浅谈出租汽车计价器存在的缺陷暨一种新型的出租车计价器设计思路

闫聪杰

(乌兰察布市产品质量计量检验检测中心，内蒙古 乌兰察布 012000)

当前，我国已成为全球第二大经济体，人民群众的生活水平稳步提高。在居民出行方面，出租车扮演着重要的角色，在城市中已经成为基础交通中的重要部分，承担着重要的职责。而出租汽车计价器是重要的计量器具，在保障公平交易、维护消费者权益方面起到非常重要的作用，属于国家强制检定的计量器具，只有保证计价器稳定、准确的工作，才能保证司乘双方的切身利益，维护市场公平。但是面对规模庞大的出租车市场保有量以及出租汽车计价器自身的设计特点和作弊的隐秘性，在实际操作过程中，监管面临着很大挑战。当下，北斗卫星导航技术业已成熟，人工智能和第五代通信技术快速融合发展，为卫星导航的应用与发展提供了有力支撑。面对出租汽车计价器监管遇到的问题以及量值溯源扁平化发展方向，急需通过技术革新，设计一种基于北斗卫星导航的更为科学有效的出租汽车计价设备。

1 当前出租汽车计价器存在的缺陷

出租汽车计价器的工作原理是当出租车前轮驱动时，会产生相应的里程信号，这些信号通过传感器转化为计价器可识别的计量数据，然后在计价器的屏幕上显示。如果传感器出现问题，那么传感信号会出现误差，致使获得的数据小于真实数值，影响出租汽车计价器的准确性。另外，出租车经过长时间使用后，变速箱齿轮松动会造成计量结果产生误差，从而影响里程数值的获取。出租车使用的轮胎不标准也会影响计价器脉冲信号的真实性。在出租车检定和监管过程中我们还发现，不合格的计价器隐秘使用，出现严重的乱收费现象，严重扰乱市场，妨碍公平竞争，对市场危害很大，给出租汽车计价器监督工作带来很多挑战。

2 针对出租车计价器的缺陷采取的对策

①出租汽车发动机选定时，要保证转速脉冲采集装置的一致，避免由于装置选择不同而造成的传输数据出现误差。②对转速脉冲采集装置进行铅封，从而避免出租车司机私自改装或更换传感器；③检定过程中要检查出租车是否使用标准轮胎，轮胎气压是否合格等。

由此可见，要想杜绝或者减少出租汽车计价器的作弊行为，需要在出租汽车计价器设计、使用以及出租汽车计价器管理等相关的每一个环节进行努力，否则无法有效减少出租汽车计价器的作弊行为，但是面对如此众多的出租汽车计价器市场存量，要想做到每一个环节没有疏漏，工作量很大。所以急需改变思路，从技术上进行突破，设计一款新型的出租汽车计价器或者是开辟另外一个标准的计价方法，达到减少工作量的同时提高监管效率和效果的目的。

3 北斗卫星导航技术及其定位功能在出租汽车计价器上的应用可行性和设计思路

3.1 北斗卫星导航系统定位精度满足出租汽车计价器的计量精度要求

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第3个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段3部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠性的定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2 m/s，授时精度10 ns。

根据有关资料显示，北斗卫星导航技术的定位精度达到厘米级别，测速精度可以达到0.2 m/s。国家计量检定规程JJG 517—2016《出租汽车计价器》5.2要求装车后的计价器计程最大允许误差为-4%～+1.0%。以出租汽车计价器启程检定1 km为例，最大允许误差为-40 m～10 m，所以只要选择合理的速度记录时间间隔，在技术上北斗卫星导航技术的定位精度和测速精度完全可以满足出租汽车计价器的计量精度要求。基于此，笔者提出一种新型的出租汽车计价器设计思路。

3.2 基于北斗卫星导航技术的新型出租汽车计价器设计思路

图1 出租汽车计价器原理

笔者提出的新型出租汽车计价器是根据北斗卫星导航技术的应用特点和精度，利用北斗卫星导航技术的测速功能，在选定的时间内记录并计算行驶里程，通过累积计算形成出租汽车行驶里程，代替现在出租汽车计价器通过里程传感器获取的行驶里程，即改变里程计算单元(见图1)中里程数据的获得方式。

北斗卫星导航技术的测速精度可以达到0.2 m/s，而且随着技术的改进，测速精度还会提高；出租车行驶里程(l)是汽车行驶速度(f(v))和时间(t)的函数：f(l)=f(v)t,如果能够实现每隔单位时间记录一次汽车行驶速度，该段时间内出租车行驶速度将视为匀速，利用数学模型：f(l)=vt，可以计算出该段时间内出租车的行驶里程，整个行驶过程中，出租车行驶里程可以通过以下计算公式求得，出租汽车速度函数见图2。

(1)

图2 出租汽车速度函数

基于这样的设想，在电路设计时选取频率适当的晶体振荡器形成时钟电路，在单位时间内通过信号采集电路采集出租车行驶速度的数据，通过计算使速度信号转换为里程信号(见图3)，最后把里程信号输出为实际里程数据。因此，新型的出租汽车计价器的里程获得方式集成了测速模块、计时模块、计算模块，通过该种方式获得的行驶里程，不受出租车轮胎、传感器等硬件的影响，而且计时模块和测速模块人为干扰困难，作弊成本和难度极大增加。

图3 新型出租汽车里程获得方式

4 新设备推广可能存在的问题及其优缺点比较

4.1 价格问题

一种新型的出租汽车计价器要想能够推广，得到市场的认可，必须考虑价格问题，因为只有低价的、高精度的出租汽车计价器才具备量产的可能性。如果一台出租车计价器的成本上千元，那么很难推广使用；如果能把价格降到千元以下，就达到了大家能接受的程度，那样就达到了量产与推广的条件。

4.2 新旧计价方式的过渡问题

由于两种出租车计价器的里程获得原理和方式不一样，所以采用新的里程获得方式得到的计价结果不可避免地会和传统计价器的计价结果有一定的差异，但是随着测速精度提高的和集成模块的改进，两种出租车计价器的里程差异会大幅度减小，新型出租车计价器将会逐渐被认可。

4.3 新型的出租汽车计价器检定方法选择

笔者提出的新型计价器里程获得方式是在出租车动态运行的情况下获得的，即是在实际行驶过程中获得的，所以检定方法的选择上不可以采用滚轮测距法，必须采用行车测距法。

4.4 新型出租汽车计价器在检定中具备的优点

现行检定规程JJG 517—2016《出租汽车计价器》5.2中要求，计价器装车后，应调整计价器的常数k,使计程误差尽可能接近最大允许误差的中值，如果采用本文所述新型计价器，因为不使用里程传感器，所以不存在k值的调整，也不用考虑轮胎的摩擦系数。

现行检定规程对出租汽车计价器的检定分为本机检定和装车后的检定，而采用本文所述新型计价器，可以避免这种划分，本机和装机检定合二为一，减少工作量。

现行检定规程7.4.2规定，当车辆更换与原车轮胎型号不一致的驱动轮胎、车辆修理改变了车辆的传动比需要重新检定，新型出租汽车计价器计程数据不需要考虑轮胎的实际情况，所以不需要考虑现行检定规程7.4.2相关规定。

4.5 新型出租汽车计价器在检定中具备的缺点

由于新型出租汽车计价器的检定方法只能选择行车测距法，所以在检定场地的选择上有一定的要求，即需要的场地大小要能够达到出租车计价器检定最低里程要求，一般为1 km。

在实际检定工作过程中，需要建设专用检定场地；而传统出租汽车计价器检定采用滚轮测距法，这种方法是通过滚轮带动出租汽车轮胎转动，产生里程信号，而出租汽车没有实际行驶，所以检定场地相对行车测距法要小很多。

4.6 影响新型出租汽车计价器计量准确性的因素

由于新型出租汽车计价器的里程获得方式的特殊性，所以影响其计量准确性的因素主要是北斗卫星导航系统的测速精度，其次选择的晶体振荡器也会影响计价器的计量准确性。

5 结束语

笔者讨论了传统出租汽车计价器在应用和管理等方面面临的挑战，同时结合北斗卫星导航技术的技术特点提出了一种新型的出租汽车计价器设计思路，并讨论了其检定方法和优缺点。现将两种出租汽车计价器进行对比总结，见表1。

表1 传统出租车计价器与新型出租车计价器比较

由表1可见，新型出租汽车计价器因为里程获得方式采用了新技术，虽然是间接获取，但是不容易作弊，而且里程数据的影响因子只与北斗卫星导航系统的测速精度相关，随着北斗卫星导航技术的日益完善，新型出租汽车计价器里程精度也会极大提高。另外，由于新型出租汽车计价器采用了新技术，相应的检定场地、设备以及检定工作内容都会随之改变。