Nguyên lý của súng bắn tốc độ

Ở giai đoạn “thô sơ”, người ta đo khoảng cách từ máy đến vật bằng cách phát sóng laser. Khi tia này phản xạ lại vào bộ thu, máy sẽ dựa trên vận tốc ánh sáng (tương đương 30cm/một nano-giây), tính toán từ lúc phát đến lúc thu là bao lâu và suy ra khoảng cách. Súng laser phóng ra một chùm rất ngắn tia laser sau đó đợi nó phản hồi lại từ chiếc xe. Súng sẽ tính toán số nano-giây cần thiết để tia laser đó đi và về, rồi chia cho 2 để tính ra khoảng cách tới chiếc xe…

Ngày nay, loại súng chỉ hiển thị tốc độ người ta đã ít dùng, thay vào đó là súng có kèm máy ghi lại hình ảnh đối tượng bị bắn.

Camera bắn tốc độ hay camera cưỡng chế tốc độ ra đời từ năm 1905. Về cơ bản, nguyên tắc hoạt động của camera thời kỳ đầu cũng tương tự như loại hiện đại. Camera sẽ chụp 2 bức ảnh của chiếc xe di chuyển từ điểm đầu đến điểm cuối trên khoảng đường đã đo sẵn từ trước.

Cách đó 60 năm, đã từng có nhiều hãng cố gắng phát triển một loại camera hữu dụng, trong đó đáng chú ý nhất là công ty Gatsometer BV của Hà Lan do tay đua đường trường Maurice Gatsonides đứng ra thành lập. Ban đầu, ông phát minh ra một loại camera bắn tốc độ chỉ vì mục đích cải thiện kỹ năng lái và điều khiển tốc độ khi ôm cua. Về sau, sản phẩm của ông nhanh chóng trở thành hệ thống giám sát đường tự động đầu tiên trên thế giới. Hiện nay, Gatsometer là nhà cung cấp các hệ thống camera bắn tốc độ lớn nhất thế giới. Đồng thời, đây cũng là hãng sản xuất loại rađa đầu tiên ứng dụng cho hệ thống giám sát giao thông đường bộ.

Trở về chủ đề chính, loại camera bắn tốc độ đầu tiên bắt đầu được giới thiệu từ thập niên 1960. Sử dụng film để ghi lại hình ảnh, những chiếc camera thời kỳ đầu vẫn tiếp tục duy trì vị trí độc tôn cho đến tận thập niên 1990 khi “đàn em” kỹ thuật số lộ diện.

Hiện nay, dựa trên chức năng, camera bắn tốc độ được chia thành 3 loại chính: di động, cố định và tầm trung. Nếu tính theo công nghệ ứng dụng, trên thị trường sẽ có 3 loại camera bắn tốc độ là laser, truvelo và SPECS.

Camera bắn tốc độ di động là thiết bị quen thuộc đối với ngành cảnh sát. Còn được gọi là ra-đa, camera bắn tốc độ di động sở hữu nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, từ loại đặt trên phương tiện giao thông, giá 3 chân, cầm tay đến ẩn giấu (thường ở những vị trí mà bạn ít ngờ tới).

Loại camera này đi kèm với các thiết bị dò tìm tích hợp của riêng nó, cho phép người dùng ghi lại tốc độ của các phương tiện một cách chính xác dù có chuyển động hay không. Bên cạnh đó, chúng còn có thể xác định tốc độ ngay cả khi người sử dụng di chuyển hoặc đứng ngược chiều với dòng giao thông.

Camera bắn tốc độ di động ứng dụng công nghệ laser phát ra chùm tia sáng về phía phương tiện đang chạy tới gần. Thời gian chùm tia phát hiện và ghi lại mục tiêu trong phạm vi hoạt động 800m là 0,3 đến 0,7 giây.

Sau đó, ra-đa sẽ chiếu chùm tia trước đó với tần số và góc cụ thể ngang qua đường. Khi chiếc xe chạy vào “lãnh thổ” của nó, ra-đa sẽ phản chiếu khiến chùm tia thay đổi tần số do chuyển động tương tác giữa ra-đa và phương tiện. Mức độ tăng/giảm tần số phụ thuộc vào vận tốc di chuyển của chiếc xe.

Thêm nữa, camera bắn tốc độ di động có thể dò tìm hướng di chuyển chiếc xe mục tiêu. Tần số vẫn là công cụ chính: nếu nó tăng, tức là chiếc xe đang đến gần còn giảm đồng nghĩa với việc chiếc xe đang lùi ra khỏi vị trí của người sử dụng.

Để xác định vận tốc, camera bắn tốc độ di động phải phụ thuộc vào mức độ tăng/giảm của tần số. Do các chùm tia được chiếu theo một góc cố định (khoảng 20°) so với mặt đường nên sự thay đổi tần số sẽ đưa ra một con số thấp hơn vận tốc thực của mục tiêu. Ra-đa sẽ tính toán góc xiên bằng lượng giác học rồi mới xác định vận tốc theo hướng di chuyển.

Camera bắn tốc độ cố định có thể được gắn trên cột đèn, cầu vượt hoặc cầu giao với đường bộ tại các thành phố lớn. Loại camera này phát hiện vận tốc của phương tiện giao thông nhờ cụm máy dò điện tử áp lực (những sợi dây nhỏ) nằm bên dưới mặt đường. Khi một chiếc xe chạy qua một trong các máy dò, tín hiệu điện tử sẽ kích hoạt camera. Nếu chạy với vận tốc lớn hơn giới hạn cho phép, chiếc xe sẽ bị chụp lại bằng máy ảnh số. Vận tốc được xác định dựa trên khoảng thời gian chiếc xe chạm đến sợi dây thứ hai.

Camera bắn tốc độ cố định sẽ ghi lại ngày giờ, địa điểm, hướng di chuyển, vận tốc, vận tốc giới hạn trên đoạn đường đó (để so sánh) và làn đường chiếc xe đang chạy. Camera cố định có thể phân biệt các làn đường và xác định chiếc xe phạm lỗi trong dòng phương tiện giao thông. Được đặt theo góc nghiêng (ngang hoặc dọc), camera có thể đọc biển số xe dễ dàng dù bạn nấp đằng sau chiếc xe khác đi chăng nữa. Tại những đoạn có nhiều làn đường, mỗi làn sẽ được trang bị một cụm máy dò áp lực và camera ống kính góc hẹp riêng biệt. Thêm vào đó, một chiếc camera ống kính góc rộng sẽ có nhiệm vụ quan sát toàn bộ các làn đường cùng một lúc.

Còn được biết đến dưới cái tên camera nhận diện biển số tự động (ANPR), camera bắn tốc độ tầm trung là thiết bị đơn giản nhất trong số 3 loại. Không ứng dụng laser, chùm tia, GPS hay các phát minh hiện đại khác, camera tầm trung được liệt vào hàng cổ điển với những phép tính đơn giản.

Nguyên tắc hoạt động của camera bắn tốc độ tầm trung khá dễ hiểu: biết khoảng cách từ điểm A đến điểm B cũng như thời gian khởi hành của chiếc xe đồng nghĩa với khả năng xác định vận tốc trung bình giữa hai điểm. Sử dụng tia hồng ngoại và cơ sở dữ liệu của phương tiện, hệ thống sẽ nhận diện chiếc xe qua biển số.

Ngoài hai cái tên kể trên, loại camera này còn được gọi là hệ thống camera cưỡng chế tốc độ (SPECS) hoặc thiết bị chống vi phạm tốc độ (SSVD).

Đối với camera bắn tốc độ ứng dụng laser, có một dải tần số được thống nhất trên toàn thế giới. Bắt đầu từ năm 1960, dải tần mang tên X band (10.525 Ghz +/- 50 Mhz and 24.150 Ghz+/- 100 Mhz) đã được dùng để “bẫy” các phương tiện giao thông. Hiện nay, dù đã đánh mất vai trò nhưng X band vẫn được ứng dụng cho loại cửa điện tự động (tuy nhiên, cụm máy dò ra-đa vẫn có thể thu tín hiệu và gửi thông số không chính xác).

Trong thập niên 1970, dải tần số thấp hơn mang tên K band (24.150 Ghz+/-100Mhz and 24.050-24.250 Ghz) “xuất đầu lộ diện” trong khi tại châu Âu Ka band (33.4GHz-36GHz. +/- 100Mhz) vẫn còn được áp dụng cho đến những năm 1980. “Thành viên” cuối cùng tham gia vào dải tần là Ku band (0.70 – 12.75 GHz. +/- 100Mhz).

Thật khó để khẳng định loại camera nào trong số 3 cái tên kể trên là tốt hoặc tệ nhất. Nhìn chung, cả 3 đều hoạt động hiệu quả trong lĩnh vực riêng của mình. Tuy nhiên, nếu nhìn nhận một cách khách quan thì SPECS xứng đáng là hệ thống tốt nhất.

Ưu điểm đầu tiên là ít sử dụng công nghệ cao nên tránh được các bộ phận phức tạp (máy dò ra-đa, bộ gây nhiễu…) Thứ hai, SPECS không gây tranh cãi vì nó tính toán vận tốc trung bình của 1 chiếc xe trong khoảng cách dài thay vì đo đạc tại một điểm cố định. Do đó, việc cố gắng đi chậm lúc gần đến camera SPECS rồi mới tăng tốc trở lại vẫn không giúp bạn tránh khỏi bị phạt đâu nhé.