T/JSJTQX 86-2026 路面工程多传感冗余变量摊铺控制系统应用技术指南

ICS93.080.01

CCSP66

团体标准

T/JSJTQX86—2026

路面工程多传感冗余变量摊铺

控制系统应用技术指南

Technicalguidelinesformulti-sensorredundantvariablepavingcontrol

systeminpavementengineering

2026-03-01发布2026-04-01实施

江苏省交通企业协会发布

T/JSJTQX86－2026

目  次

前  言..................................................................................................................................................................III

1范围......................................................................................................................................................................4

2规范性引用文件.................................................................................................................................................4

3术语和定义.........................................................................................................................................................4

4缩略语..................................................................................................................................................................5

5基本规定.............................................................................................................................................................6

6系统硬件.............................................................................................................................................................7

6.1摊铺机......................................................................................................................................................7

6.2平衡梁及其内置传感器..........................................................................................................................7

6.3其他传感器..............................................................................................................................................7

7多传感器冗余设计...........................................................................................................................................10

7.1一般要求................................................................................................................................................10

7.2冗余设计................................................................................................................................................10

8建模....................................................................................................................................................................11

8.1坐标系与参考基准................................................................................................................................11

8.2传感器数据预处理................................................................................................................................11

8.3几何关系转换预处理............................................................................................................................11

8.4多传感器数据时空对齐........................................................................................................................12

8.5关键参数动态计算................................................................................................................................12

8.6控制算法实现........................................................................................................................................12

9施工....................................................................................................................................................................13

9.1施工准备................................................................................................................................................13

9.2摊铺作业................................................................................................................................................13

9.3变量施工质量控制检验........................................................................................................................14

附录A（资料性）数据融合中的冗余处理.............................................................................................16

附录B（资料性）关键冗余整合计算.....................................................................................................17

附录C（资料性）横坡传感器冗余配置方法.........................................................................................18

附录D（资料性）GNSS+IMU传感器数据预处理方法.......................................................................20

I

T/JSJTQX86－2026

附录E（资料性）平衡梁双轴倾角传感器数据预处理方法.................................................................21

附录F（资料性）熨平板横坡传感器数据预处理方法.........................................................................22

附录G（资料性）车身姿态传感器数据预处理方法.............................................................................23

附录H（资料性）高程控制环算法实现.................................................................................................24

附录I（资料性）横坡控制环算法实现.................................................................................................25

附录J（资料性）360°环视摄像头控制算法实现...............................................................................26

附录K（资料性）红外热成像摄像头控制算法实现.............................................................................27

II

T/JSJTQX86－2026

前  言

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：江苏镇江路桥工程有限公司、江苏省交通技师学院、四川公路桥梁建设集团有限公

司、天津仁爱学院、江苏现代蜀宁工程建设有限公司、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、江苏虹一工程建设有限公司、无锡市航道工程有限公司、

中交二公局第三工程有限公司、徐州祥发建设有限公司、中交第三航务工程局有限公司南京分公司、江苏

常鑫路桥工程有限公司、无锡市市政设施建设工程有限公司。

本文件主要起草人：蔡爱林、严承俊、吴昀、王晖、吕泰达、王杜彬、刘海峰、毛安静、施亮、马天

玉、徐善常、杜爱军、金春霞、欧定福、李岩、孔兵兵、裴涛、孙达、邹文军、陈茂枝、张建伟、陈军、

潘文川、杨锦涛、吴周洲、江涛、黄佳钰、窦传刚、潘阳、李鹏、刘金涛、王以青、王毅、崔朝铜、靳波、

杨建勇、杨祥兵、张雷、吴琼、许强华、陈奎光、赵海均、彭伟、龚博、胡小柱、路星、曹恒辉、詹其伟、

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。

III

T/JSJTQX86－2026

路面工程多传感冗余变量摊铺控制系统应用技术指南

1范围

本文件规定了路面工程多传感冗余变量摊铺控制系统的系统组成、多传感器冗余设计、建模、施工

等内容。

本文件适用于公路路面多传感冗余变量摊铺施工系统设计与施工控制。

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/T28181公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求

GBT28589地理信息定位服务

JJF2015单轴倾角传感器校准规范

JTG/TF20公路路面基层施工技术细则

JTGF40公路沥青路面施工技术规范

JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程

SJ∕T11588BDS/GPS射频与基带一体化模块性能要求与测试方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

多传感冗余multisensorredundancy

在系统中配置多个同类或不同类传感器以实现数据相互校验、故障检测与容错的技术设计。

注：多传感冗余核心目标是通过冗余配置提升系统的可靠性、安全性和数据准确性，避免单一传感器失效导致的系

统故障。

通过部署双路或多路传感器等多个传感器，利用信号间预设的线性关系、多数表决逻辑等进行交叉验证，当信号不

满足该关系时，则判定存在故障。

冗余传感器可分为同构冗余和异构冗余。同构冗余是指多个相同型号和类型的传感器，异构冗余是指不同型号的传

感器实现同一功能，以减少共同缺陷风险，如摄像头与激光雷达融合，以抵消软件冗余中的N版编程误差。

当某个传感器数据异常时，系统通过对比冗余数据（如差值绝对值、置信度排序）识别失效传感器，并将其数据清

零或隔离，再基于剩余有效数据重新计算输出。例如，惯性测量系统中通过投影值与输出值的偏差分析，定位并排除故

障传感器。

冗余设计能显著降低整体故障概率。如，三重模块化冗余（TMR）需三个组件同时失效才导致系统故障，而独立传

感器的失效概率相乘后极低。

3.2

主传感器mainsensor

4

T/JSJTQX86－2026

系统中承担核心测量任务的传感器，其数据直接用于生成摊铺厚度、高程、横坡调整等关键参数的

控制指令。

注：主传感器通常具备高精度、高实时性的特点，是系统正常工作的基础，主传感器的作用：

（1）直接控制：主传感器数据经处理后直接驱动执行机构（如液压缸、螺旋布料器）。

（2）基准参考：为冗余传感器提供校准基准，确保多传感器数据一致性。

（3）性能瓶颈：系统整体精度受主传感器精度限制（如GNSS精度±2mm，则摊铺层厚度控制精度难以优于±2mm）。

3.3

冗余传感器redundantsensors

系统中用于替代或补充主传感器的传感器。

注：冗余传感器的作用为（1）起到故障容错的作用。当主传感器失效时，冗余传感器接管控制，避免施工中断；

（2）起到精度提升的作用。通过多传感器数据融合，消除主传感器的系统误差（如GNSS高程受对流层延迟影响）；3）

起到状态监测的作用。监测主传感器健康状态（如噪声水平、信号强度），触发预警或切换。

3.4

重采样resampling

改变数据采样率的过程，包括升采样和降采样。升采样是通过插值提高数据频率，降采样指通过抽

取或平均降低数据频率。

3.5

变量摊铺variablepaving

沥青路面摊铺中，通过多个（种）传感器实时采集路面高程、横坡、松铺厚度、温度、压实度等状

态参数，利用控制算法动态调整摊铺机熨平板高度、侧倾角度、摊铺速度、螺旋布料器转速等工作参数，

实现路面几何形状和材料分布的精准控制。

3.6

比例项主导proportionaltermdominates

在PID控制中，比例项主导指比例环节（P）的增益系数（Kp）远大于积分（Ki）和微分（Kd）环节

的增益，使得系统响应主要由比例项决定。

注：比例项主导的核心目的是：（1）快速消除静态误差。比例项直接放大当前误差信号，使执行机构（如液压缸）

迅速动作；（2）抑制动态超调。通过高比例增益抑制系统因惯性或延迟产生的振荡；（3）简化调参过程。在横坡控制

中，比例项主导可减少对积分、微分参数的精细调整需求。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

BDS：北斗卫星导航系统（beidounavigationsatellitesystem）

CAN：控制器局域网总线（ControllerAreaNetwork）

GNSS：全球卫星导航系统（globalnavigationsatellitesystem）

HDMI：高清多媒体接口（HighDefinitionMultimediaInterface）

NMEA：美国国家海洋电子协会（NationalMarineElectronicsAssociation）

5

T/JSJTQX86－2026

NUC：非均匀性矫正（Non-UniformityCorrection）

PID：比例、积分和微分进行控制的控制系统（ProportionalIntegralDerivative）

Pitch：车身绕垂直方向的倾斜角度（俯仰角）

PLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）

RMS：均方根值（RootMeanSquareValue）

Roll：车身绕行驶方向的倾斜角度（横滚角）

SDI：串行数字接口(SerialDigitalInterface)

Yaw：车身绕垂直轴的旋转角度（航向角）

5基本规定

5.1多传感冗余变量摊铺控制系统包括硬件和软件两个部分。

5.2多传感冗余变量摊铺控制系统硬件以摊铺机为载体，包含平衡梁和多种传感器，传感器的安装位

置宜按图1布设。

标引序号说明：

1——北斗定位天线（内置IMU单元）；

2——360°环视摄像头；

3——红外热成像摄像头；

4——车载显示终端；

5——超声波探头×3；

6——控制手柄；

7——温度传感器；

8——双轴倾角传感器；

9——横坡传感器；

10——MC控制器；

11——车身姿态传感器；

12——无人机航测。

图1多传感冗余变量摊铺控制系统硬件安装示意图

6

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5.3多传感冗余变量摊铺控制系统软件包含冗余设计软件和测量建模软件，应根据施工路段具体技术

要求进行冗余设计和建模。

5.4多传感冗余变量摊铺控制系统中所用传感器防护等级宜在IP67以上，与熨平板或沥青混合料直接

接触的传感器应能承受250℃高温，其它传感器工作温度宜为-20℃～80℃内。

6系统硬件

6.1摊铺机

6.1.1应具备高精度液压控制系统，液压系统应响应迅速、能接收毫米级的实时调控指令。

6.1.2支持CAN总线通信与开放数据协议，能与多传感器实时交换位置、姿态、速度、工作状态等信息。

6.1.3应预留传感器安装接口，并具备自行供电能力。

6.1.4摊铺机熨平板应具备自动调平功能，应能全依靠数字模型和传感器反馈自动调平。

6.1.5应具有良好的行驶平稳性与姿态稳定性。

6.2平衡梁及其内置传感器

6.2.1平衡梁应安装在摊铺机两侧，且应与熨平板方向保持垂直。

6.2.2应采用非接触式平衡梁，非接触式平衡梁分为激光平衡梁和超声波平衡梁。

6.2.3激光平衡梁及传感器应满足以下要求：

a)探头数量不少于36束，单探头检测范围不少于250mm，探头检测频率大于100Hz，响应时间小于

1ms；

b)多探头同时工作时，系统自动剔除凹凸不平的异常值，仅采用3个最接近实际值的测量结果取

平均值，确保基准面摊铺稳定性；

c)单探头检测距离应在5cm以上，距离测量误差应在±1.5mm内，支持对下承层表面凹凸度的实时

监测，整体摊铺平整度误差应满足JTG/TF20、JTGF40、JTGF80/1的要求；

d)采用数字化控制系统，支持与摊铺机电控系统无缝对接，适配国内外主流品牌摊铺机；

e)具备故障自诊断、工作状态指示、传感器异常报警等功能，适应变坡、匝道等复杂工况；

f)内置温度补偿传感器，消除环境温度对测量精度的影响。

6.2.4超声波平衡梁及传感器满足以下要求：

a)超声波传感器测距误差应控制±1.5mm内，整体摊铺平整度误差应满足JTG/TF20、JTGF40、

JTGF80/1的要求；

b)采用多探头综合测量技术，通过“剔除最大值、最小值后取平均值”算法，消除单点干扰，保

证基准面稳定性；

c)每个传感器模块应含独立发射/接收单元，宜集成温度补偿探头，温度影响误差应控制在±

0.5mm内；

d)传感器采样频率应不小于100Hz，响应时间小于1ms，宜在动态摊铺过程中数据实时更新，摊铺

机行进速度3m～5m/min时应无延迟；

e)系统应支持1～10级灵敏度设置，油缸升降响应时间不大于0.5s；

f)应保证摊铺厚度在±1mm误差内不触发油缸调整，无过度修正；

g)避免摊铺机发动机、振捣系统对信号的干扰，通讯故障率不大于0.1%/h。

6.3其他传感器

6.3.1至少应