Har OS hållit jämna steg med precision timing?
Postat av Daniel Waldron on Augusti 10th, 2012
London 2012 kommer att vara 30th moderna olympiska spelen, och i dess 116-åriga historia, har UY98UZDDVGGJ OS gått igenom många förändringar. Nya händelser har införts, rekord har brutits och olika städer har varit värd för spelen, men en konstant har varit - Behovet av att tids konkurrenter noggrant under de olika händelserna.
Tidtagning har alltid varit viktigt för de olympiska spelen, men det har gått igenom några dramatiska förändringar sedan de första moderna olympiska spelen hölls i Aten i 1896. Då, de mest exakta tidtagning enheter var mekaniska stoppur, men tekniska framsteg har sett elektroniska klockor, kristalloscillatorer, atomur och GPS timing in i en värld av olympiska tidtagning gör det möjligt att bli allt mer noggrann och exakt. Konkurrenter i London kommer att kunna vinna eller förlora händelser genom 1,000th av en sekund, vilket är 40 gånger snabbare än ett öga kan blinka. Men saker och ting var väldigt annorlunda ett sekel sedan.
stoppur
Före tillkomsten av elektronisk utrustning, det enda sättet att tajma en olympisk gren var att använda mekaniska stoppur. Detta ställde till problem för officiella olympiska tidtagare, som hade att synkronisera sina stoppur och i vissa händelser, var en tidtagare behövs vid startlinjen och en annan vid den avslutande bandet. Även om detta var den mest exakta metoden på tiden, skulle detta tidiga metod för tidtagning har sett avvikelser i officiella tider av flera sekunder. Idag har Olympic timing att vara exakt på millisekunder, med inget utrymme för misstag, och som kräver långt mer avancerad teknik än stoppur och pappersbitar.
Stop Watch Timing, Drift Woods, 2005, Flickr
Elektronisk tidtagning
Det första stora steget i olympisk tidpunkt kan i 1952, när Omega, officiella olympiska tidtabeller sedan 1936, introducerade den första användningen av elektronisk timing under Helsingfors Vinterspel. Elektronisk timing var inte bara mer exakt än mekaniska stoppur, men det var också tillåtet för innovationer som införandet av officiell tidpunkt på stadionens displayer, vilket gav åskådarna en bättre förståelse för hur väl konkurrenterna gjorde. Varje efterföljande OS visade införandet av ny teknik för att ytterligare förbättra noggrannheten hos olympisk tidpunkt, som transponder som bärs av konkurrenter som kan avslöja inte bara start- och sluttider, utan också acceleration och innovation fortsätter hela tiden.
Moderna timing
Kanske en händelse där noggrannhet i timing är det mest väsentliga är 100 meter sprint. Som löpare kan slutföra avstånd på mindre än tio sekunder, är precision timing avgörande. Dessa dagar, allt från startskottet och startgroparna till mållinjen är en del av tidsprocessen. När de tävlande huka ner på blocken, kontaktdynorna mäta trycket. Efter tidpunkten tjänsteman drar in avtryckaren på startskottet, startar timern. Sådan är enheten för noggrannhet och rent spel i de moderna olympiska spelen, är ljudet av pistolen faktiskt sänds via högtalare på varje tävlandes startgroparna, så ingen otillbörlig fördel kan fås genom att vara närmare till startskottet, trots att hastigheten på ljud skulle skapa en fördel i millisekunder. Dessutom, om en av kontaktkuddarna på startblocket detekterar en hiss av tryck innan startpaket avfyrar vapnet, tjuvstart kan anropas. Men om alla konkurrenter börjar ordentligt, en laser vid mållinjen slutför tidpunkten när ledningen löpare bryter igenom det.
Startskottet går, Andrew Kicinski, 2012, Flickr
Foto yta
Självklart kan många löpande händelser innebära exceptionellt nära finish. Fotofinisher har använts sedan 1932, när Omega introducerade Kirby-kameran. Nu spelar höghastighets digitala videokameror i mållinjen upp till 2,000 gånger per sekund. Kameran är synkroniserad med de andra tidsenheterna och fungerar som både ett bildfinishsystem och en timer. I slutet av tävlingen kan en kompositbild som visar bildfinishen sändas på bildskärmar inom 30 sekunder, ofta innan domare har fattat det slutliga beslutet om vem som faktiskt har vunnit.
Cykling åtgärder på Velodrome, Marc, 2012, Flickr
Tidssynkronisering
Noggrannheten av moderna olympiska timing möjliggörs med hjälp av högkvalitativa Tidmätningsanordningar, noggrann synkronisering ochGPS atom timing. Regelbundna kvarts oscillatorer är ganska korrekt, men att de fortfarande driver, vilket innebär utan regelbunden synkronisering, skulle deras exakthet vackla. För att säkerställa att alla tids enheter kan uppnå millisekund noggrannhet och exakt synkronisering med varandra, alla olympiska Tidmätningsanordningar synkroniseras med GPS atomur flera gånger om dagen. GPS-satelliterna har alla atomklockor ombord, eftersom det är hur satellitnavigering fungerar. Genom att triangulera tidsstyrningssignalerna, sat nav anordningar kan beräkna avståndet genom att arbeta ut hur länge en signal har valts för att komma från satelliten. Atomur måste användas för detta eftersom de signaler färdas med ljusets hastighet, så bara en millisekund av felaktighet kunde se navigationsinformation av en 1000 km.
Med hjälp av en sådan exakt tidskälla, innebär att officiella olympiska tidtagare kan garantera att de uppfyller internationella olympiska kommittén åtagande att ha händelserna på spel tidsinställda till inom en tusendels sekund (millisekund). Detta är en enorm skillnad till Olympic timing jämfört med de tidigaste olympiska spelen, där manuella stoppur användes och tidpunkten kunde vara ute med flera sekunder.
Atomic klocka precision
De olympiska spelen är inte den enda organisation som kräver extremt exakt timing. Atomic klocka precision blir allt viktigare för alla typer av teknik. System som flygledning, CCTV nätverk, hastighetskameror och även moderna datornätverk som kommunicerar över Internet alla kräver atomur timing precision. Tänk på de problem som två datornätverk försöker genomföra transaktioner över internet skulle möta utan exakt synkronisering. Tidsstämplar är de enda informations datorer kan använda för att veta när eller om en transaktion eller process har ägt rum och eftersom datorer kan utföra hundratals uppgifter varje sekund, skillnader i en bråkdel av en sekund kan leda till fel.
Men det är inte en enkel uppgift att upprätthålla exakt synkronisering. Medan de flesta datorer har interna timing marker, dessa är kvartsoscillatorer och är benägna att glida. Om två klockor är inställda på samma gång, tar det inte lång tid innan de börjar glida, och inom ett par veckor, kan olika maskiner har tids flera sekunders mellanrum. Av denna anledning, datanät och andra exakta tekniker anta samma koncept som Olympic tidtagningssystem och regelbundet synkronisera med atomur att upprätthålla synkronisering.
Network Time Protocol
Hotet datanät ansikte på grund av dålig synkronisering är lika gammal som Internet. Av denna anledning har en programvara protokoll utformas i mycket tidiga dagarna av online-kommunikation.Network Time Protocol (NTP) är ett system som gör det möjligt för alla datorer i ett nätverk för att synkronisera regelbundet med en enda källa tid. NTP kontrollerar tid på varje enhet, och om det visar sig att skilja sig till tidskälla, av ännu en millisekund, justerar det dags att säkerställa fullständig exakthet. Med hjälp av NTP, kan nätverk av hundratals maskiner hållas synkroniserade till inom några millisekunder i en enda källa tid. Naturligtvis, för nätverk som kommunicerar över Internet, måste de också se till synkronisering över internet.
Koordinerad universell tid
För att möjliggöra nätverk över hela världen för att synkronisera med varandra, var en global tidsskala infördes i 1970s. Till skillnad från lokala tidsramar,Koordinerad universell tid (UTC) är densamma överallt på jordklotet, även om lokala system kan fortfarande visa tidszon justerade klockor. Eftersom UTC är baserat på tiden höra av atomur, är det alltid noggrann och exakt, och är vad de flesta tekniska system och datanät använda som källa tid för NTP-synkronisering. Precis som Olympic anordningar tids använda GPS som en källa av atomärt tid, så kan datornät med hjälp av enNTP tidsserver.
NTP tidsserver
NTP tid servrar är dedikerade enheter som får atomur tider för NTP-synkronisering. Även om många använder sig av GPS-signaler, är detta inte den enda källan till UTC-tid finns. Vissa NTP-servrar kan ta emot radiovågor sänds från fysiklaboratorier. I Storbritannien, är denna signal kallas MSF som sänds från NPL (National Physical Laboratory) Från sin sändare i Cumbria. I Nordamerika, NIST (Nationella institutet för standarder och Tid) Sänder WWVB signalen från Boulder, Colorado. Andra länder har liknande system på plats, såsom den tyska DCF-signalen. Eftersom dessa enheter överförs via långvåg, behöver de inte en takterrass antenn skillnadGPS-tid-servrar, Vilket gör dem till en bättre lösning för platser utan tillgång på taket.
Internet tid
Det finns gott om källor till UTC-tid som finns på internet också, och många hemdatorer kan synkronisera dessa att erhålla korrekt tid. Men dessa källor på nätet av tid inte är korrekta, tillförlitliga eller säkra nog att lita på av stora datanät eller tekniker som är beroende av exakt tid. För dessa organisationer, säkerheten och tillförlitligheten av GPS-signaler och radiosändningar se till att de kan upprätthålla noggrann och exakt tid utan rädsla för brott mot säkerheten eller risken att bli osynkroniserad på grund av en felaktig tidskälla.
Det här inlägget skrevs av Daniel Waldron
En särskild författare för 10 år, Daniel gick Galleon Systems 2013. Daniel hjälper i produktionen av web kopia, artiklar, bloggar, pressmeddelanden och vitböcker, för användning av Galleon Systems marknadsföring team. Daniel Waldron på Google+
