PTB-Anforderungen 18.13 „Messgeräte im Straßenverkehr, Video-Uhren“. Ausgabe Dezember 2014

Herausgegeben von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) Seite 1 von 7 PTB-Anforderungen PhysikalischTechnische Bundesanstalt Messgeräte im Straßenverkehr PTB-A 18.13 Video-Uhren Dezember 2014 Die PTB-Anforderungen (PTB-A) an Video-Uhren für die Zulassung zur innerstaatlichen Eichung entsprechen den anerkannten Regeln der Technik. Diese Anforderungen wurden von der Vollversammlung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) für das Eichwesen 2014 verabschiedet und ersetzen die bisherigen PTB-A 18.13, Ausgabe Dezember 2013. Die Zulassung wird von der PTB erteilt, wenn die Bauart der Video-Uhren den Anforderungen der Eichordnung einschließlich der Anlage 19 sowie den nachstehenden Anforderungen entspricht. Die Bauart einer Video-Uhr, die von diesen Anforderungen abweicht, wird zugelassen, wenn die gleiche Messsicherheit auf andere Weise gewährleistet ist. In diesem Fall werden die Anforderungen an die Bauart bei der Zulassung festgelegt (§ 16 Abs. 3 der EO). Inhaltsübersicht 1 Begriffsbestimmungen 2 Anwendungszweck 3 Anforderungen 3.1 Darstellung der Zeit 3.2 Zeitmessung 3.3 Kamera 3.4 Integrität und Authentizität der Aufzeichnungen 3.5 Schnittstellen und Zusatzeinrichtungen 3.6 Software und Selbsttest 3.7 Störfestigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen 3.7.1 Klimabeständigkeit 3.7.2 Elektromagnetische Verträglichkeit 3.8 Gebrauchsanweisung 4 Literatur Anhang Seite 2 von 7 1 Begriffsbestimmungen Video-Uhr Video-Uhren sind elektronische Uhren, die mithilfe ihres Video-Systems Zeitinformationen als geeichte Messgrößen in eine laufende Bildsequenz einblenden und gemeinsam mit der aktuellen Verkehrssituation aufzeichnen. Aus den eingeblendeten Zeitinformationen können Zeitdifferenzen zwischen den im Videobild erfassten Verkehrssituationen bestimmt werden, die dann bei der amtlichen Verkehrsüberwachung herangezogen werden. Video-System Ein Video-System besteht typischerweise aus Kamera, Rekorder und Monitor. Das laufende Bild der Kamera wird zusammen mit den Messwerten auf einem Monitor dargestellt und mit einem Rekorder aufgezeichnet. Zeitinformation Als Zeitinformation wird hier eine Uhrzeit, eine zu einem beliebigen Zeitpunkt gestartete Zeitzählung oder eine Bildnummer (zur Berechnung der Zeitdifferenz anhand des bekannten Bildtaktes der Bildsequenz) bezeichnet. Geeichte Messgröße Als geeichte Messgrößen werden im Folgenden die eichrechtlich relevanten Messgrößen bezeichnet. Hilfsgröße Als Hilfsgrößen werden vom Gerät ermittelte Messgrößen bezeichnet, deren Messfehler bei der Bauartzulassung und bei der Eichung nicht näher untersucht werden, so dass eine Einhaltung von Eichfehlergrenzen nicht gewährleistet werden kann. Bildsequenz Als Bildsequenz wird eine Folge von elektronisch erfassten und aufgezeichneten Bildern mit fester Frequenz bezeichnet. 2 Anwendungszweck Aus den von Video-Uhren eingeblendeten Zeitinformationen lassen sich Zeitdifferenzen bestimmen, die dann für vielfältige Anwendungen in der amtlichen Verkehrsüberwachung zur Verfügung stehen. 3 Anforderungen 3.1 Darstellung der Zeit Die folgenden Anforderungen gelten sowohl für die Anzeige während der Aufnahme (z.B. für den Monitor), als auch für die nachträgliche Darstellung der aufgezeichneten Bildsequenz. Die Darstellung der Zeit (und ggf. Datumsangaben) muss auf der Grundlage der DIN EN 28601, Ausgabe 1993-02 (entspricht EN 28601, Stand November 1992) erfolgen. Bei einer Video-Uhr müssen die geeichten Messgrößen (Zahlenwert und Einheit) mit einer Mindesthöhe von 5 mm und deutlich lesbar dargestellt werden. Wenn ein Bildzähler verwendet wird, muss die Bildwiederholfrequenz konstant und bekannt sein und die Bildnummern müssen im Takt der Bildwiederholfrequenz aktualisiert werden. Die Einblendung der laufenden Zeit muss synchron zu den Bildern der aktuellen Verkehrssituation erfolgen. Messwerte und Bilder müssen untrennbar verbunden sein (z.B. durch direkte Einblendung). Die Verwendung von Time Codes (z.B. RCTC: Rewritable Consumer Time Code) ist nur dann zulässig, wenn die kodierte Zeitinformation zusätzlich auch als Klartext in den sichtbaren Bereich des Bildes eingeblendet und mit aufgezeichnet wird. Für geeichte Messgrößen gilt: Geeichte Messgrößen Einheit Auflösung Bemerkungen Zeit s 0,01 s Verwendung weiterer Einheiten zulässig, sofern die Darstellung auf Grundlage der DIN EN 28601 erfolgt Bildzähler - 1 zur Berechnung von Zeitdifferenzen Die geeichten Messgrößen müssen eindeutig von den Hilfsgrößen unterscheidbar sein. Seite 3 von 7 3.2 Zeitmessung Die Zeitmessung muss so ausgelegt sein, dass sie von einer weiteren Zeitbasis überprüft wird. Sie kann beispielsweise zweifach ermittelt werden (basierend auf zwei unabhängigen Baugruppen) oder mit einer Baugruppe durchgeführt werden, deren Zeitbasis von einer weiteren Zeitbasis (z. B. Prozessortakt) überprüft wird. Die Überprüfung muss kontinuierlich erfolgen, so dass Abweichungen um mehr als 0,02 % spätestens nach 1 Minute erkannt werden. Bei solchen Abweichungen muss eine Fehlermeldung erfolgen, das Gerät muss dann automatisch die Durchführung weiterer Messungen blockieren. 3.3 Kamera Die Kamera muss Bilder mit einer Frequenz von mindestens 24 Hz liefern. 3.4 Integrität und Authentizität der Aufzeichnungen Für Aufzeichnungen, die archiviert und später zur Beweisführung verwendet werden sollen, muss die Integrität und Authentizität sichergestellt werden, um unzulässige Veränderungen der Bildinhalte und Messdaten oder falsche Zuordnungen zu vermeiden. Entsprechende Anforderungen finden sich in WELMEC 7.2 „Software Guide“. 3.5 Schnittstellen und Zusatzeinrichtungen Als Anforderungen an Schnittstellen gelten die PTB-A 50.1 „Schnittstellen an Messgeräten und Zusatzeinrichtungen“, Dezember 1989. Sind die betreffenden Schnittstellen rückwirkungsfrei, so dürfen beliebige, nicht-eichpflichtige Zusatzeinrichtungen angeschlossen werden. Andernfalls dürfen nur für die Video-Uhr zugelassene Zusatzeinrichtungen angeschlossen werden oder die Schnittstelle muss ggf. eichtechnisch gesichert werden. 3.6 Software und Selbsttest Die Software muss sich identifizieren, z.B. durch Anzeige der Version am Display. Es muss ein Selbsttest ausführbar sein, der eine eindeutige automatische Überprüfung der eichrechtlich relevanten Software (z. B. durch Bildung einer Checksumme über diese Software) beinhaltet. Bei Abweichungen muss eine Fehlermeldung erfolgen und die Video-Uhr muss weitere Messungen blockieren. Weitere grundlegende Anforderungen an die Software ergeben sich aus WELMEC 7.2 „Software Guide“. Bezüglich Manipulationsschutz, Prüftiefe und Konformität ist jeweils das Niveau „hoch“ zu verwenden. 3.7 Störfestigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen Die Video-Uhr muss auch unter den Einflüssen von äußeren Störungen, soweit mit ihnen in der Praxis gerechnet werden muss, funktionssicher arbeiten und die geforderten Fehlergrenzen einhalten. Bei den Prüfungen zur Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen darf die Video-Uhr auch automatisch in einen Modus übergehen, in dem keine weiteren Messungen mehr möglich sind, oder der eindeutig als gestört erkennbar ist. 3.7.1 Klimabeständigkeit Eine Video-Uhr muss dem Lagertemperaturbereich von -25 °C bis 70 °C standhalten (gemäß des Dokumentes OIML D 11 in der Ausgabe von 2004, Organisation Internationale de Métrologie Légale). Die Video-Uhr muss in dem vom Hersteller spezifizierten Umgebungstemperaturbereich ordnungsgemäß arbeiten. Dieser Bereich muss mindestens -10 °C bis 50 °C umfassen. Ein Unteroder Überschreiten des spezifizierten Temperaturbereiches muss vom Messgerät automatisch erkannt werden, ggf. eine geeignete Meldung erscheinen, der laufende Messvorgang abgebrochen werden und das Gerät muss weitere Messungen blockieren. Die Video-Uhr muss sowohl unter Betriebsals auch unter Lagerungsbedingungen unempfindlich sein gegenüber der relativen Feuchte der Umgebungsluft. 3.7.2 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Die Anforderungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit, basieren auf den folgenden Normen: Seite 4 von 7 - DIN EN 61000-6-2 „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Teil 6-2: Fachgrundnormen – Störfestigkeit Industriebereich“, Ausgabe 2006-03, mit Verweisen auf eine Reihe speziellerer Grundnormen. - ISO 7637-2 „Road vehicles – Electrical disturbances from conduction and couplingPart 2: Electrical transient conduction along supply lines only, Third Edition 2011-03-01 - ISO 7637-3 „Road vehicles – Electrical disturbances from conduction and couplingPart 3: Electrical transient transmission by capacitive and inductive coupling via lines other than supply lines, Second Edition 2007-07-01 - ISO 16750-2 “Road vehicles – Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment – Part 2: Electrical loads”, Third edition 2010-03-15 Eine Übersicht über die einzelnen Prüfungen gibt die im Anhang aufgeführte Tabelle. Ein Unterschreiten der vom Hersteller spezifizierten Versorgungsspannung muss vom Messgerät automatisch erkannt werden. Im Falle der Erkennung muss eine geeignete Meldung erscheinen, der laufende Messvorgang abgebrochen werden und das Gerät weitere Messungen blockieren. Erfolgt die Versorgung mit Gleichspannung, so muss das Gerät zumindest im vom Hersteller spezifizierten Spannungsbereich (Umin und Umax) korrekt arbeiten. Die untere Grenze Umin des Bereichs darf 0,9 U0 nicht überschreiten (U0 ist die Nennspannung der vom Hersteller empfohlenen Spannungsquelle). Oberhalb von Umax muss das Gerät automatisch abschalten. 3.8 Gebrauchsanweisung Die Gebrauchsanweisung muss so formuliert sein, dass bei einem Einsatz entsprechend den Festlegungen in der Gebrauchsanweisung die Fehlergrenzen stets eingehalten werden (ein gültig geeichtes Gerät vorausgesetzt). Die Gebrauchsanweisung muss in deutscher Sprache verfasst sein und mindestens die folgenden Angaben enthalten: - Detaillierte Beschreibung der geeichten Messgrößen (bzw. Hilfsgrößen) und der zugehörigen Betriebsarten mit Angabe der Messbereiche, - Beschreibung sämtlicher Komponenten mit Erläuterung zur korrekten Bedienung einschließlich der Betriebsund Einsatzbedingungen, - Hinweise zu Fehlermöglichkeiten, deren Ursache und Vermeidung. Seite 5 von 7 4 Literatur Die im Folgenden aufgeführten Vorschriften werden angewendet: 1 DIN EN 28601, Datenelement und Austauschformate; Informationsaustausch; Darstellung von Datum und Uhrzeit, Ausgabe 1993-02 (entspricht EN 28601:1992). 2 WELMEC 7.2 „Software Guide“ (Measuring Instruments Directive 2004/22/EC), Ausgabe Mai 2005 3 PTB-Anforderungen Schnittstellen an Messgeräten und Zusatzeinrichtungen (PTB-A 50.1), Ausgabe 12/89. 4 Dokument OIML D 11 der Organisation Internationale de Métrologie Légale, 2004. 5 DIN EN 61000-6-2, „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 6-2: Fachgrundnormen; Störfestigkeit für Industriebereich“, Ausgabe 2006-03 (Deutsche Fassung EN 61000-6-2:2001-04) 6 ISO 7637-2 „Road vehicles – Electrical disturbances from conduction and couplingPart 2: Electrical transient conduction along supply lines only, Third Edition 2011-03-01 7 ISO 7637-3 „Road vehicles – Electrical disturbances from conduction and couplingPart 3: Electrical transient transmission by capacitive and inductive coupling via lines other than supply lines, Second Edition 2007-07-01 8 ISO 16750-2 “Road vehicles – Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment – Part 2: Electrical loads”, Third edition 2010-03-15 9 DIN EN 61000-4-6, „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-6: Prüfund Messverfahren; Störfestigkeit gegen leitungsgeführte Störgrößen, induziert durch hochfrequente Felder“, Ausgabe 2009-12 10 DIN EN 61000-4-3, „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-3: Prüfund Messverfahren; Prüfung der Störfestigkeit gegen hochfrequente elektromagnetische Felder“, Ausgabe 2011-04 11 DIN EN 61000-4-2, „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-2: Prüfund Messverfahren; Prüfung der Störfestigkeit gegen die Entladung statischer Elektrizität“, Ausgabe 2009-12) 12 DIN EN 61000-4-4, „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-4: Prüfund Messverfahren; Prüfung der Störfestigkeit gegen schnelle transiente elektrische Störgrößen/Burst“, Ausgabe 2010-11 13 DIN EN 61000-4-5, „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-5: Prüfund Messverfahren; Prüfung der Störfestigkeit gegen Stoßspannungen“, Ausgabe 2007-06 14 DIN EN 61000-4-11, „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-11: Prüfund Messverfahren; Prüfung der Störfestigkeit gegen Spannungseinbrüche, Kurzzeitunterbrechungen und Spannungsschwankungen“, Ausgabe 2005-02. 15 DIN EN 61000-4-8, „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-8: Prüfund Messverfahren; Prüfung der Störfestigkeit gegen Magnetfelder mit energietechnischen Frequenzen“, Ausgabe 2010-11 Seite 6 von 7 Anhang: Tabelle zur elektromagnetischen Verträglichkeit Teilprüfung Prüfaufbau nach Grenzwerte Prüfschärfegrad Bemerkung Hochfrequente elektromagnetische Felder DIN EN 61000-4-6: 2009-12 150 kHz bis 80 MHz, 20 V 1 %-Schritte Bei batteriebetriebenen Geräten ist die Startfrequenz aus Bild B.1 der Norm zu ermitteln. Abhängig von den Eigenschaften des Prüflings kann die Prüfung eines zusätzlichen Frequenzbereichs erforderlich sein. Abhängig von den Eigenschaften des Prüflings kann die Verwendung einer von der Norm abweichenden Modulationsfrequenz erforderlich sein. Die in der Fachgrundnorm in Anmerkung b vorgesehene Reduzierung der Amplitude auf 3 V im Rundfunkfrequenzbereich zwischen 47 MHz und 68 MHz entfällt. Signalanschlüsse mit Leitungslänge >3 m Gleichstrom-Netzeinund Ausgänge* Wechselstrom-Netzeinund Ausgänge Funktionserdeanschlüsse Hochfrequente elektromagnetische Felder DIN EN 61000-4-3: 2011-04 80 MHz bis 1000 MHz, 1240 MHz bis 1300 MHz** 1300 MHz bis 1700 MHz*** 1710 MHz bis 1784 MHz 1805 MHz bis 1980 MHz 2110 MHz bis 2170 MHz 2320 MHz bis 2484 MHz 3400 MHz bis 3475 MHz** 5150 MHz bis 5350 MHz 5470 MHz bis 5875 MHz 5875 MHz bis 5905 MHz**** 20 V/m 1 %-Schritte 4 Seiten Abhängig von den Eigenschaften des Prüflings kann die Verwendung einer von der Norm abweichenden Modulationsfrequenz erforderlich sein. auf Gehäuse Entladung statischer Elektrizität (ESD) DIN EN 61000-4-2: 2009-12 ±8 kV Luftentladung ±6 kV Kontaktentladung auf Gehäuse Schnelle transiente elektrische Störgrößen/Burst DIN EN 61000-4-4: 2010-11 Signalanschlüsse: ±1 kV Signalanschlüsse mit Leitungslänge > 3 m Gleichbzw. Wechselstromversorgungsleitungen: ±2 kV Gleichstrom-Netzeinund -ausgänge* Wechselstrom-Netzeinund Ausgänge Funktionserdeanschlüsse: ±1 kV Funktionserdeanschlüsse mit Leitungslänge >3 m Stoßspannungen/ Surge DIN EN 61000-4-5: 2007-06 unsym.: ±1 kV Signalanschlüsse mit Leitungslänge > 30 m unsym.: ±0,5 kV sym. ±0,5 kV Gleichstrom-Netzeinund –ausgänge* unsym.: ±2 kV sym. ±1 kV Wechselstrom-Netzeinund Ausgänge Spannungseinbrüche DIN EN 61000-4-11: 2005-02 Spannungseinbruch: 30 % und 60 % Wechselstrom-Netzeinund Ausgänge Spannungsunterbrechungen DIN EN 61000-4-11: 2005-02 Spannungsunterbrechung: >95 % Wechselstrom-Netzeinund Ausgänge *Hinweis: siehe Tabelle 3 der Fachgrundnorm 61000-6-2 **Hinweis: Berücksichtigung eines im Amateurfunk genutzten Frequenzbereiches ***Hinweis: Berücksichtigung eines vom militärischen Funkdienst genutzten Frequenzbereiches ****Hinweis: Berücksichtigung eines für Funkanwendungen für intelligente Verkehrssysteme genutzten Frequenzbereiches Seite 7 von 7 Teilprüfung Prüfaufbau nach Grenzwerte Prüfschärfegrad Bemerkung Magnetfelder mit energietechnischer Frequenz DIN EN 61000-4-8: 2010-11 50 Hz 30 A/m auf Gehäuse Kfz: Leitungsgebundene impulsförmige Störgrößen ISO 7637-2 2011-03-01 Imp. 1 Imp. 2a Imp. 2b Imp. 3a Imp. 3b 12-V-Netz: -150 V +112 V +10 V -220 V +150 V 24-V-Netz: -600 V +112 V +20 V -300 V +300 V auf 12-Vund 24-V-Versorgungsleitungen Kfz: Leitungsgebundene impulsförmige Störgrößen beim Startvorgang ISO 16750-2 2010-03-15 Level III 3 V 6 V auf 12-Vund 24-V-Versorgungsleitungen Kfz: Übertragung von impulsförmigen elektrischen Störgrößen durch Kopplung ISO 7637-3: 2007-07-01 Fast a (DCC and CCC) Fast b (DCC and CCC) DCC slow + DCC slow – ICC slow + ICC slow - 12-V-Netz: -60 V +40 V +30 V -30 V +6 V -6 V 24-V-Netz: -80 V +80 V +45 V -45 V +10 V -10 V auf Steuer-, Regel und Datenleitungen