Automatyczna ocena zmian sztafetowych

Zmiany sztafetowe są jednym z najtrudniejszych do oceny elementów wyścigu. Na ich poprawności mają wpływ setne części sekundy, a decyzje oparte jedynie na osobistej obserwacji wyścigu przez sędziów potrafią wzbudzać wiele kontrowersji.

Aby wyeliminować czynnik ludzki z oceny zmian sztafetowych i uczynić przez to ten proces bardziej obiektywnym i transparentnym, producenci systemów pomiaru czasu opracowali metody automatycznego sędziowania zmian.

Standardowo, systemy automatycznej oceny zmian sztafetowych składają się z trzech elementów:

• płyty kontakowej – która rejestruje moment dotknięcia ściany przez poprzedzającego zawodnika,
• platformy startowej z czujnikiem – która rejestruje moment utraty kontaktu ze słupkiem przez kolejnego zawodnika,
• głównego modułu z wzorcem czasu – który zbiera sygnały spływające z płyt kontaktowych i platform startowych, a następnie oblicza czasy zmian sztafetowych i wskazuje ewentualne przedwczesne zmiany.

Największe różnice pomiędzy systemami różnych producentów, a czasem nawet różnymi modelami systemów od tego samego producenta, występują ze względu na rodzaj zastosowanego czujnika w słupku startowym oraz ze względu na metodę prezentacji czasu zmian sztafetowych. Obie te różnice mają wpływ na to co najważniejsze do automatycznej oceny zmian sztafetowych – dopuszczalnych różnic czasów.

Sposób oceny zmian sztafetowych

Sposób oceny zmian sztafetowych wynika z poniższych przepisów FINA:

SW 10.11 W konkurencjach sztafetowych, drużyna pływaka, którego stopy utraciły kontakt z platformą startową słupka, zanim poprzedzający go pływak z drużyny dotknął ściany, będzie zdyskwalifikowana.

SW 13.1 Gdy w jakichkolwiek zawodach stosowana jest aparatura do automatycznego pomiaru czasu (patrz FR 4), to (…) ocena zmian sztafetowych ma pierwszeństwo nad decyzjami sędziów mierzących czas i inspektorów nawrotów.

Innymi słowy, aparatura do automatycznej oceny zmian sztafetowych musi być w stanie określić, czy najpóźniej w momencie oderwania stóp od platformy startowej słupka przez kolejnego pływaka, zawodnik płynący na poprzedniej zmianie sztafetowej aktywował płytę kontaktową.

Błąd pomiaru

Czujniki zamontowane w słupkach startowych, jak większość urządzeń pomiarowych z elementami mechanicznymi czy elektronicznymi, obarczone są pewnym błędem systematycznym. Błąd ten wynika z zastosowanej metody pomiaru i zmienia wyniki pomiaru jednostronnie – mierzone różnice są większe co do wartości bezwzględnej niż ma to miejsce w rzeczywistości.

Przepisy dotyczące obiektów FINA uwzględniają ten fakt i pozwalają na zdefiniowanie tolerancji pomiaru – maksymalnej dopuszczalnej różnicy, która nadal będzie wskazywała na prawidłową zmianę sztafetową. Zgodnie z przepisem FR 4.6.3 odnośnie dopuszczalnych różnic w czasach zmian sztafetowych powinno się skonsultować z producentem urządzenia.

Sposób prezentacji czasu zmiany

Rzeczywista różnica (Omega / Swiss timing, ALGE)

Większość systemów jako czas zmiany sztafetowej wykazuje rzeczywistą różnicę czasu pomiędzy momentem, w którym aparatura zarejestrowała utratę kontaktu następnego zawodnika z platformą startową, a momentem aktywowania płyty kontaktowej przez zawodnika poprzedzającego. W związku z tym, że czujnik rejestruje utratę kontaktu ze słupkiem startowym wcześniej, niż ma to miejsce w rzeczywistości (patrz tłumaczenie oficjalnego komunikatu Swiss Timing poniżej), określona jest dopuszczalna różnica w czasach zmian sztafetowych na poziomie -0,03 sekundy (minus trzy setne sekundy).

Skorygowana wartość (Colorado Time System)

Niektóre systemy, tak jak Colorado Time System, prezentują czas zmiany już po automatycznie wprowadzonej korekcji. W tej sytuacji każdy negatywny czas zmiany, nawet -0,01 sekundy, oznacza przedwczesną zmianę sztafetową.

Wyciągi z dokumentacji technicznej

Poniżej prezentujemy tłumaczenia fragmentów oficjalnych komunikatów i dokumentacji technicznej pochodzącej od producentów poszczególnych systemów pomiaru czasu. Dla zainteresowanych udostępniamy również całe dokumenty w języku angielskim.

Oficjalny komunikat Swiss Timing

Ocena zmian sztafetowych w pływaniu

Tłumaczenie komunikatu z 22 października 2001. Oryginalny komunikat w języku angielskim.

Automatyczna ocena zmian sztafetowych została wprowadzona przez firmę Omega na zawody najwyższej rangi podczas Igrzysk OIimpijskich w Los Angeles w 1984 roku. Wprowadzenie systemu do użycia było poprzedzone przeprowadzeniem przez Omega Electronics w Szwajcarii całej gamy testów z użyciem czujników siły nacisku, fotokomórek na podczerwień, a nawet systemu fotofiniszu, aby udowodnić skuteczność tej technologii.

W odróżnieniu od startu na początku wyścigu pływackiego, zawodnik rozpoczynający swój odcinek sztafetowy, nie wystartował dopóki nie utraci kontaktu ze słupkiem startowym. Dla startu na początku wyścigu, każdy rodzaj ruchu zanim sygnał startu zostanie podany może zostać uznany za przedwczestny start.

Podczas zmiany sztafetowej, pływak może znajdować się niemal w pozycji horyzontalnej (to znaczy, równolegle do powierzchni wody), jednakże jeżeli nawet jeden palec jego nogi będzie w kontakcie ze słupkiem startowym, właściwy start jeszcze nie miał miejsca.

Metoda wykrywania startu używana w urządzeniach OSB-6 i OSB-7 wykorzystuje czujnik stykowy wbudowany w górną powierzchnię słupka lub nakładki na słupek w formie „montażu antywibracyjnego” odpornego na ruchy pływaka. Oznacza to, że to siła wywierana przez pływaka aktywuje detekcję przedwczesnej zmiany sztafetowej, a nie sam ruch pływaka.

Testy przeprowadzone w latach 1982, 1983 oraz 1984, wyraźnie pokazały, że istnieje mała – ale bardzo stała, różnica czasowa pomiędzy wywarciem siły przez pływaka aktywującej czujnik stykowy, a momentem w którym palce pływaka ostatecznie odrywają się od słupka startowego, i znajduje się ona w przedziale od 24 do 27 tysięcznych sekundy.

Z tego powodu, zostało ustalone podczas dyskusji pomiędzy Omega Sports Timing a FINA, że tolerancja 3 setnych sekundy zostanie przyznana na korzyść pływaka zanim zostanie stwierdzona przedwczesna zmiana sztafetowa.

Od 1984 roku pojawiały się głosy, że tolerancja powinna być równa 0 setnych sekundy. Byłoby to nieprawidłowe!

Powyższe wyjaśnienie dokładnie wyjaśnia dlaczego została wprowadzona tolerancja 3 setnych sekundy i ważnym jest podkreślić, że systemy pomiaru czasu OSM-6 i ARES wskazują rzeczywistą różnicę i nie dokonują korekcji czasu o 3 setne sekundy. Czas podawany zarówno przez systemy ARES jak i OSM-6 jest rzeczywistym zmierzonym czasem zmiany sztafetowej. Różnica w czasie (Δt) większa niż minus 3 setne sekundy oznacza, że wystąpiła przedwczesna zmiana.

Zasady oceny zmian sztafetowych przez system ARES

• Wszystkie impulsy z płyt kontaktowych oraz słupków są odczytywane i zapisywane w pamięci urządzenia.
• W momencie gdy pływak dotyka płytę kontaktową, ARES wyszukuje ostatnio zarejestrowany impuls ze słupka startowego, w 4 sekundowym oknie czasowym (od 2 sekund przed dotknięciem płyty do 2 sekund po dotknięciu).
• Wynik oceny (Δt) jest określany po upływie 2 sekund od dotknięcia płyty kontaktowej.
• Wynik oceny (Δt) jest oznaczany znakiem minusa (-) jeżeli pływak opóścił słupek startowy przed tym jak poprzedni zawodnik drużyny sztafetowej dotknął płytę kontakową.

Uwaga: Zarówno LEN (w 1995) jak i FINA (4 maja 1998) zatwierdziły ten proces oceny zmian sztafetowych.

Instrukcja Colorado Time System

Tłumacznie z RJPLD User Guide, Part Number F968, Rev. 201909. Oryginalna instrukcja w języku angielskim.

Platforma do sędziowania zmian sztafetowych mierzy siłę wywartą przez pływaka podczas gdy odbija się on od słupka startowego. Na podstawie danych z czujników i analizy obrazu z kamer o dużej szybkości rejestracji, określiliśmy że pływak jest nadal w kontakcie ze słupkiem startowym podczas gdy wywarta siła jest poniżej progu wykrywanego przez platformę do sędziowania zmian sztafetowych. Czas trwania tego „niewykrywalnego” kontaktu nigdy nie był dłuższy niż 1 setna sekundy. W związku z tym, korekcja o 1 setną sekundy na korzyść zawodnika jest dodawana do wszystkich zarejestrowanych czasów zmian przez oprogramowanie na wszystkich urządzeniach CTS. Nie ma możliwości zmiany niniejszej korekcji.

Instrukcja ALGE SWIM 2000

Tłumaczenie punktu 5.3.1.1, wersja E101007. Oryginalna instrukcja w języku angielskim.

Zarówno nasze badania jak i badania producentów innych systemów pomiaru czasu pokazały, że zmierzone czasy zmian sztafetowych pokazują różnicę w zakresie od 23 do 27 tysięcznych sekundy w porównaniu do poklatkowych zapisów wideo. Z tego powodu rekomendujemy ustawienie tolerancji na wartość minus 3 setnych sekundy.