出租汽车计价器使用误差测量的不确定度评定

发表时间:2021/8/13   来源:《科学与技术》2021年4月第10期   作者:海红兰
[导读] 随着城市化进程的加快,出租汽车已成为人们首选的公共交通
      海红兰
      科左后旗产品质量计量检测所 内蒙古通辽市 028100
      摘要:随着城市化进程的加快,出租汽车已成为人们首选的公共交通之一。出租车计价器作为一种计量器具,安装在出租车上,用于测量出租持续时间及依据里程传感器传送的信号测量里程,并以测得的计时时间及里程为依据,计算并显示乘客租车应付的费用。因此,其计量的准确程度备受人们的关注。
      关键词:出租汽车计价器;使用误差;不确定度
      计费误差也是当前出租车在服务中遭投诉的重要原因,结合出租汽车计价器使用现状,通过对计价器使用误差的分类、误差的产生,探讨计价器使用误差测量不确定度的问题,以便找出解决问题的应对措施。
      一、测量方法
出租汽车计价器使用误差是一种驱动式的,模拟汽车在地面行驶并测量行驶距离的检定装置上测得。检定时,将计价器显示金额跳变所代表的距离数值与检定装置的电脑所显示的距离示值比较,通过运算得出计价器使用误差测量结果。
      二、输入量的标准不确定度评定
      依据对标准不确定度的分析方法的不同,可将其分为 A 类评定,即是对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度; B 类评定,即是对观测列进行非统计分析的方法来评定标准不确定度。下面就以我市出租汽车在1. 5km 起程时的使用误差标准不确定度来进行分析评定。
      1、输入量D 的标准不确定度的评定 uD( 按 B 类评定),输入量 D 的标准不确定度来源主要是由被检计价器本身对传感器输入信号的灵敏度反映即对信号分辨率的分量 u1以及检定人员对起程信号变化的反应敏捷度分量 u2决定。
      计价器对信号分辨率的分量 u1,计价器的计程实际上是按汽车在行驶过程中接受到传感器传输入的脉冲信号来实现计程的,即计价器的计程分辨率为 1 个脉冲信号值。以捷达车为例,其 K 值大多设定为 4180 左右,检定人员对起程信号变化的反应敏捷度分量u2 ,在实际检定过程中,检定员在观察到计价器变价的同时应按下采样键将采集的信息传输到计算机系统,但由于检定员的反应需要一个过程,因此不可能做到变价与按键的完全同步,总存在一定的滞后性,且与检定员的熟练程度和反应快慢有关,但在大多数情况下,我们认为其滞后的时间不会超过0. 5s,取滞后区间为( 0. 3 ±0. 2) s。按规程规定,检定时的平均车速为 60km /h( 16. 7m / s) 计算,则滞后的里程区间为( 5. 0 ± 3. 3) m,半宽度为3. 3m,取均匀分布以上的两个分量不相关。
      2、标准检定装置显示的计程值 Jd的标准不确定度评定 u( Jd)。计价器标准检定装置是模拟汽车在正常道路上行驶而设计的,由电机带动装置的主动轮转动从而带动汽车的驱动轮转动。

因此由检定装置本身所引入的标准不确定度也是影响计价器使用误差不确定度的因素之一,依据规程 JJG517《出租汽车计价器检定规程》的规定,检定装置的主滚轮周长误差及滚轮转数误差是其主要的两个误差分量,下面就这两个分量引入的不确定度分别进行评定。
      主滚轮周长误差引入的不确定度分量 uJd1,依据规程中的相关技术指标可知,主滚轮的周长应不小于 1m,通常设计为 1m,其最大允许误差为 ± 0. 2% 。具体到我所的检定装置上,根据上级检定机构出具的检定报告可知,主滚轮的周长误差为-0. 13% ,按均匀分布考虑,那么在起程 1. 5km 处由主滚轮周长误差引入的不确定度分量 uJd1应为:

      主滚轮转数误差引入的不确定度分量 uJd2,同样依据规程规定,滚轮转数的最大允许误差为( 读数 × 0. 1% ) ± 1r,而上级检定机构给出的检定结果与之相符,因此本装置在 1. 5km 处按均匀分布考虑,则由转数误差引入的不确定度分量 uJd2为:

      由测量重复性引起的标准不确定度分量 uJd3,对川 A T8D79 捷达出租车在我所的出租汽车计价器标准检定装置上对起程 1. 5km 进行重复测量 10 次,得到下面一组数据 ( m) : 1503,1504。D = 1502. 4m。
      3、由轮胎修正系数 C 引入的标准不确定度 uc,计价器使用误差检定中导入的轮胎修正系数是基于汽车轮胎压在检定装置上与压在地面上的变形程度不同,从而导致轮胎的有效周长不一致而设定的。当然,影响轮胎修正值的因素很多,如轮胎的型号规格、质地的软硬、花纹的形状深浅、磨损的程度、充气压力以及载荷大小等。但只要按照规程中给定的条件和方法,通过多次重复的测量,可得出轮胎的修正值的取值范围为( 0~ -1. 5%) ,假设 C = -1.2%,则半宽度为 0.6%,将其视为均匀分布,则由轮胎修正系数 C 引入的标准不确定度 uc为:

      扩展不确定度评定
      取 k = 2 则扩展不确定度: Ur = 2 × 1. 2% = 2. 4% .
      测量不确定度报告
      以本次评定的实例为例,测量结果为: Q = 0. 4985L /min,Ur = 2. 4% ; k = 2。
      出租汽车的计价器产生误差是难以避免的事情,为了使不确定性尽量减小,需针对它的分类并做好评估工作,才能对计价器进行合理修正,使出租汽车的计价更加准确。
      参考文献:
      [1]刘伟波.基于出租车计价器标准装置使用误差误差测量值的合成不确定度研究[J].大连:大连海事大学,2017.
      [2]董志勇,栗 强.出租车计价器标准装置使用误差误差测量值的合成不确定度评估 [J].指挥控制与仿真,2018.
      [3]梁平常.出租车计价器标准装置使用误差误差测量值的合成不确定度标体系分析[J].华东政法大学,2018.
      
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