Проєкт інформаційної системи для заміру часу заїздів в гірському велоспорті

Abstract

Системи заміру часу є невід'ємною складовою сучасних спортивних змагань, забезпечуючи об’єктивність результатів і сприяючи зростанню здорової конкуренції між спортсменами. У залежності від типу спортивної дисципліни, вимоги до таких систем можуть дуже різними: від високої точності (до тисячних секунди) у швидкісних видах спорту, таких як біг, плавання чи автоспорт, до функціональної адаптації для командних видів спорту, де важливо фіксувати не лише час, але й місце дій спортсменів на полі (як от системи VAR у футболі). Класичні методи заміру часу, такі як ручний хронометраж, поступилися місцем автоматизованим системам. Зокрема, фотофініш використовується в легкоатлетичних забігах, лазерні промені забезпечують точність у змаганнях із зимових видів спорту, а RFID-мітки й NFC-технології стали популярними у масових та індивідуальних заходах. Основними вимогами до таких систем є висока точність, надійність роботи за будь-яких умов, адаптивність до особливостей виду спорту й простота використання. Разом із тим, багато видів спорту, в тому числі й дисципліни гірського велоспорту, стикаються з викликами щодо впровадження таких систем, пов’язаними з рельєфом, погодними умовами, бюджетними обмеженнями або необхідністю забезпечення портативності й автономності обладнання. Таким чином, розробка нових систем заміру часу, що враховують специфіку окремих спортивних дисциплін і новітні технології, залишається актуальним і важливим завданням, яке має значний потенціал для вдосконалення спортивних змагань та поліпшення їх об’єктивності. Об’єктом даного дослідження є змагальний контекст у дисциплінах гірського велоспорту, що включає всі фактори, які впливають на точність та надійність заміру часу під час змагань. Особливістю гірського велоспорту є складні рельєфи трас, які часто проходять у важкодоступних місцях з різкими підйомами та спусками, а також віддаленість окремих ділянок траси від можливих точок фіксації часу. Крім того, на ці змагання впливають різноманітні погодні умови, такі як дощ, сніг або туман, що вимагає стійкої до зовнішніх чинників системи заміру часу. Ці аспекти створюють комплексний контекст, який суттєво ускладнює вимірювання результатів та є об’єктом детального вивчення в даному проєкті. Предмет дослідження – це визначення оптимальної технології заміру часу для гірського велоспорту, яка повинна відповідати ряду критеріїв, таких як висока точність, надійність та здатність працювати в умовах складного рельєфу і змінної погоди. Дослідження охоплює аналіз різних технологій, включаючи GPS, RFID, NFC, лазерні сенсори та Bluetooth, з метою виявлення їхньої ефективності та обмежень у конкретних умовах. Предметом є також вплив обраної технології на результати змагань, адже використання різних систем заміру може по-різному впливати на визначення переможців і загальну об’єктивність результатів. Таким чином, дане дослідження спрямоване на глибокий аналіз технологічних рішень та їх адаптацію до вимог гірського велоспорту. Метою дослідження є розробка проєкту інформаційної системи заміру часу для гірського велоспорту, яка забезпечить високу точність, надійність та економічну ефективність. Це система, що адаптована до складних умов гірської місцевості і здатна стабільно працювати незалежно від погодних умов та характеристик траси. Розроблена система повинна відповідати всім вимогам, які висуваються до сучасних спортивних технологій, а також бути доступною у впровадженні, щоб її могли використовувати спортивні організації з обмеженими бюджетами. Метою є створення рішення, яке дозволить удосконалити процес заміру часу та підвищити точність і об'єктивність результатів змагань. У результаті дослідження було створено прототип інформаційної системи для заміру часу у гірському велоспорті, що поєднує Bluetooth-технологію з модулем RTC (Real Time Clock) для точного вимірювання часу. Спочатку було проведено системний аналіз предметної області, а також проаналізовано переваги та недоліки вже існуючих систем. На основі результатів даних аналізів було висунуто ряд вимог до майбутнього продукту. Далі було спроектовано модель системи за допомогою UML діаграм. Наступним кроком було створено планування та список етапів виконання проєкту. Останніми етапами роботи було виконання проєкту і підсумок його завершення. Дослідження показало, що розробка інформаційної системи для заміру часу заїздів у гірському велоспорті з використанням Bluetooth-модулями в парі з RTC має всі шанси стати підходящим рішенням для дисциплін з гірського велоспорту.Time measurement systems are an essential component of modern sports competitions, ensuring the objectivity of results and fostering healthy competition among athletes. Depending on the type of sport, requirements for such systems can vary from high precision (up to thousandths of a second) in high-speed sports like running, swimming, or motorsports, to functional adaptation for team sports, where it's important to capture not only the time but also the athletes' location on the field (such as VAR systems in football). Traditional timing methods, such as manual chronometry, have been replaced by automated systems. For example, photo-finish is used in track and field races, laser beams ensure accuracy in winter sports competitions, and RFID tags and NFC technology have become popular in mass and individual events. Key requirements for these systems are high precision, reliability under any conditions, adaptability to the specific sport, and ease of use. However, many sports, including mountain biking disciplines, face challenges in implementing such systems due to factors such as terrain, weather conditions, budget constraints, and the need for portable and autonomous equipment. Thus, the development of new timing systems that consider the specifics of individual sports disciplines and new technologies remains a relevant and important task, with great potential to improve sports competitions and increase their objectivity. The object of this study is the competitive context of mountain biking disciplines, which encompasses all factors affecting the accuracy and reliability of time measurements during competitions. A unique feature of mountain biking is the complex terrain of tracks, which often pass through remote areas with steep ascents and descents, as well as the remoteness of certain track segments from possible timing points. Furthermore, these competitions are influenced by various weather conditions, such as rain, snow, or fog, requiring a timing system that is resilient to external factors. These aspects create a complex context that significantly complicates the measurement of results and is the object of detailed study in this project. The subject of this research is to determine the optimal time measurement technology for mountain biking, which must meet a range of criteria, such as high precision, reliability, and the ability to function in complex terrain and variable weather. The study includes an analysis of various technologies, including GPS, RFID, NFC, laser sensors, and Bluetooth, to identify their effectiveness and limitations in specific conditions. The study also considers the impact of the chosen technology on competition results, as different timing systems may affect the determination of winners and the overall objectivity of results in various ways. Thus, this research focuses on a thorough analysis of technological solutions and their adaptation to the requirements of mountain biking. The purpose of this study is to develop a project for a time measurement information system for mountain biking that provides high accuracy, reliability, and cost-effectiveness. The system is adapted to the challenging conditions of mountainous areas and can operate stably regardless of weather conditions and track characteristics. The developed system should meet all the requirements set for modern sports technologies and be accessible for implementation, allowing sports organizations with limited budgets to use it. The goal is to create a solution that will improve the timing process and increase the accuracy and objectivity of competition results. As a result of the study, a prototype of an information system for time measurement in mountain biking was created, combining Bluetooth technology with an RTC (Real Time Clock) module for accurate time measurement. Initially, a systematic analysis of the subject area was conducted, as well as an analysis of the advantages and disadvantages of existing systems. Based on the findings of these analyses, several requirements were formulated for the future product. Next, a model of the system was designed using UML diagrams. The subsequent steps included planning and outlining the project execution stages. The final stages of the work included project implementation and summarizing its completion. The study showed that the development of an information system for timing in mountain biking using Bluetooth modules paired with an RTC has the potential to become a suitable solution for mountain biking disciplines.