T∕JSJTQX 85-2026 公路路面施工连续压实控制系统技术指南

公路路面施工连续压实控制系统技术指南 I1范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语 45基本规定 46数据采集模块 56.1一般要求 56.2振动压路机 6.3传感器 56.4信号调理电路 67数据处理和数据分析模块 67.1一般要求 67.2边缘计算单元 77.3云端分析平台 77.4数字孪生 88反馈控制模块 8.1一般要求 8 88.3预警与补压指导 99通信与显示模块 99.1一般要求 9.2车载终端 9.3远程监控平台 9.4数据接口 10电源与辅助模块 11系统运行控制 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由江苏省交通企业协会提出并归口。本文件起草单位：江苏现代蜀宁工程建设有限公司、江苏省交通技师学院、天津仁爱学院、江苏镇江路桥工程有限公司、四川公路桥梁建设集团有限公司、江苏虹一工程建设有限公司、江苏省产品质量监督检验研究院、江苏狄诺尼信息技术有限责任公司、北京中元浩业科技有限公司、徐州祥发建设有限公司、中交二公局第三工程有限公司、江苏省交通工程建设局、无锡市航道工程有限公司、戴纳派克(中国)压实摊铺设备有限公司、江苏科技大学、连云港宏淮建设工程有限公司、无锡市城市重点建设项目管理中心、镇江市交通工程建设管理有限公司、无锡市市政设施建设工程有限公司、江苏腾达工程检测有限公司、江苏健达交通工程有限公司、华设检测科技有限公司、镇江市丹徒区交通运输综合行政执法大队、镇江市综合交通事业发展中心。本文件主要起草人：刘海峰、王晖、吴昀、马天玉、薛斌、吕泰达、王军章、宋宁生、杜爱军、蔡爱林、徐善常、毛安静、金春霞、柳林、丰荣良、陈茂枝、刘金涛、梁咏梅、窦传刚、李鑫、邓晓多、王国安、黄一舟、胡琪、蔡宇、龚民、郑俊秋、左永辉、李岩三以青、孔兵兵、徐靖、余贵杨、冀杰、邹文军、徐春风、张建伟、陈军、潘阳、周平方、杨炜、陈怡、赵宝根、史俊龙、李春阳、金立娟、孙健、张浩、马福彬、刘晓、黄佳钰、李鹏、杨新、刘猛、田垒、刈，伟、张超、崔朝铜、江涛、田喜东、黄晔、陈耿、王金祥、白亚东、朱海俊、陈国俊、曹松、李7志强、周安平、路星、曹恒辉、王广飞、郝彬旭、彭伟伟、李星星、王雪鹏、高娟、惠希龙、张旭、詹其伊、韩才林、章荣福、王芮文。本标准由江苏省工程师学会道路与轨道工程专业委员会副主任委员王芮文、江苏省交通技师学院高级讲师王晖、镇江市综合交通事业发展中心研究员级高级工程师章荣福主审。31范围本文件规定了公路路面施工连续压实控制系统的基本规定、数据采集模块、数据处理和数据分析模块、反馈控制模块、通信与显示模块、电源与辅助模块、系统运行控制等内容。本文件适用于公路路面工程连续压实控制系统的开发和应用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T20271信息安全技术信息系统通用安全技术要求GB/T37973信息安全技术大数据安全管理指南ISO16750-3Roadvehicles-Environmelectronicequipment-Part33术语和定义下列术语和定义适用于本文件。路面碾压过程中，根据路面材料与振动玉路机同频共振作用原理，通过连续量测振动压路机振动轮竖向振动响应信号，建立检测评定与反馈控制体系，实现对整个碾压面压实质量的实时动态监测与控制。[来源：JT/T1127,3.1.有修改]在数据源附近(如压路机终端、基站)部署计算资源，就近完成数据预处理、分析和决策，减少云端传输延迟的技术。具有保证物理状态和虚拟状态之间以适当速率和精度同步的数据连接的特定目标实体的数字化表注：本文件中，路面连续压实的数字孪生系统是指基于数据驱动来实现目标实体(路面)与数字实体间各要素动态迭代的系统。数字孪生系统由目标实体、数字实体、两者之间的数据连接以及数据连接过程中涉及的模型，数据和接口等要素组成。[来源：GB/T43441.1,3.4.有修改]4CMRR:共模抑制比(CommonModeRejeKSPS:千样本每秒(KiloSymbolGPU:图形处理单元(GraphicsPrGIS:地理信息系统(GeographicInformationSystem2——检测监测设备(各类传感器、电路、采集和分析单元、显示系统等);9——电源、辅助及压实信息管理(包含电源及各类管理系统);56.1.3应针对不同材料路面配备相应的传感器。6.1.4数据采集模块应保证多传感器时间同步，误差应不大于10ms,确保压实广、位置、温度等参数6.2.1工作质量不宜小于10t,激振力宜不小于20t。6.2.4行驶速度应均匀，运行过程中的速度应可保持在3km/h～10km/h。b)定位传感器安装于压路机顶部，用于定位、d)压力传感器置在轮体表面，用于监测压实轮与地面接触压力。6.3.2振动传感器宜选用压电式或微电机系统加速度计，采用螺纹固定或强磁固定，应与振动轮刚性指标项指标项0.5Hz～2kHz,覆盖压实轮振动主频范围灵敏度≥100mV/g(压电式),≥50mV/g(MEMS式)噪声水平<0.1mgRMS,确保微弱信号可测6.3.3定位传感器应满足表2的技术要求。指标项定位精度指标项冷启动时间≤30s(从断电到首次定位成功)≥10Hz,确保压路机行驶轨迹连续多系统支持同时支持BDS、GNSS,提升遮挡环境下的定6.3.4温度传感器应采用红外非接触式，满足表3的技术要求。6指标项指标项指标项测温范围-20℃~+200℃,覆盖沥青混合料施工全温度区间响应时间≤1s(从接触混合料到显示稳定温度值)±1℃,确保温度控制阈值准确6.3.5压力传感器应满足表4的技术要求。指标项指标项动态量程应覆盖实际工况范围±1%FS,包括线性度、迟滞、重复性等误差叠加过载能力≤0.1%FS,以区分微小压力变化带宽上升时间≤1ms(从压力突变到输出稳定值的时间),温度范围-20℃~160℃防护等级传感器外壳采用316L不锈钢或阳极氧化6.4信号调理电路6.4.1传感器输出的原始信号应经过放大、滤波和模数转换等调理电路处理。6.4.2放大电路应满足以下要求：a)增益范围应覆盖传感器输出信号的最小值与最大值，文持程序控制增益，以适应不同传感器量程，放大电路输入动态范围应不小于传感器输出范围；b)放大电路自身噪声应低于传感器信号噪声输入参考噪声电压密度不小于10nV/√HZ,放大电路非线性失真应不大于0.1%,避免信号畸变影响CMV值计算；c)输入阻抗应不小于1MQ,以减少对传感器输出的分流影响，CMRR不小于80dB,抑制工频干扰和共模噪声。6.4.3滤波电路应满足以下技术要求：a)低通滤波器截止频率应根据传感器频率响应设置，高通滤波器截止频率宜为0.5Hz,并覆盖压实轮振动主频下限，带通滤波岩应能同时抑制高低频噪声的场景；b)选择滤波阶数叶，一阶滤波器滚降较慢，应选择的更低截止频率以抑制噪声；二阶或四阶滤波器滚降更快，宜更接近有效频段设置截止频率；c)当高阶滤汲器引入相位失真时，应确保群延迟在有效频段内小于1ms,避免信号时域畸变。6.4.4ADC应满足以下技术要求：a)应根据传感器分辨率和系统精度要求选择数模转换分辨率，数模转换实际有效位数应不小于12位；b)采样率应满足奈奎斯特定理，且不小于2倍信号最高频率，宜为10kSPS～100kSPS,覆盖更高频噪声监测需求；c)孔径误差ADC转换时间应不大于采样周期的10%;d)输入范围应与放大电路输出匹配，ADC前端应配置缓冲器，降低输入阻抗对前级电路的影响；e)应支持多通道ADC同步采样，确保振动、压力、温度等参数时间对齐，时间误差应小于1μs。7数据处理和数据分析模块7.1一般要求77.1.1数据处理和数据分析模块应能将传感器采集的原始数据转化为可指导施工的决策信息。7.1.2数据处理和数据分析模块功能设计应满足实时性、准确性、可解释性需求，并覆盖从边缘计算到云端分析的全流程。7.1.3数据处理和数据分析模块宜分为边缘计算单元、云端分析平台、数字孪生建模三个层级，各层级核心要求见表5。云端分析平台三维模型精度≤1cm、仿真步长≤0.1s、7.2边缘计算单元7.2.1应部署在压路机终端，能承担数据预处理、实时决策支持、轻量化分折仁务，并能减少无效数据传输、提升系统响应速度。7.2.2应在边缘端进行数据预处理，数据预处理应满足以下要求：a)低通滤波时，应抑制发动机振动、电磁干扰等高频噪声，保富压实相关频段；b)中值滤波时，应消除传感器瞬态干扰等脉冲噪声，避免异常值影响CMV值计算；c)自适应滤波时，应根据工况动态调整滤波参数；d)应采用无损压缩算法或有损压缩，将数据量减：少50%70%,降低传输带宽需求。7.2.3实时特征值提取应按下列要求进行：a)应根据振动传感器数据，实时计算CMV,计算按式(1),CMV的计算周期应与压路机振动频率相匹配，且不大于100ms;ai——瞬时加速度；a——平均加速度；b)压力应与当前位置关联，将压力传感器数据与GNSS定位信息同步，生成“压力-位置”时间序列，用于后续云端分积；c)应实时全域获取温度信息并进行温度离析分析。7.2.4应能实时进行决策支持，满足以下要求：a)应能进行欠压/过压预警，当CMV值低于阈值或压力超过安全范围时，应触发车载终端警报；b)应能根据实时数据自动调整压路机振动频率、行驶速度等参数；c)应能进行温度离析报警。7.2.5边缘计算硬件应满足以下要求：a)处理器性能优良，应支持浮点运算，确保CMV计算延迟<50ms;b)本地存储至少24小时原始数据，防云传输中断，支持循环覆盖；c)兼容CAN总线、RS485、以太网，与传感器和云端无缝对接。7.3云端分析平台7.3.1云端分析平台应能进行全局数据整合、深度分析、长期趋势预测，提供施工优化决策支持。87.3.3能进行多源数据融合，整合振动、压力、7.3.5应能生成CMV分布云图，以热力图形式展示CMV达标情况，使压实质量可视化，图形空7.3.9存储施工全周期原始信号、处理结7.4.1数字孪生应通过虚拟仿真提前7.4.2应基于设计图纸生成路面三维模型，误差应7.4.3应进行压实过程仿真，动态模拟压路机行驶轨迹、动能传递、材料变形过程，生成压实度分布预测图，仿真步长不大于0.1s,7.4.4进行多工况对比，应对比振动频率、压实遍数等不同参数下的压8反馈控制模块8.1.1反馈控制模块应能通过动态调整指标项指标项间人化控制)或≤3s(人工干预)振动频率误差±0.5Hz,振幅误差±0.1mm,MTBF≥5000小时，关键部件支持热插工作温度-20℃~160℃,防护等级IP68,8.2.1应通过实时匹配压实能量与材料特性，优化压实效果，功能设计应8.2.2应能实时匹配路面材料特性并进行动态参数调整，根据材料识别结果，从预设参数库中调用最9优参数，或通过模糊控制算法实时计算，从材料识别到参数生效的时间不大于500ms,确保压路机连续作业。8.2.3应通过变频器或液压伺服机构调节振动频率，精度±0.1Hz,振幅控制采用液压伺服阀或变频电8.2.4通过液压流量调节或电机转速控制，实现速度无级调节，精度±0.1km/h。8.3预警与补压指导8.3.1应通过可视化界面和路径规划，帮助操作员快速定位欠压区域并实施补压，减少漏压、避免过8.3.2能进行欠压预警，当CMV值低于达标阈值或压实度换算值低于规范要求时，触发车载终端声光报警，预警方式宜采用红色闪烁警示灯或语音提示。在车载终端显示屏上叠加补压路径，并标注补压点坐标(X/Y/Z)。8.3.3能实现过压预警，当压力传感器数据超过材料承载力时，触发紧急制动并报警。8.3.4基于压实度分布云图采用相应算法规划最短补压路径，并设置路径优先级。8.3.5进行遍数控制，根据欠压程度动态调整补压遍数，公式见式(2),补压时，行驶速度应降低至1km/h～2km/h,确保压实能量充分传递。9通信与显示模块9.1一般要求9.1.1通信与显示模块应承担数据实时传输、可视化呈现、远程决策支持三大任务。9.1.2通信与显示模块设计应满足高可靠性、低延迟、多终端兼容要求，并覆盖从车载终端到远程平台的完整链路。9.1.3通信与显示模块包括车载终端、远程监控平台、数据接口三个维度。9.1.4通信与显示模块功能要求见表7。≤100ms、防护等级IP68远程平台数据接口兼容CAN/RS485/以太网9.2车载终端9.2.1车载终端宜部署在压路机驾驶室内，为操作员提供实时数据监控与手动干预入口，提升操作便捷