出租车计价器防作弊系统研究
（锦州市检验检测认证中心，辽宁 锦州 121000）
摘 要：随着人们生活质量不断提高，出租车已成为很多人出行首选交通工具。出租车费用的计算主要依靠计价器，对计价器实施作弊会严重损害乘客的利益。本文提出了一种出租汽车计价器本机检定批量化实验台的设计思路与实施方案，按照计量检定规程中要求的计程误差检定、计时误差检定、永久时钟误差检定项目，以多工位、计程误差计时误差分组交错进行的方式，以摄像采集、软件计算代替人工的方法，能够有效提高计价器本机检定的工作效率。
关键词：出租车；计价器；设计
1 导言
利用出租汽车计价器检定装置、稳压电源、电子秒表等仪器的组合建立起一套完整的出租汽车计价器（本机）检定装置，并通过对计数、转数、计时等数据的测量得出误差并根据以上数据进行不确定度分析来判断被检对象（出租汽车计价器）是否符合国家计量检定系统表和出租汽车计价器国家检定规程的要求，可以保障乘客与司机之间贸易结算的公平。
2 出租车计价器工作原理
出租车计价器一般由三部分组成，分别是计价器主机、空车灯以及传感器。计价工作原理是将车轮转动信息利用传感器转化为一种电信号，并且电信号能被计价器主机识别。当计价器处于计价工作状态时，空车灯将这一状态的信息传递给计价器主机。出租车的行驶里程能否被计量准确，主要取决于每单位行程中计价器所获得的脉冲信号K是否与发动机输出轴的转数一致。出租车的行驶里程 S 与脉冲信号数 N之间的关系见公式(1)，式中 K 值与车辆的齿轮数 n 和轮胎直径 D 有关，见公式(2)，从该公式可看出，若出租车齿轮数和轮胎直径配置不同，K值就不同。
通过以上两个公式可知，若人为降低 K 值或者增大 N 值，都可以增加车辆行驶里程数，从而实现计价器作弊。
3 出租车计价器作弊手段
3.1 利用轮胎尺寸作弊
出租车每两次年检之间会间隔一定的时间，所以不少司机会在两次年检跨度时间内对出租车系统进行改造。因为轮胎直径不同，在路程不变的前提下轮胎转动的圈数就不同。不少司机利用这一点为车辆更换小尺寸轮胎，那么在同样的行程下轮胎转动的圈数就会增加，即发动机输出轴转动圈数也会增加，意味着传感器接收到的脉动信号 N增大，由公式(1)可知，出租车计价器显示的行驶公里数增加。
3.2 利用计价器时钟作弊
出租车运行时间段不同，计价标准就不同。一般而言，晚上的收费标准高于白天，计价器一般是根据其内部设置的时钟来判断计价价格。因此，有的司机就利用这一点对计价器作弊，通过调整计价器的时钟，把白天运行的里程全部按照晚上的计价标准来计费。
3.3 利用传感器作弊
出租车计价器的工作原理是利用传感器将其获得的车轮转动转化为电信号再输入给计价器主机，因此传感器的信号采集是关键。通过调整传感器也可以改变车辆的行驶里程。传感器中磁铁数量普遍设置为 2 个，传感器获得的脉冲数量与磁铁数量成正比关系，要想使脉冲数量增加，通过增加磁铁数量就可以实现。计价器的传感器一般是装在车辆的变速箱输出轴上，人为减小转轴的齿数，那么在同样的行驶里程下，车轮的转动圈数会增加，导致计价器计量的行驶里程数多于实际里程数。
4 出租车计价器防作弊系统设计
4.1 硬件部分设计
本文所设计的防作弊出租车计价器硬件部分中单片机选择的是AT89C52 系列。该型号单片机可应用于控制较为复杂的系统，标准参数如下：8000 字节闪速存储器，246 字节随机存取存储器，32 个 I/O线口，引脚共 44 个，在这些引脚中，最主要的引脚是 P0、P1、P2，这三个输入输出口的功能如下：
1)P0 口：
它是地址和数据总线的复用口，即八位双开型输入输出口。
2)P1 口：
P1 口是带内部上拉电阻的八位双开型输入输出口，其输出缓冲级可驱动四个 TTL 逻辑门电路。当对端口写 1 时，其可作为输入端。
3)P2 口：
是一个 8 位双开型输入输出口，带有上拉电阻。当对 P2 口写 1 时，可作为输入口，并且可通过上拉电阻把端口拉到高电平，而被拉低的引脚会输出一个电流。
该单片机中有一个高增益反向放大器，可与反馈元件通过用于单片机时钟周期的两个引脚(XTAL1 和 XTAL2)共同构成自激振荡器，其中 XTAL1 引脚是作为单片机时钟周期的输入端，XTAL2 作为输出端。
单片机的外围电路需要用到运算放大器，本文所使用的运算放大器型号为 LM324 的集成放大器。其具有差动输入集、短路保护输出，允许的单电源电压范围是 3V～32V，低偏置电流最大可达 100mA，引脚排列具有标准的行列标准，具有内部自动补偿功能，并且输入端具备静电保护功能等。
引出脚数量为 5 个，其中“Vi+”“Vi-”代表信号输入端口，“Vi+”
为同相输入端口，“Vi-”为反向输入端口，“V+”代表正电源端口、“V-”
代表负电源端口，“Vo”代表输出端口。
4.2 计时误差检定
当启动 T 组测量时，装置启动转速装置，至里程 3010m 后，减速至停车状态。此时被检计价器的计时启动，由摄像装置采集被检计价器计时显示及金额显示。当计价器计时显示跳至 2min30s 时，标准计时装置启动，同时摄像采集装置应采集到计价器的金额显示跳价，增加 1.00 元。按规程要求，5min 为一个测量时间间隔，总计时 15min。
当被检计价器的计时显示跳至 7min30s、12min30s、17min30s 时，标准计时装置同步记录时刻值，两者进行时间间隔对比，完成计时误差的检定。
4.3 软件部分设计
为了降低系统功耗，当系统不接收数据时计价器将自动进入省电模式，当要发放数据时，需先唤醒省电模式，并将其转化为正常工作模式，所以需要在同步头中加上一定的高电平。在始端设置了一个 5ms低电平同步头，是为了给上位机留出接收数据的时间，以使整个接收电路始终处于稳定的工作状态。
本设计系统可实现当检测到作弊行为后，计价器主动向中继系统发出作弊信息。为了判断具体哪一辆出租车有作弊行为，需事先对一片区域内的每辆出租车各进行编码，为此在数据中设置了一个地址码。
4.4 切换速度误差检定、低速切换响应时间的检定在标准转速装置启动和停止的过程中，可以一并进行测量。主要由摄像采集被检计价器的显示部分进行测量，设置标准时速为切换速度 vd(武汉市出租汽车计价器 vd=12km/h)，按增减 0.1km/h 的间隔控制运行时，当被检显示“低速”的瞬间采集时间点，“低速”消失的瞬间再次采集时间点，其中的时间间隔 t1 即为低速切换至高速的响应时间。
当“低速”消失的瞬间采集时间点，“低速”显示的瞬间采集时间点，其中的时间间隔 t2 即为高速切换至低速的响应时间。t1 和 t2 的测量过程均测量三次，取六次的最大值作为响应时间的实际值。
同步的，当摄像采集装置捕捉“低速”出现和消失的时刻，记录标准转速装置的运行速度，作为切换速度误差检定的实际值，与标准速度 12km/h 之间的差值即为切换速度误差。
结束语
综上所述，随着科技不断进步，目前计价器作弊手段各种各样难以分辨，本文提出了一种出租汽车计价器本机检定批量化实验台的设计思路与实施方案，按照计量检定规程中要求的计程误差检定、计时误差检定、永久时钟误差检定项目，以多工位、计程误差计时误差分组交错进行的方式，以摄像采集、软件计算代替人工的方法，能够有效提高计价器本机检定的工作效率。
参考文献
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