CN101929124A - 车载式车辙仪的性能计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了车载式车辙仪的性能计量方法，包括步骤101，建立室内地面，包括车辙模型放置区域和车辆放置区域；步骤102，在车辙模型放置区域建立室内静态车辙模型，使用车载式车辙仪对静态车辙模型进行车辙深度测量并采集静态测量数据，得到静态测量误差；步骤103，选择室外测量道路；步骤104，在室外测量道路上建立室外动态车辙模型，使用车载式车辙仪对动态车辙模型进行车辙深度测量并采集动态测量数据，得到动态测量误差；步骤105，根据静态测量误差和动态测量误差评定车载式车辙仪的性能等级。本发明的车载式车辙仪的性能计量方法，能够科学、合理、准确地对各种车载式车辙仪的性能进行计量、检测评价，并且便于实施、利于推广，从而降低计量成本。

Description

车载式车辙仪的性能计量方法

技术领域

本发明涉及一种性能计量方法，特别涉及一种车载式车辙仪的性能计量方法。

背景技术

公路是重要的交通运输基础设施，是国民经济发展的“动脉”之一，长期以来，特别是改革开放的二十多年，公路运输为国民经济的持续、稳定、健康发展做出了重要的贡献。随着我国经济的持续发展，客货运输流量急剧扩大，要求继续扩大道路工程建设规模。交通领域的道路工程建设的任务和目标是：加快建设高速公路和国省干线(“五纵七横”、“7918”工程)，大力发展农村公路，推进我国交通运输现代化。到2008年底，高速公路通车里程已超过6万公里，跃居世界第二位，在短短20年的时间走过了发达国家半个世纪的发展历程；与此同时，“十一五”农村公路建设“千亿元工程”和“通达工程”也在大力实施和推进，农村公路建设规模将达81万Km。要在如此短的时间内建成如此多的公路里程数，其工程建设质量如何鉴定？如何保证工程质量？如何动态监测运营过程中的道路技术状况？只有通过对道路工程的各项质量或技术指标进行检测，对检测的数据进行分析和处理，对质量或技术指标做出评定，才能及时发现建设中、运营中道路工程质量或技术状况存在的问题，并及时进行处理。

庞大的公路建设规模急剧增加了对工程建设质量和运营道路技术状况监督检测的需求量，也同时拉动了各道路工程指标检测仪器研制开发及销售的市场需求。而安全、便捷、舒适、环保、节能的道路建设和运营发展方向对道路工程检测工作提出了更高的专业计量标准，重大工程事故处理也对道路建设和运营的专业计量检测提出了新的要求。目前国内在道路工程检测领域，可以对同一指标进行检测的仪器有多种，每种仪器的厂商也有多家。

在实践工作中，很多交通行业的专业检测仪器设备同时被施工单位、监理单位、检测单位和生产单位使用，如仪器本身计量性能满足不了要求，就无法保证各家检测结果计量单位的统一性和量值的准确可靠性。因此使得各单位的检测结果没有可比性，无法真实反映工程质量指标和技术状况的合格程度、质量缺陷。这将会给公路工程的施工质量、交通运输管理水平和公路交通安全等留下诸多隐患，甚至带来灾难性的后果，使国家利益和人民生命财产受到威胁和损害，从而背离我国构建社会主义和谐社会和交通行业“以人为本”理念的基本要求。据初步估算，至2020年仅我国高速公路网建设的累计投资规模就将超过3.5万亿元人民币，再加上数百万公里的普通公路网和城市道路，其所形成的国家资产规模将是一个惊人的数字，而保证如此巨大规模国家投入的工程建设质量和良好运行必须以各类专业的试验检测仪器和设备作为严格的控制手段。

因此如何科学、准确、合理地评价交通行业内使用的检测仪器的计量性能已成为交通行业迫切需要解决的问题。

车辙深度(路面经汽车轮胎反复行驶碾压产生流动变形、磨损、沉陷后，在车行道行车轨迹上产生的纵向带状辙槽，车辙深度以毫米计。)是道路工程质量中一项重要指标。目前国内工程使用的检测路面车辙的仪器厂商主要有北京路兴技术有限公司、上海卓致力天仪器设备有限公司、中科盈恒科技有限公司、北京星通联华科技发展有限公司、上海普勒斯道路交通技术有限公司、南京比奇科技有限公司、武汉武大卓越科技有限责任公司、中公高科(北京)养护科技有限公司等众多公司，相应的其生产的车辙检测仪器设备为：多功能激光路面测试仪、ROMDAS超声波路面横断面/车辙测试系统、13激光多功能测试仪、激光车辙仪、路面车辙自动测定仪、JG-1激光路面三维智能检测系统、ZOYON-RTM车载智能路面检测系统车辙检测系统、多功能路况快速检测装备车辙检测系统等，除上海卓致力天仪器设备有限公司采用的是超声波技术外，其它厂家采用的均是激光技术，绝大多数厂家采用的是多个激光传感器的测距式激光车辙仪，少数为采用线激光的图像式车辙仪。

目前，全国在用的各类型车辙仪有80～100台套，由于缺乏技术，这些设备的检定或者校准工作基本空白，各参与检测的车辙仪的计量性能并没有得到科学、合理、准确地评价，已经严重影响了检测数据的质量，不利于检测工作的开展，不利于对所检测的工程质量做出评定。

发明内容

本发明提供了一种车载式车辙仪的性能计量方法，能够科学、合理、准确地对各种车载式车辙仪的性能进行计量、检测，并且便于实施、利于推广，从而降低计量成本。

本发明的解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种车载式车辙仪的性能计量方法，包括

步骤101，建立室内地面，包括车辙模型放置区域和车辆放置区域；

步骤102，在车辙模型放置区域建立室内静态车辙模型，车载式车辙仪安装至测试车辆，使用车载式车辙仪对静态车辙模型进行车辙深度测量并采集静态测量数据，将静态测量数据与室内静态车辙模型的车辙真值进行比较，得到静态测量误差；

步骤103，选择室外测量道路；

步骤104，在室外测量道路上建立室外动态车辙模型，测试车辆行进并使用车载式车辙仪对动态车辙模型进行车辙深度测量并采集动态测量数据，将动态测量数据与室外动态车辙模型的车辙真值进行比较，得到动态测量误差；

步骤105，根据静态测量误差和动态测量误差评定车载式车辙仪的性能等级。

分别通过在室内和室外建立静态和动态车辙模型，并使用待检测车载式车辙仪对该静态和动态车辙模型进行车辙深度测量，根据测量数据和车辙模型的真值进行比较，可分别从测量重复性、测量误差、测量点距、激光点直线度等多个角度评价该车载式车辙仪的测量性能，并评定该车载式车辙仪的测量性能计量等级。

本发明的车载式车辙仪的性能计量方法，分别从静态和动态两方面评价该车载式车辙仪的测量性能，测量参数全面、合理，车辙模型良好地模拟了真实的路面车辙，能够真实反映车载式车辙仪的性能。另外，本发明的车载式车辙仪的性能计量方法提供了两套不同条件的性能计量方法，使用户能够根据应用情况和测试条件自行选择，便于实施、利于推广，从而降低计量成本。

附图说明

图1是本发明的车载式车辙仪的性能计量方法的流程示意图；

图2是室外动态车辙模型的分布示意图；

图3a至图3g是JTG E60中的七种车辙计算模型的示意图；

图4是实施例一中的室外动态车辙模型的侧视图；

图5a至图5c是实施例一中的第一模块的横截面示意图；

图6是实施例二中室内静态车辙模型的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种车载式车辙仪的性能计量方法，能够科学、合理、准确地对各种车载式车辙仪的性能进行计量、检测，并且便于实施、利于推广，从而降低计量成本。

实施例一

图1为本发明的车载式车辙仪的性能计量方法的流程示意图。如图1所示，本发明的车载式车辙仪的性能计量方法，包括

步骤101，建立室内地面，包括车辙模型放置区域和车辆放置区域；

步骤102，在车辙模型放置区域建立室内静态车辙模型，车载式车辙仪安装至测试车辆，使用车载式车辙仪对静态车辙模型进行车辙深度测量并采集静态测量数据，将静态测量数据与室内静态车辙模型的车辙真值进行比较，得到静态测量误差；

步骤103，选择室外测量道路；

步骤104，在室外测量道路上建立室外动态车辙模型，测试车辆行进并使用车载式车辙仪对动态车辙模型进行车辙深度测量并采集动态测量数据，将动态测量数据与室外动态车辙模型的车辙真值进行比较，得到动态测量误差；

步骤105，根据静态测量误差和动态测量误差评定车载式车辙仪的性能等级。

其中，步骤102包括：

步骤102a，使用一尺寸为400cm×10cm×3cm的金属板条建立零车辙模型，将该金属板条放置于车载式车辙仪的激光传感器正下方，测量位于车载式车辙仪两端的激光传感器之间的长度间距、每两个相邻激光传感器之间的长度间距、以及各激光传感器的激光点的直线度；

其中，该金属板条的放置位置位于车辙模型放置区域。优选地，金属板条可在其正反面的中心位置均具有沿长轴方向的长度刻度，长度标记的最小刻度为0.5mm，最长刻度标记为400cm。该金属板条可通过设置在其下方的三个脚螺旋来调节其水平度。

将该金属板条放置于车载式车辙仪的激光传感器正下方、并开启各激光传感器后，每个激光传感器的激光点会投射至金属板条表面。调整金属板条的位置，使大多数激光点投射至金属板条的长度刻度线上。

根据要求，目前所使用的车载式车辙仪根据其激光传感器的个数均大于13个，若待检测的车载式车辙仪的激光传感器个数小于13个，则该车载式车辙仪不符合标准要求。通过金属板条的长度刻度线可分别读取位于车载式车辙仪两端的激光传感器激光测点之间的长度间距、每两个相邻激光传感器激光测点之间的长度间距、以及各激光传感器的激光测点的直线度。

根据位于车载式车辙仪两端的激光传感器激光测点之间的长度间距可测得车载式车辙仪的有效检测宽度；根据每两个相邻激光传感器激光测点之间的长度间距可测得车载式车辙仪的激光点距，包括激光点距的平均值、最大值、最小值等；根据各激光传感器的激光点投射的位置可测得车载式车辙仪的激光点直线度。

当最大及平均激光点距小于等于32cm即为合格，当最大及平均激光点距大于32cm时则为不合格。

当激光传感器的直线度小于等于0.1％时即为合格，当激光传感器的直线度大于0.1％时则为不合格。

步骤102b，分别在每个激光传感器的正下方放置一个量块，使用该激光传感器测量量块的高度并采集数据，计算各激光传感器的静态测量误差，以各激光传感器的静态测量误差中的最大值作为车载式车辙仪的激光传感器静态测量误差。

利用量块的高度检测每个激光传感器的测量精度。其中，量块包括高度分别为5mm、10mm、15mm、20mm、40mm、80mm的量块。每次将一种高度的量块放置于一个激光传感器的正下方，使用该激光传感器测量该量块的高度并采集数据，测量高度和量块标称高度之间的差值即为该激光传感器的测量误差。使用该激光传感器测量所有高度的量块并计算其测量误差，然后依序对其它激光传感器进行相同的检测步骤，得出各激光传感器的静态测量误差。各激光传感器的静态测量误差中的最大值即为车载式车辙仪的激光传感器静态测量误差。该静态检测是对单个激光传感器的单独测试。

根据车载式车辙仪的激光传感器静态测量误差范围可划分车载式车辙仪的静态测量性能，例如，当误差范围在±0.3mm时，可将该车载式车辙仪划分为I级测量水平，当误差范围在±0.3mm至±1.0mm之间时，可将该车载式车辙仪划分为II级测量水平，而当误差范围＞±1.0mm时，则该车载式车辙仪不符合测量精度水平，不推荐使用。

以上是在室内进行的对车载式车辙仪的静态计量性能的评估，静态检测评价指标主要包括车载式车辙仪的有效检测宽度、激光点距、激光点直线度和激光传感器测量误差。

在进行室内静态测量后，需要将车载式车辙仪装载在行驶的测试车辆上，从而对其动态测量性能进行评估。

用于室外动态测量的室外测量道路应选择纵坡度低于1.5％，车辙值低于10mm，平整度低于2.0mm/m，长度长于500m，宽度大于3.80m的直线路段。要求该直线路段无交叉路口，周围没有大型振动厂房或设备，可以全面封闭车道用于测试。

其中，步骤104包括：

步骤104a，在距离车辆行进起点至少200m的位置开始设置一组室外动态车辙模型，每组室外动态车辙模型包括至少七个不同类型的室外动态车辙模型，每个室外动态车辙模型由三个处于同一测量道路横断面的第一模块组成，该三个第一模块分别位于该横断面的两端和中间位置。

图2是室外动态车辙模型的分布示意图。如图2所示，在选择的室外测量道路上划定测量起始点202和终点标记203，其中，测量起始点202距离车辆行进起点200m以上。测试车辆自行进起点开始沿室外测量道路延伸方向加速行驶，其驶至测量起始点202时，速度应达到60km/h。

自测量起始点202开始，沿道路延伸方向每间隔一固定间距设置一个沿测量道路横断面设置的室外动态车辙模型。该间距根据每组室外动态车辙模型的数量和测量距离而确定。例如，测量距离为100米，每组设置10个室外动态车辙模型，每两个相邻车辙模型之间间隔为10米。每个室外动态车辙模型由三个处于同一横断面的第一模块201组成，该三个第一模块201分别位于该横断面的两端和中间位置。

每组室外动态车辙模型包括至少七个不同类型的车辙模型，这七个不同类型的车辙模型为JTG E60中所涵盖的七种车辙计算模型。这七种车辙计算模型如图3a至图3g所示。

图4为室外动态车辙模型的侧视图。如图4所示，每个室外动态车辙模型由三个处于同一横断面的第一模块401组成。这三个第一模块401分别位于该横断面的两端和中间位置。每个车辙模型的宽度为380mm。通过改变第一模块401的高度及组合，来实现车辙模型类型的变化。

由于测量过程中，测量车辆是以一定的速度经过各个车辙模型，因此，每个位于中间位置的第一模块与位于两端的第一模块之间具有800mm至1000mm的间距，该间距供测量车辆的车轮通过，这样避免车轮碾压车辙模型模块而影响测量的准确性。

每个第一模块的长度为500mm±5mm，宽度为600mm±5mm，厚度为0mm至55mm，当某个位置的第一模块的厚度为0mm时，即为该处不需要放置第一模块。为了便于组合形成车辙模型，如图5a至图5c所示，第一模块的横截面形状可以包括为长方形(T01)、梯形(T02)和阶梯型(Q01)三种。

为了满足《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)中不同车辙形式的要求，考察被检查设备的适应能力，可在每组室外动态车辙模型中设置10个室外动态车辙模型，每个车辙模型间隔10米设置。表1中举例示出了一组室外动态车辙模型的模块布置方式。其中，模块编号的形式为：模块类型(T01、T02、Q01)-模块高度。

表1车辙模块布置方式

步骤104b，使用水准仪测量室外动态车辙模型的高程数据，每个车辙模型所在的横断面采样39个点，计算室外动态车辙模型的车辙深度真值。

以符合DSZ05级的精密水准仪测量步骤104a中设置的各个室外动态车辙模型的高程数据，每个车辙模型所在的横断面等间距采样39个点，根据高程数据计算该室外动态车辙模型的车辙深度，作为车辙深度真值。

步骤104c，车辆沿室外测量道路延伸方向行进，使用车载式车辙仪重复测量该组室外动态车辙模型10次、并计算室外动态车辙模型的车辙深度。

启动测量车辆，该测量车辆携带车载式车辙仪以60km/h±5km/h的速度通过测量区域，顺序测量并计算该组室外动态车辙模型的车辙深度。然后返回至测量起始点重新测量并计算该组室外动态车辙模型的车辙深度，反复10次。

步骤104d，根据室外动态车辙模型的车辙深度真值和测量所得车辙深度，计算车载式车辙仪的动态测量误差。

根据步骤104c所得到的数据，可以检测车载式车辙仪的车辙深度测量重复性和车辙深度误差。

其中，计算时速60km/h的条件下，各个车辙深度测量结果的变异系数C_v，计算公式如下：

$S=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}{n-1}}---\left(1\right)$

$C_v=\frac{S}{\stackrel{\‾}{x}}\×100\%---\left(2\right)$

该公式(1)和(2)中：S为重复性标准差，Xi为各车辙的第i次测量结果，为各车辙深度测量结果的算术平均值。其中，10组数据中变异系数的最大值为车载式车辙仪的重复测量变异系数。一般情况下，变异系数C_v应不大于5％。

计算时速60km/h的条件下，取各车辙模型的10次重复测量结果(R_U)平均值经换算参数转换后的车辙深度(R_U测)，按照公式(3)计算车辙深度动态测量误差。

该公式中：R_U测为测量所得车辙深度，R_U标为车辙深度真值，R为车辙深度误差。其中，10组数据中车辙深度误差的最大值为车载式车辙仪的车辙深度误差。一般情况下，车辙深度动态测量误差应不大于15％。可根据精密程度为车载式车辙仪的动态测量性能划分等级，例如，当动态测量误差＜10％时，可将该车载式车辙仪划分为I级测量水平，当动态测量误差在10％至15％之间时，可将该车载式车辙仪划分为II级测量水平，而当动态测量误差＞15％时，则该车载式车辙仪不符合测量精度水平，不推荐使用。

步骤104e，车辆空载沿室外测量道路延伸方向行进，使用车载式车辙仪测量测量行驶距离，根据车辆行驶距离真值和测量行驶距离，计算纵向测距传感器误差；

步骤104f，增加车辆载客人数，重复步骤104e，载客人数分别为1人、2人和3人。

使用全站仪精确确定500米路段的起点和终点，并标画横线。检测车辆空载沿测量道路延伸方向行进，并测量行驶距离。根据测量行驶距离和车辆行驶距离真值(500m)的比较，得出纵向测距传感器误差。并通过增加车辆载客人数来测定在不同车载人数质量下纵向测距传感器误差及最大误差。

纵向测距传感器误差小于等于0.1％即为合格，若纵向测距传感器误差大于0.1％则为不合格。

以上是在室外进行的对车载式车辙仪的动态测量性能的评估，动态检测评价指标主要包括车辙仪测量车辙深度的动态测量重复性和动态测量误差。

本实施例的车载式车辙仪的性能计量方法，采用少量模块以离散的形式模拟室内静态车辙模型和室外动态车辙模型，由于其测量模块少、测量环境要求低，因此便于实施、利于推广，从而降低计量成本，可在全国大范围内使用，便于在地方用户所在地对其仪器性能进行评估。

实施例二

本实施例与实施例一不同的地方在于车辙模型的建立方法，本实施例通过增加模块的数量，将实施例一中离散方式的车辙模型改变为高度连续变化的车辙模型，从而能够更加准确地模拟实际的车辙模型，更准确地评估车载式车辙仪的测量性能。

其中，步骤101中，车辙模型放置区域的平整度低于2.5mm/m。

除了步骤102a和102b外，步骤102进一步包括：

步骤102c，以N₁个位于与道路纵向垂直的同一道路横断面的第二模块建立一个高度连续变化的室内静态车辙模型，每两个相邻的第二模块相互接触。

图6为实施例二的室内静态车辙模型的结构示意图。如图6所示，每个高度连续变化的室内静态车辙模型由15至75个第二模块601组成，每个第二模块601的宽度为5cm至25cm，高度为3cm，平整度小于0.05mm/m，厚度误差在-0.2mm至0.2mm之间。

第二模块601的宽度是根据组成车辙模型的第二模块的数量而调整的。由于每两个相邻第二模块之间是相互接触的，因此当室内静态车辙模型由15个第二模块601组成时，第二模块601的宽度应为25cm，当室内静态车辙模型由75个第二模块601组成时，第二模块601的宽度应为5cm。

其中，第二模块601的数量由车辙模型的深度值决定。即，当车辙模型的深度值较大时，第二模块601的数量就需要增大，从而能够实现车辙模型深度的连续变化。

为了实现车辙模型深度的连续变化，每两个相邻第二模块601之间的高度差应小于20mm。

每个第二模块601通过设在其下方的3个脚螺旋固定，脚螺旋通过螺纹孔调节高低并固定，调节3个脚螺旋可使第二模块601水平并调节其高度。该脚螺旋的高度调整范围在0mm至60mm之间。

步骤102d，使用水准仪或激光扫描仪测量室内静态车辙模型的高程数据，每个车辙模型所在的横断面等间隔采样N₁个点，计算室内静态车辙模型的车辙深度真值。

使用水准仪或激光扫描仪测量室内静态车辙模型的高程数据时，每个车辙模型由多少个第二模块组成就采集多少个高程数据，即每个第二模块测量一次高程数据。

激光扫描仪的采集速度高于水准仪，可根据测试条件和经济条件选择使用水准仪或是激光扫描仪。

步骤102e，使用车载式车辙仪测量并计算该高度连续变化的室内静态车辙模型的车辙深度。

步骤102f，根据室内静态车辙模型的车辙深度真值和测量所得车辙深度，计算车载式车辙仪的静态测量误差。

步骤102g，通过改变每个第二模块的高度来改变该高度连续变化的室内静态车辙模型的车辙深度水平，重复步骤102c至步骤102f；室内静态车辙模型的车辙深度水平分别为0mm～10mm、10mm～20mm、20mm～30mm、30mm～40mm、40mm～50mm、50mm～60mm六组。

步骤102h，通过改变每个第二模块的高度来改变室内静态车辙模型的车辙类型，重复步骤102c至102g；室内静态车辙模型的车辙类型共有如图3a至图3g所示的《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008中的七种车辙模型。

根据车载式车辙仪的激光传感器静态测量误差范围可划分车载式车辙仪的静态测量性能，例如，当误差范围在±0.3mm时，可将该车载式车辙仪划分为I级测量水平，当误差范围在±0.3mm至±1.0mm之间时，可将该车载式车辙仪划分为II级测量水平，而当误差范围＞±1.0mm时，则该车载式车辙仪不符合测量精度水平，不推荐使用。

以上是在室内进行的对车载式车辙仪的静态计量性能的评估，静态检测评价指标主要包括车载式车辙仪的有效检测宽度、激光点距、激光点直线度和激光传感器测量误差。

在进行室内静态测量后，需要将车载式车辙仪装载在行驶的测试车辆上，从而对其动态测量性能进行评估。

用于室外动态测量的室外测量道路应选择纵坡度低于1.5％，车辙值低于10mm，平整度低于2.0mm/m，长度长于500m，宽度大于3.80m的直线路段。要求该直线路段无交叉路口，周围没有大型振动厂房或设备，可以全面封闭车道用于测试。

室外动态测量的步骤104包括：

步骤104g，在距离车辆行进起点至少200m的位置开始设置一组高度连续变化的室外动态车辙模型，每组室外动态车辙模型包括至少七个不同类型的室外动态车辙模型，每个室外动态车辙模型由N₂个处于同一横断面的第二模块组成，每两个相邻的第二模块相互接触。

步骤104h，使用水准仪或激光扫描仪测量室外动态车辙模型的高程数据，每个车辙模型所在的横断面采样N₂个点，计算室外动态车辙模型的车辙深度真值。

使用水准仪或激光扫描仪测量室外动态车辙模型的高程数据时，每个车辙模型由多少个第二模块组成就采集多少个高程数据，即每个第二模块测量一次高程数据。

激光扫描仪的采集速度高于水准仪，可根据测试条件和经济条件选择使用水准仪或是激光扫描仪。

步骤104i，车辆沿室外测量道路延伸方向行进，使用车载式车辙仪重复测量该组室外动态车辙模型10次、并计算室外动态车辙模型的车辙深度。

步骤104j，根据室外动态车辙模型的车辙深度真值和测量所得车辙深度，计算车载式车辙仪的动态测量误差。

步骤104k，通过改变第二模块的高度来改变该组室外动态车辙模型的车辙深度水平，重复步骤104g至步骤104j；室外动态车辙模型的车辙深度水平分别为0mm～10mm、10mm～20mm、20mm～30mm、30mm～40mm、40mm～50mm、50mm～60mm六组。

步骤104l，车辆空载沿室外测量道路延伸方向行进，使用车载式车辙仪测量测量行驶距离，根据车辆行驶距离真值和测量行驶距离，计算纵向测距传感器误差；

步骤104m，增加车辆载客人数，重复步骤104l，载客人数分别为1人、2人和3人。

使用全站仪精确确定500米路段的起点和终点，并标画横线。检测车辆空载沿测量道路延伸方向行进，并测量行驶距离。根据测量行驶距离和车辆行驶距离真值(500m)的比较，得出纵向测距传感器误差。并通过增加车辆载客人数来测定在不同车载人数质量下纵向测距传感器误差及最大误差。

纵向测距传感器误差小于等于0.1％即为合格，若纵向测距传感器误差大于0.1％则为不合格。

以上是在室外进行的对车载式车辙仪的动态测量性能的评估，动态检测评价指标主要包括车辙仪测量车辙深度的动态测量重复性和动态测量误差。

本实施例对测量参数的采集和测量数据的处理过程均相同，其区别在于室外和室内的车辙模型的建立方式不同。通过增加模块的数量，将实施例一中离散方式的车辙模型改变为高度连续变化的车辙模型，从而能够更加准确地模拟实际的车辙模型，且在车载式车辙仪计算车辙深度时需要采集的数据更多，则本方法对车载式车辙仪的评价侧重点不仅仅在于对车辙值的计算、而更偏重于对真实数据的采集准确度，因此本实施例的性能计量方法能够更准确地评估车载式车辙仪的测量性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种车载式车辙仪的性能计量方法，包括

步骤101，建立室内地面，包括车辙模型放置区域和车辆放置区域；

步骤102，在车辙模型放置区域建立室内静态车辙模型，车载式车辙仪安装至测试车辆，使用车载式车辙仪对静态车辙模型进行车辙深度测量并采集静态测量数据，将静态测量数据与室内静态车辙模型的车辙真值进行比较，得到静态测量误差；

步骤103，选择室外测量道路；

步骤104，在室外测量道路上建立室外动态车辙模型，测试车辆行进并使用车载式车辙仪对动态车辙模型进行车辙深度测量并采集动态测量数据，将动态测量数据与室外动态车辙模型的车辙真值进行比较，得到动态测量误差；

步骤105，根据静态测量误差和动态测量误差评定车载式车辙仪的性能等级。

2.根据权利要求1所述的性能计量方法，其特征在于，步骤102包括：

步骤102a，使用一尺寸为400cm×10cm×3cm的金属板条建立零车辙模型，将该金属板条放置于车载式车辙仪的激光传感器正下方，测量位于车载式车辙仪两端的激光传感器测点之间的长度间距、每两个相邻激光传感器测点之间的长度间距、以及各激光传感器的激光测点的直线度；

步骤102b，分别在每个激光传感器的正下方放置一个量块，使用该激光传感器测量量块的高度并采集数据，计算各激光传感器的静态测量误差，以各激光传感器的静态测量误差中的最大值作为车载式车辙仪的激光传感器静态测量误差。

3.根据权利要求2所述的性能计量方法，其特征在于，所述量块包括高度为5mm、10mm、15mm、20mm、40mm和80mm的量块。

4.根据权利要求2所述的性能计量方法，其特征在于，所述室外测量道路为纵坡度低于1.5％，车辙值低于10mm，平整度低于2.0mm/m，长度长于500m，宽度大于等于3.80m的直线路段。

5.根据权利要求4所述的性能计量方法，其特征在于，步骤104包括：

步骤104a，在距离车辆行进起点至少200m的位置开始设置一组等间距顺序设置的室外动态车辙模型，每组室外动态车辙模型包括至少七个不同类型的室外动态车辙模型，每个室外动态车辙模型由三个处于同一测量道路横断面的第一模块组成，该三个第一模块分别位于该横断面的两端和中间位置；

步骤104b，使用水准仪测量室外动态车辙模型的高程数据，每个车辙模型所在的横断面采样39个点，计算室外动态车辙模型的车辙深度真值；

步骤104c，车辆沿室外测量道路延伸方向行进，使用车载式车辙仪重复测量该组室外动态车辙模型10次、并计算室外动态车辙模型的车辙深度；

步骤104d，根据室外动态车辙模型的车辙真值和测量所得车辙深度，计算车载式车辙仪的动态测量误差；

步骤104e，车辆空载沿室外测量道路延伸方向行进，使用车载式车辙仪测量测量行驶距离，根据车辆行驶距离真值和测量行驶距离，计算纵向测距传感器误差；

步骤104f，增加车辆载客人数，重复步骤104e，载客人数分别为1人、2人和3人。

6.根据权利要求5所述的性能计量方法，其特征在于，

每个室外动态车辙模型的宽度为3.80m；

每个第一模块的长度为500mm±5mm，宽度为600mm±5mm，厚度为0mm至55mm；

每两个相邻室外动态车辙模型的间距为10m；

车辆行进速度为60km/h±5km/h；

车辆行驶距离为500m。

7.根据权利要求1或2所述的性能计量方法，其特征在于，所述车辙模型放置区域的平整度低于2.5mm/m。

8.根据权利要求7所述的性能计量方法，其特征在于，步骤102包括：

步骤102c，以N₁个位于与道路纵向垂直的同一道路横断面的第二模块建立一个高度连续变化的室内静态车辙模型，每两个相邻的第二模块相互接触；

步骤102d，使用激光扫描仪或水准仪测量室内静态车辙模型的高程数据，每个车辙模型所在的横断面等间隔采样N₁个点，计算室内静态车辙模型的车辙深度真值；

步骤102e，使用车载式车辙仪测量并计算该高度连续变化的室内静态车辙模型的车辙深度；

步骤102f，根据室内静态车辙模型的车辙深度真值和测量所得车辙深度，计算车载式车辙仪的静态测量误差；

步骤102g，通过改变第二模块的高度来改变该高度连续变化的室内静态车辙模型的车辙深度水平，重复步骤102c至步骤102f；室内静态车辙模型的车辙深度水平分别为0mm～10mm、10mm～20mm、20mm～30mm、30mm～40mm、40mm～50mm、50mm～60mm六组；

步骤102h，通过改变每个第二模块的高度来改变室内静态车辙模型的车辙类型，重复步骤102c至102g；室内静态车辙模型的车辙类型共有《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008中的七种车辙模型。

9.根据权利要求8所述的性能计量方法，其特征在于，每个高度连续变化的室内静态车辙模型由15至75个第二模块组成，

该第二模块的宽度为5cm至25cm，高度为3cm，平整度小于0.05mm/m，厚度误差在-0.2mm至0.2mm之间；

每个第二模块下方具有三个等距离设置的脚螺旋，用于调整第二模块的水平度和高度。

10.根据权利要求9所述的性能计量方法，其特征在于，所述室外测量道路为纵坡度低于1.5％，车辙值低于10mm，平整度低于2.0mm/m，长度长于500m，宽度大于3.80m的直线路段。

11.根据权利要求10所述的性能计量方法，其特征在于，步骤104包括：

步骤104g，在距离车辆行进起点至少200m的位置开始设置一组等间距顺序设置的高度连续变化的室外动态车辙模型，每组室外动态车辙模型包括至少七个不同类型的室外动态车辙模型，每个室外动态车辙模型由N₂个处于与道路纵向垂直的同一道路横断面的第二模块组成，每两个相邻的第二模块相互接触；

步骤104h，使用激光扫描仪或水准仪测量室外动态车辙模型的高程数据，每个车辙模型所在的横断面等间隔采样N₂个点，计算室外动态车辙模型的车辙深度真值；

步骤104i，车辆沿室外测量道路延伸方向行进，使用车载式车辙仪重复测量该组室外动态车辙模型10次、并计算室外动态车辙模型的车辙深度；

步骤104j，根据室外动态车辙模型的车辙深度真值和测量所得车辙深度，计算车载式车辙仪的动态测量误差；

步骤104k，通过改变第二模块的高度来改变该组室外动态车辙模型的车辙深度水平，重复步骤104g至步骤104j；室外动态车辙模型的车辙深度水平分别为0mm～10mm、10mm～20mm、20mm～30mm、30mm～40mm、40mm～50mm、50mm～60mm六组；

步骤104l，车辆空载沿室外测量道路延伸方向行进，使用车载式车辙仪测量测量行驶距离，根据车辆行驶距离真值和测量行驶距离，计算纵向测距传感器误差；

步骤104m，增加车辆载客人数，重复步骤104l，载客人数分别为1人、2人和3人。

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