摘要:应用GNSS/SINS组合终端，采用北斗卫星高精度导航信号，实时记录行车里程和时间，通过比对的方式对现有出租车的计程计时数据进行检测，并将检测结果回传至检测中心，生成电子原始记录，实现出租车里程和时间的智慧检测。
关键词:物联网;北斗卫星导航;网约车;计程计时
传统巡游出租车计价器的检测属于国家强制检定项目，计价器的检定结果受计价器、车轮与变速箱、传感器等多重因素的影响，测量结构的不确定度增加，且现行检测方法并未对计价器本机进行检定［1－2］。此外，出租车计价器的检定装置较大，占地面积大，出租车司机候检排队长、耗时耗力，有必要充分利用现有科技手段优化检测方法、提高检测效率。除传统巡游出租车计价器检测方式需要改进之外，居民出行方式日趋多样化［3］，网约车种类及数量快速增长，随之而来的是用户在乘车过程中对平台计价质疑声起。为全面规范网约车计程计时系统，保护消费者的合法权益，需要对网络出租车的计程计时系统进行检测，但目前市面上对网络出租车计程计时的检测尚缺行之有效的手段，尤其在检定装置等方面有待突破。近年来，互联网、大数据、北斗卫星导航等技术均已取得长足发展和突破［4－6］，可以借助物联网的技术优势，通过网络接入，实现计程计时检测数据的采集、传输与处理［7－8］，达到提高检测效率的目的。
1出租车计程计时原理
1.1传统巡游出租车计价器工作原理
目前巡游出租车计价器主要通过滚轮测距法和行车测距法进行检定。滚轮测距法要求被检车辆驶上滚轮测距法出租车计价器检定装置，使汽车驱动轮落在检定装置的主、副滚轮之间，并固定车辆，通过检定装置测量的计程值与计价器示值获得计程误差。滚轮测距法要求出租汽车计价器检定装置主滚轮周长不小于1m，计数器技术范围0～9999，主滚轮速度60km/h或40km/h，主滚轮带动出租汽车驱动轮转动;轮胎压力表测量范围0～0.5MPa，分度值不大于0.02MPa，准确度等级2.5级。滚轮测距法的主要缺点是占地面积大，且必须安装在固定场所，辖区内出租车均需行驶至该固定场所进行计价器检定，易造成场地拥堵，且时间和人工成本较高，另外滚轮表面打滑、运转不平稳、震动等均会导致测量误差。行车测距法在出租汽车右前门外侧安装行车测距法检定装置传感器，出租汽车按规定的检定路线行驶，到达规定检定点时，检定装置记录采样值，通过检定装置计程值与计价器示值获得计程误差。行车测距法要求出租汽车计价器检定装置测量范围0～5km，分辨力不大于0.1m，检定装置应有自动采样功能，能够存储至少200台计价器的检定信息;轮胎压力表测量范围0～0.5MPa，分度值不大于0.02MPa，准确度等级2.5级。
1.2网约出租车计程计时原理
利用GNSS/SINS组合导航系统，融合高精度原子钟，准确定位出租车行驶位置，高精度测算行驶里程和时间，出租车司机可自行申请检测装置，并将其置于被检车辆上，通过运行一定要求的路线和时长，得到出租车行驶的里程和时间，并将里程和时间数据回传至计量检定中心，检定员进行数据处理，进行计价器合格与否的判断，从而达到远程检测出租车计程计时是否合格的目的。
2移动检测工作原理
2.1设备组成框图
常规终端主要有GNSS接收模块、微处理器、数据存储器、数据输出接口、控制电路等构成，目前出租车现用的定位终端一般为手机或其他定位设备，信号接收精度较低，检测装置创新性应用GNSS/SINS组合终端，采用高精度原子钟，极大提高信号接收精度，装置原理如图1所示，同时优化算法，实现高精度计程计时。
2.2设备原理功能说明
常规单一定位系统在获得连续、稳定可靠的导航信息上存在一定的难度，因此，为获得连续且稳定可靠的导航信号，将全球卫星导航系统(GNSS)与捷联惯性导航系统(SINS)进行组合，将两种导航定位信息进行融合，从而获得更为精确的定位结果。通过两种信号的结合，可以弥补单导航系统存在的不足，达到优势互补的效果。卫星信号接收良好，则可利用GNSS的定位结果对SINS定位结果进行校正，消除SINS的累积误差;卫星信号遮挡时，借助SINS的短时间高精度结果进行定位，借此保证得到精度高、可靠度高的导航信息。GNSS系统和SINS系统都可独立进行定位、定速和姿态解算。SINS系统中的加速度计和陀螺仪可分别获得加速度、位置和角度信息，通过姿态解算进而得到位置、速度和姿态结果，利用互补型卡尔曼滤波器对GNSS系统和SINS系统的定位结果进行整合、校正，因出租车行驶过程中不可避免会出现卫星导航信号减弱或消失的问题，此时两个系统的定位结果在不同强度的卫星信号下进行校正互补，可以达到提高导航精度的目的。
3实验及分析
通过计算计价器计程计时和车载检测装置导航误差结果，验证不同里程下导航数据的误差如表1所示。结果表明:计价器计程误差率在10.37‰～11.92‰，利用GNSS和SINS组合导航得到的计程误差率在3.96‰～4.26‰，精度高于计价器计程精度，满足JJG517—2016《出租汽车计价器检定规程》的精度要求。GNSS和SINS组合导航所得计程计时数据可通过无线网络回传至计量院所出证系统，调研可知，目前70%以上计量院所出证系统均为自主研发或第三方协助研发的系统软件，可通过开放接口进行移动检测数据的接收。同时，为比对车载检测装置的计程计时数据与出租汽车计程计时数据，需同时回传两者计程计时数据，在无法获得厂家开放接口的条件下，可通过在车载检测装置上设置图像抓取功能，通过图像解析获得出租汽车计程计时数据。
4结束语
在“互联网+”背景下，该装置的研发一方面可有效丰富传统出租车计价器检定的技术手段，突破现有出租车计价器检测模式，构建计量检测新业态，兼顾公平与效率;另一方面，可填补目前网络出租车计程计价的监管漏洞，满足消费者的需求。该检测装置要求具有高精度、便携、自助检测功能，极大简化当前出租车计价器检测流程，降低人力消耗，提升检验检测综合服务能力，对于构建计量检测智慧体系具有推动作用。
作者：李玉红 王凯 张娟 武宏璋 刘洋 王惠君 单位：西安计量技术研究院
