Symonds o telemetrii v F1: 120 čidel ve voze, 1000 datových kanálů a desítky GB

Co je míněno telemetrií?Pat Symonds: Toto slovo je často používáno nesprávně. Telemetrie neznamená jen data, jde o bezdrátový přenos dat z jednoho místa na druhé. Slovo je odvozeno z řeckého tele, což znamená vzdálenost, a metron, jehož význam je měřit. V F1 používáme taková data, aby v reálném čase poskytovala informace o výkonnosti a zdraví vozu. Zároveň jsou přesnější data také ukládána ve voze a stahují se, když zastaví v boxech.

Zvykáme si na to, že je na naše televizní obrazovky přenášeno více dat. Jsou podobná datům, která vidí týmy?PS: Diváci mohou sledovat malou podmnožinu plných dat. Všechny týmy dovolují FOM (poskytovatel televizního přenosu) přistupovat k množství dat z vozů, aby mohl přidávat informační grafiku na obrazovky a diváci toho mohli více pochopit. Některá data - jako přetížení v zatáčkách, jsou zobrazována v grafické podobě, zatímco jiná, jako spotřeba paliva, jsou vyjadřována kvantifikovatelným číselným způsobem.

Jak týmy data využívají?Různí inženýři je používají různými způsoby, ale v podstatě je analyzují a zkoumají, aby zajistili bezpečnost a spolehlivost vozu a dostávali z něj maximální výkonnost a zajistili maximální efektivitu různých systému v autě.

V posledních letech jsou více zkoumány pneumatiky: monitoruje se její tlak, teplota na povrchu i v běhounu. Energie, kterou musí každá pneumatika generovat, se také odvozuje ze sady senzorů, a tato data pomáhají jezdci řídit spotřebu pneumatiky během stintu.

Inženýři Renaultu sledující provoz svých pohonných jednotek(foto: Renault Sport F1)

Kolik senzorů je ve voze?PS: V autě se nachází přes 120 různých senzorů. Některé měří jednoduché věci, jako teplotu kapalin a pohyb zavěšení, jiné jsou mnohem složitější - například měřič průtoku paliva. Všechna data musí být přesná - obzvláště ta, která se používají pro řízení převodovky, například se musí ve velmi vysoké rychlosti na zlomky stupňů určovat přesná pozice každého ozubeného kola.

Znamená to tedy, že existuje 120 datových kanálů?PS: Ne, je jich mnohem více, protože také zaznamenáváme přechodné řídicí parametry, mezi něž patří takové věci, jak stavy různých řídicích systému, která nám například prozradí, zda došlo k synchronizaci převodových poměrů nebo zda pilot zmáčknul nějaké tlačítko na volantu.

Také zaznamenáváme výstupy systémů, například budicí proudy pro množství servoventilů, které řídí hydraulický systém vozu. Navíc máme virtuální kanály odvozené ze slučování jiných datových kanálů pomocí algoritmů počítaných aplikacemi spuštěnými v ECU vozu. Celkově se dostáváme na limit 1000 kanálů, které nám systém umožňuje.

Kolik dat to vytváří?Každý vůz vytvoří v každém kole přibližně 15 - 20 MB dat v reálném čase, během víkendu tedy není neobvyklé uložení téměř 3 GB dat. Zdá se to hodně, převyšuje to ale 70 - 80 GB dat, která stáhneme ze systému pro získávání dat z vozu a ze zpracovaných souborů. Pro představu film ve standardním rozlišení zabírá něco jen přes 2 GB a jedna zvuková stopa v MP3 kolem 4 - 8 MB.

Jak jsou data přenášena zpět do boxů?PS: Posílají se rádiovým vysílačem namontovaným ve voze do několika přijímačů kolem trati, podobně jako je tomu u wi-fi nebo u celulárního systému využívaného chytrými telefony (i když se technologie trochu liší). Systém může přenášet až 4 Mbit/s, což přibližně odpovídá rychlosti 4G sítě nebo téměř dvojnásobku toho, co bychom normálně očekávali od 3G v městském prostředí.

Video: Sauber o tom, jak funguje telemetrie v F1 při průjezdu Fioranem(zdroj: Sauber Motorsport AG)

U našich chytrých telefonů jsme zvykli na výpadky dat kvůli ošemetnému wi-fi. Jak to překonáváte?PS: Pokud je příjem slabý, systém si může data podržet ve voze (v tzv. bufferu) a přenést je, když se podmínky spraví, jak se to děje při pokusu přehrávat videosoubory v reálném čase přes Internet.

Přenáší se data také zpět do továrny?PS: Jakmile data dorazí na servery v garážích týmů, jsou přenášena zpět do továrny směsicí internetových a vyhrazených linek. Inženýři pracující v továrně mohou alternativně přistupovat k virtuálním strojům na dráze, aby mohli zkoumat data.

Není to pro inženýry nemožné vstřebávat takové množství údajů?PS: Analyzovat tzv. "big-data" v reálném čase čistě pomocí manuálních metod je velmi obtížné. Vede to k neustále dalšímu úsilí soustředěnému na automatizaci datových analýz. V té nejjednodušší formě se může jednat o blikající obrazovku, která si získá pozornost uživatele tím, že ho upozorní na důležitý parametr nacházející se mimo limitů. V té analytičtější je možné příchozí data používat ke zvýraznění trendu v grafu pro zajištění toho, aby byl plněn cíl ve spotřebě paliva nebo aby nedošlo k opotřebení brzd před koncem závodu.