基于GPS 和霍爾電容的雙重對比出租車?yán)锍虣z定裝置的研究

歐陽格

(江西省宜春市計量所，江西 宜春 336000)

一、引言

出租車作為一種隨叫隨到的汽車服務(wù)方式，在人民的出行中有重要的意義，其計費(fèi)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到司乘雙方的經(jīng)濟(jì)利益，所以要保障計費(fèi)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性十分重要，并且傳統(tǒng)計費(fèi)一般以里程為主，檢定里程表是工作的重中之重。傳統(tǒng)的里程表檢定時使用一臺電動機(jī)帶動主滾筒轉(zhuǎn)動，使在其上的出租車被支撐的車輪同步旋轉(zhuǎn)，通過計數(shù)器讀出租車車輪滾過的里程，然后計價器示值對比，得出結(jié)論。其方法存在一系列缺陷：（一）滾輪與滾筒的打滑導(dǎo)致測量誤差；（二）占地面積大，需要固定場所，轄區(qū)內(nèi)的出租車要在指定時間檢定，耗時，耗力：（三）并且還有車輛和檢測系統(tǒng)的震動導(dǎo)致測量誤差；（四）并且胎壓對檢定結(jié)果影響較大，不能實(shí)時監(jiān)控。

針對以上問題，本文設(shè)計一種基于GPS 和霍爾電容的雙重對比的出租車計價器自動檢定裝置,符合國家規(guī)程JJG 517-2016 《出租汽車計價器檢定規(guī)程》中行車測距法的相關(guān)規(guī)定,研究出一種方便攜帶，不需要固定場所和時間、方便檢測，并且可以可避免打滑和胎壓變化等。

二、總體方案設(shè)計

基于GPS 和霍爾電容的雙重對比的出租車計價器自動檢定裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示，，首先選取GPS 儀器監(jiān)控里程就對里程進(jìn)行建設(shè)，但是GPS儀器本身還是容易被干擾，并且存在單一驗(yàn)證里程不準(zhǔn)確的問題，所以在此基礎(chǔ)上本文考慮使用霍爾電容傳感器式里程計數(shù)器作為互補(bǔ)。當(dāng)GPS 儀器和霍爾電容傳感器數(shù)據(jù)一直（指雙方誤差在0.1%之類）時，就可以和出租車的打表器種里程表進(jìn)行對比，驗(yàn)證打表器上的里程表是否合理。如果GPS 儀器與霍爾電容傳感器數(shù)據(jù)不一，那么就要對兩個儀器進(jìn)行檢查，一直到兩個數(shù)據(jù)對比相符合為止。

三、零件組成

（一）GPS

根據(jù)《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范 GB/T 18314-2009》相關(guān)規(guī)定，GPS 測量精度可劃分為AA、A、B、C、D、E 級。其精度分級如表1，各級GPS測量精度的用途如下：

AA 級：主要用于全球性的地球動力學(xué)研究、地殼形變測量和精密定軌；

A 級：主要用于區(qū)域性的地球動力學(xué)研究和地殼形變測量；

B 級：主要用于局部形變監(jiān)測和各種精密工程測量；

C 級：主要用于大、中城市及工程測量的基本控制網(wǎng)。

D、E 級：主要用于中、小城市、城鎮(zhèn)及測圖、地籍、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘測、建筑施工等的控制測量。

表1 GPS 精度分級

所以本文選擇A 級GPS 定位精度的接收器，GPS 可以固定在汽車的外殼之上，此GPS可以使用藍(lán)牙和手機(jī)與電腦鏈接，也可以使用數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

（二）霍爾傳感器里程表

霍爾傳感器里程表分為機(jī)械-電子式車速里程表和純電子式車速里程表，因?yàn)镚PS 已經(jīng)是純電子式的，所以霍爾傳感器里程表機(jī)械-電子式里程表(安裝在車輪上變速箱蝸輪組件的蝸桿上，有光電式和磁電式)。當(dāng)汽車行駛時，里程表被動齒輪驅(qū)動電子里程表傳感器內(nèi)的磁鋼作圓周運(yùn)動,磁鋼每轉(zhuǎn)一周,電子里程表傳感器就輸出N 個(一般為8 個或10 個)脈沖信號,經(jīng)連接線束傳給車速里程表。

傳來的光電脈沖或磁電脈沖信號,經(jīng)儀表內(nèi)部的微機(jī)處理后,可在顯示屏上顯示車速。里程表則根據(jù)車速以及累計運(yùn)行時間,由微機(jī)處理計算并顯示里程。但是影響霍爾傳感器準(zhǔn)確性的主要就是胎壓問題，所以GPS 主要就是防止胎壓出現(xiàn)問題。

四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

（一）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2 所示，可以看出該裝置得出兩個數(shù)據(jù)取平均值與傳統(tǒng)比較（假設(shè)傳統(tǒng)值式是標(biāo)準(zhǔn)值），差距比較小。

表2 測量結(jié)果

（二）不確定度評價

本裝置的不確定度由A 類不確定度和B 類不確定度組成，前者是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)本身的重復(fù)性實(shí)導(dǎo)致；后者的話主要一方面是由計價器顯示的計程值與檢定人員觀察到計價器顯示值變化的瞬間記錄下數(shù)據(jù)的過程種有滯后性，另外一方面本文研究的的里程檢定器本身所導(dǎo)致。在實(shí)際中以4km 里時計程為實(shí)驗(yàn)對象，不確定誤差值如表3 所示，擴(kuò)展不確定度高于0.09%。

五、小結(jié)

本文設(shè)計了一款便攜式出租車計價器檢定裝置，符合國家規(guī)程JJG517—2016《出租汽車計價器檢定規(guī)程》中車輛測距法的相關(guān)規(guī)定，且不需要固定場地和指定時間、儀器攜帶方便和建項成本低等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，表明該裝置檢測準(zhǔn)確度高且穩(wěn)定性好。該裝置解決了出租車計價器需指定時間和地點(diǎn)強(qiáng)制檢定問題，綜合利用了時間，增加了社會效益，提高了經(jīng)濟(jì)效益。