レーダー式スピードガン

レーダースピードガン（レーダーガン、スピードガン、スピードトラップガンとも呼ばれる）は、移動物体の速度を測定するために使用される装置です。一般的には、警察が交通取り締まり中に走行車両の速度をチェックするために使用され、プロスポーツでは野球の投球^{[ 1 ]}、テニスのサーブ、クリケットのボウル^{[ 2 ]}などの速度を測定するために使用されます。

レーダー式速度測定器は、手持ち式、車両搭載式、または固定式のドップラーレーダー装置です。ドップラー効果によって生じる反射レーダー信号の周波数の変化を検出することで、対象物の速度を測定します。対象物が接近している場合は反射信号の周波数が対象物の接近速度に比例して増加し、対象物が遠ざかっている場合は減少します。^{[ 3 ]}このような装置は、レーダーの代わりにパルスレーザー光を使用するより現代的なLIDAR式速度測定器と並んで、速度制限の取り締まりによく使用されます。レーダー式速度測定器は静止状態でも使用できますが、固定状態での取り締まり用途では、ターゲティング精度の向上により、レーダー式速度測定器よりもLIDAR式速度測定器が好まれることがよくあります。

レーダー速度計は、第二次世界大戦中にコネチカット州ノーウォークのオートマチック・シグナル社（後にLFEコーポレーションのオートマチック・シグナル部門）で軍用レーダーを開発していたジョン・L・バーカー・シニアとベン・ミッドロックによって発明されました。当初、オートマチック・シグナル社は、コンソリデーテッドPBYカタリナ水陸両用機の地上着陸装置の損傷という特定の問題を解決するためにグラマン社から依頼を受けました。バーカーとミッドロックは、コーヒー缶をはんだ付けしてマイクロ波共振器を作り、ドップラーレーダー装置を組み立てました。この装置は、ニューヨーク州ベスページにあるグラマン社の施設の滑走路の端に設置され、着陸するPBYの降下率を測定するために真上に向けて設置されました。戦後、バーカーとミッドロックはメリット・パークウェイでレーダーのテストを行いました。^{[ 4 ]} 1947年、このシステムはコネチカット州グラストンベリーでコネチカット州警察によってテストされ、当初は交通調査と速度超過のドライバーへの警告に使用されました。 1949年2月から、州警察はレーダー装置で記録された速度に基づいてスピード違反切符を発行し始めた。^{[ 5 ]} 1948年には、ニューヨーク州ガーデンシティでもレーダーが使用された。^{[ 6 ]}

交通レーダーには様々な種類があります。携帯型レーダーは主に電池式で、ほとんどの場合、固定式の速度取締りツールとして使用されます。固定式レーダーは警察車両に搭載でき、アンテナが1本または2本付いています。移動式レーダーは、その名の通り、警察車両が移動中に使用され、非常に高度な機能を備えています。パトロール車両の前後に接近・後退する車両を追跡できるだけでなく、複数のターゲットを同時に追跡することも可能です。また、選択したレーダービーム内で、前方または後方の最速車両を追跡することもできます。

しかし、レーダー式速度測定器の使用にはいくつかの制限があります。たとえば、レーダー操作員が機器を効果的に使用できるように、使用者トレーニングと認定が必要です^{[ 9 ]。}トレーニングを受けた者は、実際の目標速度から±2 mph以内で車両速度を視覚的に一貫して推定する必要があります 。たとえば、目標の実際の速度が30  mphの場合、操作員は目標速度が28～32 mphの間に収まることを一貫して視覚的に推定できなければなりません 。固定式交通取締レーダーは道路の上または横に設置する必要があるため、単一の車両が視野内を移動している間に方向が変化すると、使用者は車両速度を正確に推定するために三角法を理解していなければなりません。実際の車両速度とレーダーによる測定値は、^コサイン効果と呼ばれる現象のため、めったに一致しません。^しかし、実際には、実際の速度と測定された速度のこの差は重要ではなく、一般的には 1 mph 未満の 差です。これは、警察官がこの不正確さを最小限に抑えるようにレーダーを配置するように訓練されており、誤差が存在する場合でも、実際の速度よりも低い速度を報告するドライバーに常に有利になるためです。

さらに、レーダーの近くに大きな反射面がないように、レーダーの配置も重要になる場合があります。このような反射面があると、レーダービームが意図しない反射ターゲットで反射され、別のターゲットを見つけて戻ってくるというマルチパスシナリオが発生し、監視対象の交通と混同される可能性のある読み取り値が発生する可能性があります。しかし、MythBusters では、通過する物体の表面を変更して銃の読み取り値を誤らせることを試みたエピソードがあり、大きな影響は見られませんでした。^{[ 11 ] [ 12 ]}

レーダー式速度測定器は、交通中の対象物を区別できないため、正確な速度取締りには適切な操作員の訓練が不可欠です。レーダーの視野内の対象物を区別できないことが、操作員が対象物の速度を±2  mph以内で一貫して正確に目視推定する必要がある主な理由です。例えば、レーダーの視野内に7つの対象物があり、操作員がそのうち6つの対象物の速度を約40  mph、1つの対象物の速度を約55  mphと目視推定し、レーダー装置が56 mphを表示している場合、 装置がどの対象物の速度を測定しているかが明確になります。

移動レーダー運用において、もう一つの潜在的な制約として、レーダーの巡回速度が実際の対地速度ではなく、他の移動目標にロックオンしてしまうという問題があります。これは、レーダーの位置がトラクター・トレーラーなどの大型反射目標に近すぎる場合に発生する可能性があります。この問題を軽減するために、車両のCANバス、VSS信号からの二次速度入力、またはGPSで測定した速度を使用することで、測定速度と比較するための二次速度が得られ、誤差を低減することができます。

スピードガンは電波を使って移動物体の速度を測定できるツールであるため、主に交通警察で使用され、小規模では税関や国境警備活動でも使用されています。この技術は広く使用されていますが、実用性、環境問題、健康問題など、多くの制約があります。^{[ 13 ]}

レーダー銃は、税関や国境の状況、および状況的文脈において機能的な制限がある^{[ 14 ]}。これらの装置は、貨物の構成、身元確認、またはリスクプロファイリングに関する情報を提供するものではなく、主に速度を監視するために使用される。さらに、交通量が多い状況や複数の車線がある状況では、他の車や表面からの反射やそれらの間での反射により信号が混乱するため、効果が低下する。天候、降水量、地形、電磁干渉により、レーダー速度銃の精度がずれることがある。場合によっては、レーダー銃を操作するオペレーターも、人的ミスにより位置が間違っていたり、読み取り値を誤解したりすることで、検出されたエラーの一因となることがある。

^{その他の技術的な制約としては、内部の電子部品が時間とともにドリフトする可能性が}あるため、測定の正確性を確保するには定期的な校正とメンテナンスが必要であり、その結果、速度に関する不正確な結果が生じる。レーダー銃は、^取得したデータを税関のコンピュータに転送する手段がないため、現在の国境管理でますます一般的になっている自動データベースやセンサーネットワークなどのより一般的な監視システムとの統合にも制限がある[15]。より高度な技術と比較すると、レーダー銃は限られたデータセットしか提供しないため、複雑な執行状況でのみ使用できる。

レーダー銃は環境や健康上の懸念も引き起こしている。これらの装置は低線量の無線周波数（RF）放射線を発生させ、法執行官の職業被ばくに関する研究^{[ 16 ]}では、放射線によって引き起こされる可能性のある生物学的影響が省略されている。現在の文献では、レーダー銃の使用と有害な医学的影響との因果関係の存在は証明されていないが、広範囲の被ばくを軽減するために注意が時折推奨されている。さらに、レーダー銃は製造と廃棄が必要であり、電子廃棄物の発生源となり、適切に廃棄されないと有害物質が含まれる可能性がある。法執行機関による法執行のためのレーダー速度銃の使用は、現在では世界的な使用の問題となっている。サプライチェーンのほとんどは、これらの機器を製造し、B2Cチャネルを通じて販売する中国企業を抱えている。たとえば、Alibaba GroupやAliExpressのようなマーケットプレイスを通じて購入することは、個人や公共機関が中国市場を通じて購入し、世界中に電子執行機器を供給する例である。^{[ 17 ]}この柔軟性により採用率は向上したが、品質基準や規制レベルの不一致、精度、範囲、さまざまな環境制約内での環境影響の制限を引き起こす可能性がある。

従来のレーダー銃の限界は、視線に沿って向けられたカメラを使用することで克服できる。

カメラは、レーダーを使ってカメラを作動させる自動切符発行機（英国ではスピードカメラとして知られている）と関連付けられています。レーダーの速度閾値は、車両の法定最高速度以上と設定されています。近くの物体がこの速度を超えると、レーダーが作動してカメラが作動し、複数の写真を撮影します。道路測量標示を使用して車両速度を測定するには、2枚の写真が必要です。これは、複数の移動物体が視野内にある都市部の交通状況では信頼できる方法です。ただし、この場合、個々の車両の速度を決定するのはカメラとそのタイミング情報であり、レーダー銃は単にカメラに録画開始を知らせるだけです。

LIDAR速度測定器などのレーザー装置は、現場調査やカメラによる計測といった制約を受けることなく、一般的な都市部や郊外の交通環境において、信頼性の高い距離と速度の測定が可能です。LIDARは、ビームが鉛筆のような形状をしており、照射対象物のみを測定するため、一般的な銃器と同様の指向性を持つという点で、都市部の交通環境において信頼性が高いと言えます。

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