【JT交通运输标准】 车载式道路几何数据仪

中华人民共和国交通运输行业标准 JT/T 839-2012 车载式道路几何数据仪 发布日期：2012-09-26 实施日期：2013-02-01 前言 本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。本标准由全国交通工程设施（公路）标准化技术委员会工程材料与仪器设备专业标准化工作组提出并归口。 本标准起草单位：交通运输部公路科学研究院、北京市路兴公路新技术有限公司、中国公路工程咨询集团有限公司、浙江省交通运输厅工程质量监督局、北京市道路工程质量监督站、陕西省公路局。 本标准主要起草人：常成利、侯君辉、李孝兵、罗石贵、吕聪儒、王裕奎、葛惠娟、毛利建、吴智山、李达、聂涛。 1 范围 本标准规定了车载式道路几何数据仪（以下简称道路几何数据仪）的工作原理与结构，技术要求，试验方法，检验规则，标志、包装、运输和储存等内容。本标准适用于采用加速度计和陀螺仪技术的道路几何数据仪的生产、检验和使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文所引用的文件。 引用文件包括：GB 9969.1, JT/T 60。 3 术语和定义 3.1 车载式道路几何数据仪 Vehicle bearing road geometry recorder：随车辆运动可以自动测量路面的横坡、纵坡及道路的平曲线半径和竖曲线半径。设备主要由加速度计、陀螺仪、纵向距离传感器和数据处理系统等部分组成。 4 工作原理与结构 道路几何数据仪采用加速度计、陀螺仪等传感器，采集并记录承载车行驶过程中随路面起伏出现的各种姿态，通过计算分析得到道路的横坡、纵坡、平曲线半径和竖曲线半径，数据应满足 JT/T 60 要求。设备主要由加速度计、陀螺仪传感器、纵向距离传感器和数据处理系统等部分组成。 5 工作环境条件 5.1 环境温度：工作环境温度要求为 -10℃～60℃。 5.2 路面横风：风力不超过四级。 5.3 测试路段：路面无严重坑槽、无车、无污染。 5.4 承载车：车身高度不宜超过 1.7m，最大行驶速度不小于 100km/h（见 JT/T 60）。 5.5 测试速度：测试速度不超过 80km/h。 6 技术要求 6.1 外观要求 外观应光洁、无缺损、无锈蚀。表面漆层应光滑、均匀。 6.2 性能要求 道路几何数据仪的性能要求见下表： 1. 横坡测角误差(°)：≤0.1 2. 纵坡测角误差(°)：≤0.1 3. 平面转角旋转一周(360°)测角误差(°)：≤0.1 4. 竖向转角旋转一周(360°)测角误差(°)：≤0.1 5. 纵向距离传感器误差(%)：≤5 6. 检测速度影响(%)：≤5 7. 测量重复性(%)：≤5 6.3 主要部件要求 6.3.1 加速度传感器要求： - 测量范围(m/s²)：±20 - 准确度(m/s²)：±0.05 - 分辨率(m/s²)：1×10⁻⁵ - 响应频率(Hz)：1～300 6.3.2 陀螺仪传感器要求： - 测量范围(°/h)：±80 - 准确度：>150 - 响应频率(Hz)：1 - 偏差重复性(°/h)：0.3 - 偏差变化(°/h)：0.05 - 抗冲击力(m/s²)：400 - 比例因子随温度变化(%/℃)：0.1 - 比例因子变化(%)：0.05 6.3.3 设备安装：应满足设备安装要求，安装应牢固、可靠。 6.3.4 纵向距离传感器：采用光电编码器等记录里程。 6.3.5 数据处理系统：计算机主要操作界面应有操作提示，能实现检测数据的储存、分析、传送和几何线形指标的输出。系统处理后的结果应包括横坡、纵坡以及平纵曲线曲率等指标。 7 试验方法 7.1 试验环境条件 7.1.1 环境温度：-10℃～60℃。 7.1.2 环境湿度：不大于 85%。 7.1.3 试验路段：平直、无破损、无积水、无污染、无交叉口的路段。 7.1.4 试验路段现场天气：路面无风或横风不超过四级。 7.2 试验仪器和器具 a) 钢卷尺：量程为 0m～50m，分度值 1mm； b) 数显电子水平尺：量程为 -90°～90°，分辨率 0.05°； c) 温度计：量程为 -10℃～+60℃，分度值 0.1℃； d) 检验平台：能固定道路几何数据仪设备，可以手动调整平台角度（-90°～90°），角度误差不大于 0.05°；整个台面能自动进行 360°旋转，旋转角度误差不大于 0.5°。 7.3 外观检查：用目测和手感检查道路几何数据仪的外观。 7.4 计算机系统检查：启动计算机，检查其界面和程序运行情况。 7.5 道路几何数据仪的倾角 7.5.1 横坡的静态误差 检验步骤：将道路几何数据仪放置到检验平台上，保证检验平台的转动方向与设备检测横坡的角度方向一致，然后将设备固定，转动平台另一侧固定配重。设备预热 10min，启动采集系统，开启数显电子水平尺。通过手动调整转向架的角度（包括 0°, 6°, 8°, 10°, 25°, 50°等），待倾角稳定后，保持转向架静止 1min，待倾角稳定后，分别记录系统横坡输出值和检测平台上数显电子水平尺的数值。计算各次横坡的测量误差。 7.5.2 纵坡的静态误差 检验步骤：将道路几何数据仪放置到检验平台上，保证检验平台的调整角度方向与设备检测纵坡的角度方向一致，然后将设备固定，转动平台另一侧固定配重。设备预热 10min，启动采集系统，开启数显电子水平尺。按照 7.5.1 横坡检测的方法调整平台的倾角（包括 0°, 2°, 4°, 6°, 8°, 10°, 25°, 50°等），待倾角稳定后，保持平台静止 1min，待倾角稳定后，分别记录系统纵坡输出测试值和检测平台数显电子水平尺的数值。计算各次纵坡的测量误差。 7.6 道路几何数据仪的转角误差 7.6.1 平面转角误差检验 将道路几何数据仪放置到检验平台上，保证检验平台的转动方向与陀螺仪设备测量平面转角的方向一致，固定设备，转动平台另一侧固定配重。设备预热 10min，启动采集系统，开启几何线性系统检测程序，设定检测程序后，通过伺服电机控制转动平台以一定角速度 $omega$ (0.2 rad/s ~ 2 rad/s) 旋转 360°。转动平台转动结束后，记录系统输出旋转角度值；待转动平台与设备相对静止，记录系统输出的旋转角度值；重复测试三次并计算三次平面转角测量的平均值及其误差。 7.6.2 竖向转角误差 [原文内容缺失] 7.7 道路几何数据仪的动态误差 7.7.1 纵向距离传感器误差试验 试验步骤： a) 选择合适的平直线路路段，用钢卷尺准确量取 500m 长度并分别在始点、终点刻画标记； b) 检测车停放在试验路段的始点处，检查测试轮胎气压符合安装要求，承载车乘坐人员数量与工作时数量一致，将纵向距离传感器的测距轮的轴中心线对准始点横线，启动检测系统，检测车沿车道线平行方向驶向终点，同时开始距离测量，当测距轮的中心线与终点横线对准时，停车，记录检测系统输出的行驶距离测试值； c) 按照公式（1）计算纵向距离传感器误差，单位为百分比(%)： 误差 = (|D标 - D测| / D标) × 100% 其中：D标为 500m 长度标准值，单位为米(m)；D测为纵向距离传感器测量值，单位为米(m)。 7.7.2 检测速度影响 7.7.2.1 横坡速度影响试验...