate autoajakirjade poolt üksteisest sõltumatult läbiviidud testid näitavad, et ükski katsetatud passiivne segaja ei avalda kiirusmõõturitele vähimatki segavat toimet [11]. Enamuse müügilolevate passiivsete segajate puhul on tegu lihtsalt kellegi katsega asjatundmatute arvel majanduslikku kasu lõigata. Meetodite vähest efektiivsust saab ilmselt seletada sellega, et häiritakse, hajutatakse või neelatakse ainult tühine osa sõidukile langenud lainest, mistõttu peegeldunud laines on tavaline peegeldus sõiduki pinnalt suures ülekaalus.

Märkus. Kuigi passiivsete segajate vähene mõju nii laseritele kui ka radaritele on üldtuntud, kasutatakse siiski seda ära reklaami eesmärkidel. Laserkiirusmõõturi Marksman LTI 20-20 kasutajajuhendis tuuakse ära laserseadme "oluline eelis" radarite ees: "Erinevalt tavalisest radarist, ei saa Marksmanni segada pöörlevate või vibreerivate esemetega..."

Eraldi klassi moodustavad passiivsed segajad, mille eesmärgiks on statsionaarse fotoradari kiirusmõõtmisega kaasneva pildistamise segamine. Tööpõhimõtteks on neil sõiduki numbrimärgi katmine ainega, mis suurendaks peegeldust. Välklambi kasutamisel on sellisel juhul võimalik, et film saab ülevalgustatud ja sõiduki number ei ole fotol enam loetav. Soovitatakse näiteks kasutada juukselakki...

Aktiivsed segajad kiirgavad kas pidevalt või peale langeva laine detekteerimist kiirusmõõturi sagedusele sarnase sagedusega müra. Keerulisemad seadmed radarite segamiseks kiirgavad sagedusega, mis põhjustab kiirusmõõturil vale kiirusnäidu. Aktiivsete segajate hinnad on vahemikus 3 kuni 25 tuhat Eesti krooni.

Eelpoolnimetatud testide tulemusel ei anna enamus aktiivsetest segajatest reaalseid tulemusi vähegi keerukama ehitusega kiirusmõõturi puhul [11]. Üldiselt sõltub segaja efektiivsus nii segaja kui ka segatava kiirusmõõturi omadustest.

 

1.5.3. Detektorid

Mitmetes riikides, sealhulgas paljudes Ameerika Ühendriikide osariikides, ei ole kiirusmõõtureid detekteerivad seadmed seadusega keelustatud. Nii on kujunenud olukord, kus paljud radar- ja laserseadmete tootjad valmistavad samaaegselt ka detektoreid, millede järele valitseb turul suur nõudlus.

Detektorite (joonis 1.10) eesmärgiks on anda sõiduki juhile teada toimuvast kiirusmõõtmisest. Kõigi detektorite töö põhineb seadmele langeva elektromagnetlaine (mikrolaine või laserkiire) detekteerimisel. Universaalsemad seadmed on võimelised avastama langevat lainet nii X, K, Ka kui ka infrapunases sagedusalas; samuti on neil mõned lisafunktsioonid.

 

Joonis 1.10. Radaridetektor Escort Passport 7500 [15]

 

 

Radaridetektor Escort Passport.jpg

 

Radaridetektorites kasutatakse tavaliselt superheterodüünvastuvõtjat (joonis 1.11). Selle meetodi kasutamine annab aga võimaluse vastava seadme (detektoridetektor) abil töötavat detektorit avastada. Detektoridetektor mõõdab detektori antennist lekkivat generaatori sagedust (näiteks 11,558 GHz paljude X-sagedusribas töötavate detektorite korral). Paremate detektorite korral püütakse sageduse leket eelvõimendi või filtrite abil võimalikult vähendada [11].

 

Joonis 1.11. Radaridetektori tööpõhimõte [11, tõlgitud].

 

Sellega aga vastastikuste detekteerimiste ahel veel ei lõpe. Detektoridetektor võib olla oma tööpõhimõttelt detektoriga küllaltki sarnane; sarnane on ka lekkesageduse kiirgamine vastuvõtuantennist, mida saab vastava seadme abil mõõta. Nii ongi paljudel detektoritel lisafunktsioon - detektoridetektoridetektor.

 

Eestis on enamlevinud detekrorid Cobra ja Whistler, mis sõltuvalt modifikatsioonist võimaldavad avastada radar- ja laserkiirusmõõtureid.

 

SWS

 

On veel üks võimalik lisafunktsioon, mida võib detektoritel kohata. Ameerika Ühendriikides ja Kanadas arendatakse alates 1996. aastast uut ohutussüsteemi Safety Warning System (SWS, Ohuhoiatussüsteem), mis annab sagedusel 24.1 GHz (sagedusribas K) edasi kodeeritud hoiatussignaale. Spetsiaalsed saatjad tee ääres või opratiivsõidukitel annavad 64 kindla sõnumi abil edasi infot võimalikest ohuallikatest teel. Moodsamad detektorid omavad tablood sõnaliste teadete kuvamiseks ja võimalust SWS sõnumite vastuvõtmiseks. Detektorid, millel vastav võimalus puudub, reageerivad SWS sõnumile nagu K-sagedusribas töötavale kiirusmõõturile. Võimalik on ka teistele standarditele vastavate ohusignaalide vastuvõtt [11].

 

 

 

Märkus. Autor on viinud läbi kümmekond katseprotseduuri eesmärgiga teha kindlaks detektori töökorrasolekut ja efektiivsust. Põhjuseks on olnud nii politsei taotlus konfiskeeritud seadmete ekspertiisiks kui ka omanike huvi detektori kvaliteedi vastu. Kümnest juhust kahel olid detektorid väliselt korras, kuid ei reageerinud ei laser- ega radarkiirusmõõturile.

 

1.6. Kiirusmõõtmismeetodite võrdlustabel

 

Tabelis 1.3 on võrreldud käesolevas peatükis kirjeldatud mõõtmismeetodite vastavust erinevatele tingimustele ning võrreldud mõningaid kiirusmõõturite parameetreid.

 

Tabelis on iga mõõtemeetodi veerus üks lahter paksus kirjas. Autori arvates on need antud mõõtemeetodi kõige olulisemad eelised.

 

Tabel 1.3. Kiirusmõõtmismeetodite võrdlustabel

Tingimused, parameetrid

Keskmise kiiruse

mõõtmine

Radar

Laser

Mõõtmise mugavus kasutajale

Ebamugav, palju eeltööd

Väga mugav

Mugav, peab sihtima

Mõõtmine tiheda liikluse korral

Sobiv

Ebasobiv, ei saa sihtida sõidukile

Sobib hästi, saab täpselt sihtida

Segamis- ja detek-teerimiskindlus

Pole segatav ega detekteeritav

Segatav, hästi detekteeritav

Segatav,

raske detekteerida

Seadmetega kiiruse ja teepikkuse mõõtmine

Saab mõõta nii kiirust kui teepikkust

Saab mõõta ainult kiirust

Saab mõõta kiirust ja kaugust objektini

Mõõteulatus

Väike, alla 200 m

Suur, kuni 2 km

Keskmine, kuni 700 m

Mõõterežiimid

Nii liikuv kui statsionaarne

Nii liikuv kui statsionaarne

Statsionaarne režiim

Vastupidavus põrutustele

Hea

Keskmine

Halb

Mõõtemääramatus

Suurusjärgus 10 %

Suurusjärgus 5 %

Suurusjärgus 3 %

Hinnaklass (EEK)

2000

30 000

50 000

 

 

1.7. Legaalmetroloogilised lisanõuded Eestis kasutatavatele kiirusmõõturitele

 

Taatlemine

 

Mõõteseadusega on kiirusmõõturid Eestis taatluskohustuslikud. Taatluskehtivusajaks on määratud kaks aastat. Seega tuleb Eestis iga liiklusjärelevalves kasutatavat kiirusmõõturit vähemalt iga kahe aasta järel kontrollida. Lähemalt on taatlusprotseduurist kirjutatud käesoleva töö teises peatükis.

 

Mõõteseadusest tuleneb üks oluline kiirusmõõtmist puudutav fakt. Vabariigi valitsuse määruses nr.154 "Mõõteseaduse rakendamine" on lisa 3 üheksandas punktis järgmine tekst: "Ennetähtaega tuleb taatluskohustuslikku mõõtevahendit taadelda, kui ei ole säilinud taatlemist tõendav kleebis, templijäljend või tunnistus…". See tähendab lihtsustatult, et kiirusmõõtmised on seaduslikud vaid juhul kui kasutataval kiirusmõõturil on säilinud ja loetavad nii taatluskleebis, taatlusplomm kui ka taatlustunnistus.

 

Märkus. Korduvtaatlusse või remonti toodud kiirusmõõturitel puudub kleebis või plomm vähemalt 90 % juhtudel. Selle põhjal võib väita, et vähemalt pooled Eestis läbiviidud kiirusmõõtmised on olnud ebaseaduslikud. Väidet kinnitavad ka isiklikud kogemused liikluses.

 

 

 

Määramatus kasutamisel

 

Tüübikinnituses on kiirusmõõturitele antud laiendmääramatus kasutamisel, mis iseloomustab mõõtetulemuse usaldusväärsust kõige halvemate mõõtetingimuste korral. Arvesse on võetud kõik teadaolevad andmed kiirusmõõturite määramatuse sõltuvuse kohta keskkonnatingimustest, vibratsioonist, mõõtemeetodist jne. Laiendmääramatus kasutamisel on oluliselt suurem mõõturite tootjate poolt deklareeritud lubatud piirveast. Joonisel 1.12 on näidatud radarkiirusmõõturite Stalker ATR, Stalker Stationary ja Barjäär laiendmääramatuse sõltuvus mõõdetavast kiirusest (helehall ala). Lisatud on ka tootja poolt deklareeritud määramatuse piirkond statsionaarses režiimis (tumehall ala). Tüübikinnitusega on viimane määratud nende kiirusmõõturite lubatud piirveaks taatlemisel.

 

 

 

Joonis 1.12. Kiirusmõõturite Stalker ATR ja Stationary ning Barjäär lubatud piirviga taatlusel ja laiendmääramatus kasutamisel

 Joonis 1.12. Kiirusmõõturite Stalker.png

 

Märkus. Laiendmääramatus on arvutatud korrutades standardmääramatust katteteguriga k = 3, mis vastab usaldatavustasemele 99,8 %.