基于GPS 和霍尔电容的双重对比出租车里程检定装置的研究

欧阳格

(江西省宜春市计量所，江西 宜春 336000)

一、引言

出租车作为一种随叫随到的汽车服务方式，在人民的出行中有重要的意义，其计费系统的准确性直接关系到司乘双方的经济利益，所以要保障计费系统的准确性十分重要，并且传统计费一般以里程为主，检定里程表是工作的重中之重。传统的里程表检定时使用一台电动机带动主滚筒转动，使在其上的出租车被支撑的车轮同步旋转，通过计数器读出租车车轮滚过的里程，然后计价器示值对比，得出结论。其方法存在一系列缺陷：（一）滚轮与滚筒的打滑导致测量误差；（二）占地面积大，需要固定场所，辖区内的出租车要在指定时间检定，耗时，耗力：（三）并且还有车辆和检测系统的震动导致测量误差；（四）并且胎压对检定结果影响较大，不能实时监控。

针对以上问题，本文设计一种基于GPS 和霍尔电容的双重对比的出租车计价器自动检定装置,符合国家规程JJG 517-2016 《出租汽车计价器检定规程》中行车测距法的相关规定,研究出一种方便携带，不需要固定场所和时间、方便检测，并且可以可避免打滑和胎压变化等。

二、总体方案设计

基于GPS 和霍尔电容的双重对比的出租车计价器自动检定装置结构示意图如图1 所示，，首先选取GPS 仪器监控里程就对里程进行建设，但是GPS仪器本身还是容易被干扰，并且存在单一验证里程不准确的问题，所以在此基础上本文考虑使用霍尔电容传感器式里程计数器作为互补。当GPS 仪器和霍尔电容传感器数据一直（指双方误差在0.1%之类）时，就可以和出租车的打表器种里程表进行对比，验证打表器上的里程表是否合理。如果GPS 仪器与霍尔电容传感器数据不一，那么就要对两个仪器进行检查，一直到两个数据对比相符合为止。

三、零件组成

（一）GPS

根据《全球定位系统（GPS）测量规范 GB/T 18314-2009》相关规定，GPS 测量精度可划分为AA、A、B、C、D、E 级。其精度分级如表1，各级GPS测量精度的用途如下：

AA 级：主要用于全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和精密定轨；

A 级：主要用于区域性的地球动力学研究和地壳形变测量；

B 级：主要用于局部形变监测和各种精密工程测量；

C 级：主要用于大、中城市及工程测量的基本控制网。

D、E 级：主要用于中、小城市、城镇及测图、地籍、土地信息、房产、物探、勘测、建筑施工等的控制测量。

表1 GPS 精度分级

所以本文选择A 级GPS 定位精度的接收器，GPS 可以固定在汽车的外壳之上，此GPS可以使用蓝牙和手机与电脑链接，也可以使用数据线将数据导出。

（二）霍尔传感器里程表

霍尔传感器里程表分为机械-电子式车速里程表和纯电子式车速里程表，因为GPS 已经是纯电子式的，所以霍尔传感器里程表机械-电子式里程表(安装在车轮上变速箱蜗轮组件的蜗杆上，有光电式和磁电式)。当汽车行驶时，里程表被动齿轮驱动电子里程表传感器内的磁钢作圆周运动,磁钢每转一周,电子里程表传感器就输出N 个(一般为8 个或10 个)脉冲信号,经连接线束传给车速里程表。

传来的光电脉冲或磁电脉冲信号,经仪表内部的微机处理后,可在显示屏上显示车速。里程表则根据车速以及累计运行时间,由微机处理计算并显示里程。但是影响霍尔传感器准确性的主要就是胎压问题，所以GPS 主要就是防止胎压出现问题。

四、实验验证

（一）实验数据对比

实验结果如表2 所示，可以看出该装置得出两个数据取平均值与传统比较（假设传统值式是标准值），差距比较小。

表2 测量结果

（二）不确定度评价

本装置的不确定度由A 类不确定度和B 类不确定度组成，前者是因为实验本身的重复性实导致；后者的话主要一方面是由计价器显示的计程值与检定人员观察到计价器显示值变化的瞬间记录下数据的过程种有滞后性，另外一方面本文研究的的里程检定器本身所导致。在实际中以4km 里时计程为实验对象，不确定误差值如表3 所示，扩展不确定度高于0.09%。

五、小结

本文设计了一款便携式出租车计价器检定装置，符合国家规程JJG517—2016《出租汽车计价器检定规程》中车辆测距法的相关规定，且不需要固定场地和指定时间、仪器携带方便和建项成本低等优点。经过试验验证，表明该装置检测准确度高且稳定性好。该装置解决了出租车计价器需指定时间和地点强制检定问题，综合利用了时间，增加了社会效益，提高了经济效益。