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摘要:應用GNSS/SINS組合終端，采用北斗衛星高精度導航信號，實時記錄行車里程和時間，通過比對的方式對現有出租車的計程計時數據進行檢測，并將檢測結果回傳至檢測中心，生成電子原始記錄，實現出租車里程和時間的智慧檢測。
關鍵詞:物聯網;北斗衛星導航;網約車;計程計時
傳統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，有必要充分利用現有科技手段優化檢測方法、提高檢測效率。除傳統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］，網約車種類及數量快速增長，隨之而來的是用戶在乘車過程中對平臺計價質疑聲起。為全面規范網約車計程計時系統，保護消費者的合法權益，需要對網絡出租車的計程計時系統進行檢測，但目前市面上對網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，互聯網、大數據、北斗衛星導航等技術均已取得長足發展和突破［4－6］，可以借助物聯網的技術優勢，通過網絡接入，實現計程計時檢測數據的采集、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動輪轉動;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，轄區內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、運轉不平穩、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安裝行車測距法檢定裝置傳感器，出租汽車按規定的檢定路線行駛，到達規定檢定點時，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網約出租車計程計時原理
利用GNSS/SINS組合導航系統，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，并將里程和時間數據回傳至計量檢定中心，檢定員進行數據處理，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
常規終端主要有GNSS接收模塊、微處理器、數據存儲器、數據輸出接口、控制電路等構成，目前出租車現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，同時優化算法，實現高精度計程計時。
2.2設備原理功能說明
常規單一定位系統在獲得連續、穩定可靠的導航信息上存在一定的難度，因此，為獲得連續且穩定可靠的導航信號，將全球衛星導航系統(GNSS)與捷聯慣性導航系統(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存在的不足，達到優勢互補的效果。衛星信號接收良好，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系統和SINS系統都可獨立進行定位、定速和姿態解算。SINS系統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，通過姿態解算進而得到位置、速度和姿態結果，利用互補型卡爾曼濾波器對GNSS系統和SINS系統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衛星導航信號減弱或消失的問題，此時兩個系統的定位結果在不同強度的衛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據的誤差如表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程》的精度要求。GNSS和SINS組合導航所得計程計時數據可通過無線網絡回傳至計量院所出證系統，調研可知，目前70%以上計量院所出證系統均為自主研發或第三方協助研發的系統軟件，可通過開放接口進行移動檢測數據的接收。同時，為比對車載檢測裝置的計程計時數據與出租汽車計程計時數據，需同時回傳兩者計程計時數據，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據。
4結束語
在“互聯網+”背景下，該裝置的研發一方面可有效豐富傳統出租車計價器檢定的技術手段，突破現有出租車計價器檢測模式，構建計量檢測新業態，兼顧公平與效率;另一方面，可填補目前網絡出租車計程計價的監管漏洞，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
