網約車平臺的計程方法

何繪宇 牛佳佩

摘要

網約車的計費問題一直是備受關注，平臺通過乘客、司機裝有網約車App的移動端獲取行駛信息行駛時間和距離是決定平臺計算網約車總費用的關鍵因素，時間因子占據比重較小，本文對GPS計算里程方法進行研究討論。

【關鍵詞】網約車 計費系統 平臺

1 引言

網約車作為對現有交通的補充，它的出現很大程度方便了人們的出行，還帶來一些就業機會，讓乘客提前了解大致需要承擔的費用，避免陌生環境出租車司機亂收費的情況，同時伴隨著一些問題。網約車的計時是否準確、里程的計量是否可靠，是比較容易引起相關方糾紛的重要因素。

2 網約車平臺計程方法現狀

目前，網約車平臺基本是采集司機客戶端定位信息作為計程算法的主要數據來源。一部分平臺按一定的采樣率實時接收網約車司機、客戶端的定位、軌跡和計時信息，并通過合適的算法計算出實際行駛里程和所用時間，然后按照各自平臺公司的計價算法計算出費用并將信息反饋到司機端。服務平臺計算得到的里程、時間量值直接用于網約車貿易結算;一部分網約車公司參照乘客客戶端的定位數據作為輔助里程計算的依據。當定位終端一段時間無法收到衛星導航信號或者定位數據出現較大異常時，平臺可參考其他定位信息，如手機基站定位信息等，也可參考電子地圖的路線。

英國RaccLogic公司通過衛星多普勒頻移精確測得速度，然后根據衛星精確的原子鐘和慣性導航模塊獲得精確的距離，可獲得較高精度。文獻[1，4，5]提出電子地圖匹配和RTK高精度定位累計計程，文獻[2，6]對GPS多普勒測速精度進行研究。北京市計量檢測科學研究院起草的《網絡預約出租車計程計時技術要求》等多個網約車技術規范[3]，己于2016年11月正式實施。文獻[7]提出了一種基于現場GPS信號定標的實驗室校準方法，利用3光束光遮擋測速標準裝置在測試現場對衛星GPS信號直接進行速度實測定標，通過GPS記錄儀保存，然后在實驗室進行GPS信號回放來完成高精度機動車GPS測速儀在40～180km/h范圍內特定速度值的實驗室精確校準，溯源至長度和時間計量基本單位。

3 利用GPS測距方法的研究

3.1 GPS多普勒頻移測速和測距

由于時間誤差因素對于網約車計費所占比重較小，本文重點對網絡預約出租車計程問題進行分析。網約車采用安裝有司機端App的移動設備來實時獲取GPS信息上傳到網約車計費平臺，同樣網約車平臺獲取乘客端GPS信息。很多人以為GPS測量距離直接利用GPS獲得騎車行駛距離常常涉及到GPS測速。通常人們誤解認為測速V就是GPS位置與時間的函數

其中AD為距離變化，At時間間隔。

若真這樣，GPS測到的速度幾乎不可用，因為GPS位置依賴于從接收器到衛星的距離的精確測量，并且受到許多影響一如大氣干擾一這會延遲信號，會導致網約車低速行駛階段費用不可靠。

衛星J的多普勒頻移觀測方程為：

其中，λ為波長，D_m^j為多普勒觀測值;c為光速;為接收機和GPS衛星的鐘差變化率;為電離層誤差變率，為對流層誤差變率，ε（D）為觀測噪聲，ρ_m^j為偽距率，其表達式為：

r^j為衛星j的速度矢量，r_m為測站m的速度矢量;e_m^j為站星方向余弦矩陣：

其中r^j、r_m分別是衛星和測站的位置;ρ_m^j為偽距。

由式（2）可知，多普勒測速誤差主要受到對流層時延變化率、電離層時延變化率、衛星鐘差、接收機鐘差和觀測噪聲影響。其中對流層和電離層時延變化率主要受大氣層變化和衛星高度角變化的影響，由于測速是短時間內完成，所以對流層和電離層時延變化率對測試精度影響可以忽略;GPS鐘差變化率可由廣播星歷參數進行修正;只要求得衛星的時候三維速度，則接收機鐘差變化率與載體三維速度共4個未知數就可通過最少同步觀測4顆衛星進行求解。然后通過對速度積分求解得到行駛總路程S：

S=∫V（t）dt（5）

3.2 根據GPS地圖匹配計程

手機端定時獲得GPS定位信息，每隔一定時間上傳司機端、乘客端行駛信息到平臺，平臺獲取網約車行駛信息，根據GPS定位點對于速度異常值、定位漂移不在主路線的點進行剔除，經過卡爾曼濾波算法，對行駛軌跡整形，結合電子地圖獲取網約車行駛總里程。

當車輛行駛于復雜路況中，如隧道內、高樓阻擋、錯綜復雜立交橋下，GPS衛星信號對衛星失鎖，產生漂移，這時候根據合理模糊判斷算法估算行駛路徑，結合電子地圖獲取行駛總距離。

3.3 RTK差分定位技術計程

利用RTK差分定位高精確度獲取相鄰兩點間坐標A、B，然后的球面AB直接距離，通過累計求和獲得，這種方法對于接收器要求較高，可能帶來較大累計誤差，通常用空曠環境下，要求接收器較好的響應特性和精度。

4 結語

網約車計費主要根據乘客和司機端GPS信息，結合電子地圖計算總費用，手機接收信號較好情況下，可采用衛星多普勒頻移獲得行車速度然后計算得到總距離，此種方法雖然準確度提高，但是會增加服務器壓力。通過高精度定位來累計求和得到總路程方法對硬件要求較高，并且帶來累計誤差。所以，目前網約車基本按照平臺根據GPS信息結合電子地圖計程。

參考文獻

[1]陳光榮.基于GPS定位技術的車輛行駛里程計算研究與應用[D].西南交通大學，2016.

[2]孫橋，蔡常青，張躍等.基于多普勒頻移觀測值的機動車GPS測速儀校準技術的研究[J].計量學報，2010（05）：456-459.

[3]JJF1578-2016網絡預約出租汽車計程計時技術要求（試行）.

[4]康婷婷，黃艷，許原等.RTK差分技術在網約車計費系統檢測中的應用[J].測繪通報，2017（07）：120-123.

[5]柳林.移動終端導航系統中地圖匹配技術的研究與應用[D].山東科技大學，2007.

[6]孫偉，段順利，孔瑩等.基于GPS多普勒的載體速度和加速度計算方法研究[C].中國衛星導航學術年會，2017.