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摘要:應用GNSS/SINS組合終端，采用北斗衛(wèi)星高精度導航信號，實時記錄行車里程和時間，通過比對的方式對現(xiàn)有出租車的計程計時數(shù)據(jù)進行檢測，并將檢測結果回傳至檢測中心，生成電子原始記錄，實現(xiàn)出租車里程和時間的智慧檢測。
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);北斗衛(wèi)星導航;網(wǎng)約車;計程計時
傳統(tǒng)巡游出租車計價器的檢測屬于國家強制檢定項目，計價器的檢定結果受計價器、車輪與變速箱、傳感器等多重因素的影響，測量結構的不確定度增加，且現(xiàn)行檢測方法并未對計價器本機進行檢定［1－2］。此外，出租車計價器的檢定裝置較大，占地面積大，出租車司機候檢排隊長、耗時耗力，有必要充分利用現(xiàn)有科技手段優(yōu)化檢測方法、提高檢測效率。除傳統(tǒng)巡游出租車計價器檢測方式需要改進之外，居民出行方式日趨多樣化［3］，網(wǎng)約車種類及數(shù)量快速增長，隨之而來的是用戶在乘車過程中對平臺計價質(zhì)疑聲起。為全面規(guī)范網(wǎng)約車計程計時系統(tǒng)，保護消費者的合法權益，需要對網(wǎng)絡出租車的計程計時系統(tǒng)進行檢測，但目前市面上對網(wǎng)絡出租車計程計時的檢測尚缺行之有效的手段，尤其在檢定裝置等方面有待突破。近年來，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、北斗衛(wèi)星導航等技術均已取得長足發(fā)展和突破［4－6］，可以借助物聯(lián)網(wǎng)的技術優(yōu)勢，通過網(wǎng)絡接入，實現(xiàn)計程計時檢測數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理［7－8］，達到提高檢測效率的目的。
1出租車計程計時原理
1.1傳統(tǒng)巡游出租車計價器工作原理
目前巡游出租車計價器主要通過滾輪測距法和行車測距法進行檢定。滾輪測距法要求被檢車輛駛上滾輪測距法出租車計價器檢定裝置，使汽車驅(qū)動輪落在檢定裝置的主、副滾輪之間，并固定車輛，通過檢定裝置測量的計程值與計價器示值獲得計程誤差。滾輪測距法要求出租汽車計價器檢定裝置主滾輪周長不小于1m，計數(shù)器技術范圍0～9999，主滾輪速度60km/h或40km/h，主滾輪帶動出租汽車驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動;輪胎壓力表測量范圍0～0.5MPa，分度值不大于0.02MPa，準確度等級2.5級。滾輪測距法的主要缺點是占地面積大，且必須安裝在固定場所，轄區(qū)內(nèi)出租車均需行駛至該固定場所進行計價器檢定，易造成場地擁堵，且時間和人工成本較高，另外滾輪表面打滑、運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、震動等均會導致測量誤差。行車測距法在出租汽車右前門外側(cè)安裝行車測距法檢定裝置傳感器，出租汽車按規(guī)定的檢定路線行駛，到達規(guī)定檢定點時，檢定裝置記錄采樣值，通過檢定裝置計程值與計價器示值獲得計程誤差。行車測距法要求出租汽車計價器檢定裝置測量范圍0～5km，分辨力不大于0.1m，檢定裝置應有自動采樣功能，能夠存儲至少200臺計價器的檢定信息;輪胎壓力表測量范圍0～0.5MPa，分度值不大于0.02MPa，準確度等級2.5級。
1.2網(wǎng)約出租車計程計時原理
利用GNSS/SINS組合導航系統(tǒng)，融合高精度原子鐘，準確定位出租車行駛位置，高精度測算行駛里程和時間，出租車司機可自行申請檢測裝置，并將其置于被檢車輛上，通過運行一定要求的路線和時長，得到出租車行駛的里程和時間，并將里程和時間數(shù)據(jù)回傳至計量檢定中心，檢定員進行數(shù)據(jù)處理，進行計價器合格與否的判斷，從而達到遠程檢測出租車計程計時是否合格的目的。
2.1設備組成框圖
常規(guī)終端主要有GNSS接收模塊、微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)輸出接口、控制電路等構成，目前出租車現(xiàn)用的定位終端一般為手機或其他定位設備，信號接收精度較低，檢測裝置創(chuàng)新性應用GNSS/SINS組合終端，采用高精度原子鐘，極大提高信號接收精度，裝置原理如圖1所示，同時優(yōu)化算法，實現(xiàn)高精度計程計時。
2.2設備原理功能說明
常規(guī)單一定位系統(tǒng)在獲得連續(xù)、穩(wěn)定可靠的導航信息上存在一定的難度，因此，為獲得連續(xù)且穩(wěn)定可靠的導航信號，將全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)與捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)(SINS)進行組合，將兩種導航定位信息進行融合，從而獲得更為精確的定位結果。通過兩種信號的結合，可以彌補單導航系統(tǒng)存在的不足，達到優(yōu)勢互補的效果。衛(wèi)星信號接收良好，則可利用GNSS的定位結果對SINS定位結果進行校正，消除SINS的累積誤差;衛(wèi)星信號遮擋時，借助SINS的短時間高精度結果進行定位，借此保證得到精度高、可靠度高的導航信息。GNSS系統(tǒng)和SINS系統(tǒng)都可獨立進行定位、定速和姿態(tài)解算。SINS系統(tǒng)中的加速度計和陀螺儀可分別獲得加速度、位置和角度信息，通過姿態(tài)解算進而得到位置、速度和姿態(tài)結果，利用互補型卡爾曼濾波器對GNSS系統(tǒng)和SINS系統(tǒng)的定位結果進行整合、校正，因出租車行駛過程中不可避免會出現(xiàn)衛(wèi)星導航信號減弱或消失的問題，此時兩個系統(tǒng)的定位結果在不同強度的衛(wèi)星信號下進行校正互補，可以達到提高導航精度的目的。
3實驗及分析
通過計算計價器計程計時和車載檢測裝置導航誤差結果，驗證不同里程下導航數(shù)據(jù)的誤差如表1所示。結果表明:計價器計程誤差率在10.37‰～11.92‰，利用GNSS和SINS組合導航得到的計程誤差率在3.96‰～4.26‰，精度高于計價器計程精度，滿足JJG517—2016《出租汽車計價器檢定規(guī)程》的精度要求。GNSS和SINS組合導航所得計程計時數(shù)據(jù)可通過無線網(wǎng)絡回傳至計量院所出證系統(tǒng)，調(diào)研可知，目前70%以上計量院所出證系統(tǒng)均為自主研發(fā)或第三方協(xié)助研發(fā)的系統(tǒng)軟件，可通過開放接口進行移動檢測數(shù)據(jù)的接收。同時，為比對車載檢測裝置的計程計時數(shù)據(jù)與出租汽車計程計時數(shù)據(jù)，需同時回傳兩者計程計時數(shù)據(jù)，在無法獲得廠家開放接口的條件下，可通過在車載檢測裝置上設置圖像抓取功能，通過圖像解析獲得出租汽車計程計時數(shù)據(jù)。
4結束語
在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，該裝置的研發(fā)一方面可有效豐富傳統(tǒng)出租車計價器檢定的技術手段，突破現(xiàn)有出租車計價器檢測模式，構建計量檢測新業(yè)態(tài)，兼顧公平與效率;另一方面，可填補目前網(wǎng)絡出租車計程計價的監(jiān)管漏洞，滿足消費者的需求。該檢測裝置要求具有高精度、便攜、自助檢測功能，極大簡化當前出租車計價器檢測流程，降低人力消耗，提升檢驗檢測綜合服務能力，對于構建計量檢測智慧體系具有推動作用。
作者：李玉紅 王凱 張娟 武宏璋 劉洋 王惠君 單位：西安計量技術研究院
