决胜千里——神秘的遥测

　　细心的观众在观摩今年的一级方程式大奖赛实况转播时，常会看到排位赛和正式比赛上车手换挡过程中屏幕会出现一个转速表。伴随着赛车发动机有节奏的轰鸣声，表中指针会相应地摆动，实时地反映着发动机此时的工作状况——比如当时的最高换挡转速。那么，究竟是如何获得高速行进中赛车上的这些数据呢？

　　能够看到赛车的转速表，铁杆车迷一定是欣喜若狂，既而认真比较着各车队不同的数据，这样的镜头能让车迷们更直观地了解F1发动机的工作特征。其实，不仅仅是发动机转速数据，包括发动机油温、水温，刹车系统温度，燃油消耗量，风速、风向等赛车在赛道上的各方面信息都能为车队所掌握，并能将这些数据进行归类、分析，从而确认赛车行驶的稳定性，并在需要的情况下对赛车进行相应地调整。这里，我们为大家介绍的就是这张看似无形，实则变幻莫测的电子网——遥测系统。

　　原理

　　顾名思义，遥测即远距离数据侦测，它其实是一套无线电数据传输系统，负责的是从F1车队控制中心到赛车或者是由赛车返回控制中心的数据传输任务。整个系统主要由遍布赛场的通讯基站、分别安装在车队控制中心和赛车上的信号接收和发送部件以及负责处理数据的专用软件组成。首先，要确定整个系统所使用的频率波段。频率波段是有限的资源，由国际电讯联盟（ITU）统一制定表谱，其资源分配通常由所在国家调度。受托于一级方程式管理公司（FOM）的英国派克斯公司在选定专用的频段后，着手进行数据建模工作。他们运用测量车辆和仪器进行严格的数据收发实验，获得了大量所选择波段的信号数据，包括传输路径和传输时间数据以及所处环境的噪音音量和发生频率。工程师们在参考所监测数据后，建立了包括英国银石、德国的霍根海姆、奥地利的纽布林格和西班牙的巴塞罗纳等赛道理想的基站设置方案。其次，派克斯公司将已开发的多组双波段超高频无线电信号收发器分别安装在了实验车辆和车队控制中心，以测试实际运用中的效果。安装的遥测组件包括两个P192-S无线电单元——分别控制接受和发送数据，一个车载天线，两个安装在控制中心的高功率数据接受天线，整套组件的数据传输率为19200波特/秒。最后，庞大的数据处理软件在车队控制中心顺利运行，在这里，超过10台的电脑屏幕上分别显示由赛车上传来的各类参数，并在专用软件分析汇总成图表后供车队工程师参考。当然，为了保证数据传输的连续性、稳定性和绝对准确性，派克斯公司在系统中设置的测试程序可以根据信号的清晰度来判断是否将数据回传，正确的数据，能不断被传送；如果发现有错误数据产生，就会要求系统重新执行传输任务。

　　起源

　　其实，赛车手和车队联系的无线电通讯系统早在90年代初就已经使用在比赛中了，但是当时的系统由于设备带宽限制，只能满足最基本的通话需要，甚至最初只能让双方交替通话。而此后尝试运用的GSM、DECT和蓝牙技术作为数据传输方案都不是针对F1的恶劣运行环境和数据传输要求所设计的。1998年派克斯公司为一级方程式比赛开发的这套全新的遥测系统才真正解决了此前的配套基站无法满足大量数据传输要求的困难。

　　2001年4月15日，圣马力诺的依莫拉，遥测系统正式出现在了赛道上。首次使用该系统的威廉姆斯—宝马车队在比赛中表现突出，拉尔夫?舒马赫夺得了冠军。（当时蒙托亚未完成比赛）虽然遥测是否真正让威廉姆斯—宝马如获至宝还不得而知，但这却是车队组队两年来的首场分站赛胜利，并在当年从法拉利和迈凯轮手中抢得多个冠军。胜利的喜悦更让车队决定继续使用遥测技术，在各种场合不经意间透露出的新技术运用却招来了其他车队的大量责难，因为2001年这类技术还是被限制使用的。然而遥测技术明显给车队和车手的交流带来了极大的便利，又使车队工程师能预先发现车辆缺陷，进行有效控制。因此几大车队都及时跟进，并对国际汽联施加压力要求允许使用遥测系统。最终，国际汽联决定在2002赛季解除对无线电通讯技术运用的禁令。

　　发展

　　2001赛季结束后，洞察F1发展脉搏的派克斯公司对数据处理软件进行了升级。新系统既能让车队工作站电脑获得来自比赛中车辆的胎压、轮胎磨损率、引擎温度、燃油消耗量，乃至整个赛道中的性能表现，同时允许车队随时向赛车发出指令，进行部分性能数据的实时调整。而这一切在以前都是被视为“借助外力”的违规行为。随后，包括威廉姆斯-宝马、美洲豹和当时的箭车队在内的4个车队加入了遥测阵营。法拉利和迈凯轮则另有合作伙伴，开发各自的遥测系统。

　　如果你仔细观看了2002年的F1电视转播，就会发现部分车手坐席前的F1赛车顶部有一片刀片状的天线，大约2英寸长。这就是由派克斯公司设计的专门进行遥测数据收发的天线。

　　F1遥测系统从其出生之日起就注定了坎坷的命运。首先是系统本身的稳定性问题，不仅面临比赛中高温高湿和强烈的震动对硬件设备的可靠性考验，同时，又必须在高速的运行情况下保证满足车队对信号传输的高准确性和稳定性要求。其次，比赛规则对遥测系统的合理性提出了质疑。一方面，由于遥测系统可以收集到赛车运行中的各项参数，当发现不稳定情况后及时通知车手采取措施，但是该系统开发经费巨大，这将进一步拉大各车队之间的差距。另一方面，遥测系统还可以向赛车发送控制指令，比如限制发动机最大输出功率、调节前后轮刹车平衡甚至根据赛道模拟数据进行遥控驾驶，这样就会让比赛陷入无聊的计算机系统竞赛，而庞大的研发经费又会让F1陷入资金黑洞之中。而真正点燃导火线的是2002年奥地利站比赛，车队经理让?托德在通话机中要求巴里切罗在最后时刻放慢速度，把冠军让给舒马赫的情况相信大家记忆犹新吧。（奥地利的比赛结果真是让当时的车迷们群情激愤、嘘声四起）

　　现状

　　2003年起，国际汽联再次禁止由车队向赛车发送遥控指令的遥测技术运用，进而决定2004年，执行禁止遥测系统在车队和赛车手之间进行双向传输数据的命令，同时连车队和车手之间的无线电通话也一并限制。这就意味着所有参赛车手必须完全由自己来感知赛车运行状态、掌握控制赛车的节奏，而车队向车手传达信息的唯一载体就是在大直道上出示的信息板了。当然了，其实遥测并未就此退出历史舞台，而且法拉利、迈凯轮等大车队正加大对该技术的研发力量，君不见赛车前端的各类天线竖立依旧？君不见程丛夫到了迈凯轮苦学遥测？今年的比赛依旧使用遥测，只是控制整个系统的主角变成了国际汽联，新赛季规则规定各车队必须安装由国际汽联统一开发的系统软件，所有数据汇总后由汽联官员负责传输给车队参考，并监督车队不会利用遥测进行通讯。这样，FIA在达到削减整体经费目的的同时，也拿到了第一手的数据资料，才出现了本文开头时的那幅场景。

　　有车迷开玩笑说：“以后要是法拉利再想命令巴里切罗让车，就只能在那块信息板上写‘给舒马赫让车’了！”

　　派克斯公司的NOVEL信号处理程序，配合每台赛车上安装的DSP数字信号处理单元，来对赛车发出和接受的数据进行调制和解调。而在车队工作站里的信号基站上包含有14个DSP单元，它们协同工作，来保证调制解调器的稳定工作。

　　隐身于全套硬件设备中的数据处理软件系统运行于Windows NT操作界面下，它将从各个传感器上汇集而来的数据流通过无线电传输到车队工作站内的电脑系统中，并根据事先编译的运算法则进行分类，由不同的软件来处理。在每辆赛车上都安装了一套摩托罗拉PowerQUICC系统，对无线电传输流程和传输的数据进行实时监控，该系统能同时处理20组完全独立的任务。