基于GPS 和霍爾電容的雙重對(duì)比出租車?yán)锍虣z定裝置的研究

歐陽格

(江西省宜春市計(jì)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(jì)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(jì)費(fèi)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性十分重要，并且傳統(tǒng)計(jì)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(shí)使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使在其上的出租車被支撐的車輪同步旋轉(zhuǎn)，通過計(jì)數(shù)器讀出租車車輪滾過的里程，然后計(jì)價(jià)器示值對(duì)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(shí)間檢定，耗時(shí)，耗力：（三）并且還有車輛和檢測系統(tǒng)的震動(dòng)導(dǎo)致測量誤差；（四）并且胎壓對(duì)檢定結(jié)果影響較大，不能實(shí)時(shí)監(jiān)控。

針對(duì)以上問題，本文設(shè)計(jì)一種基于GPS 和霍爾電容的雙重對(duì)比的出租車計(jì)價(jià)器自動(dòng)檢定裝置,符合國家規(guī)程JJG 517-2016 《出租汽車計(jì)價(jià)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(shí)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(jì)

基于GPS 和霍爾電容的雙重對(duì)比的出租車計(jì)價(jià)器自動(dòng)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(duì)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(jì)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(shí)，就可以和出租車的打表器種里程表進(jìn)行對(duì)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(duì)兩個(gè)儀器進(jìn)行檢查，一直到兩個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)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(jí)。其精度分級(jí)如表1，各級(jí)GPS測量精度的用途如下：

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

A 級(jí)：主要用于區(qū)域性的地球動(dòng)力學(xué)研究和地殼形變測量；

B 級(jí)：主要用于局部形變監(jiān)測和各種精密工程測量；

C 級(jí)：主要用于大、中城市及工程測量的基本控制網(wǎng)。

D、E 級(jí)：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(jí)

所以本文選擇A 級(jí)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(shí)，里程表被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)電子里程表傳感器內(nèi)的磁鋼作圓周運(yùn)動(dòng),磁鋼每轉(zhuǎn)一周,電子里程表傳感器就輸出N 個(gè)(一般為8 個(gè)或10 個(gè))脈沖信號(hào),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(hào),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(jì)運(yùn)行時(shí)間,由微機(jī)處理計(jì)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(duì)比

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2 所示，可以看出該裝置得出兩個(gè)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(píng)價(jià)

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(jì)價(jià)器顯示的計(jì)程值與檢定人員觀察到計(jì)價(jià)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(shí)計(jì)程為實(shí)驗(yàn)對(duì)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(jì)了一款便攜式出租車計(jì)價(jià)器檢定裝置，符合國家規(guī)程JJG517—2016《出租汽車計(jì)價(jià)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(shí)間、儀器攜帶方便和建項(xiàng)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(jì)價(jià)器需指定時(shí)間和地點(diǎn)強(qiáng)制檢定問題，綜合利用了時(shí)間，增加了社會(huì)效益，提高了經(jīng)濟(jì)效益。