机械振动 道路路面谱 测量数据的报告 编制说明

1《机械振动道路路面谱测量数据的报告》（征求意见稿）编制说明一、工作简况1、任务来源本国家标准《机械振动道路路面谱测量数据的报告》制定项目，由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会（SAC/TC53）提出并归口。该项目于2023年12月向国家标准委正式提出立项申请，于2024年1月列入国家标准化管理委员会制修订项目计划，项目计划编号为20233634-T-469。2、协作单位本标准起草单位：郑州机械研究所有限公司、上海理工大学、华电电力科学研究院有限公司、中路高科交通检测检验认证有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所、中国人民解放军陆军装甲兵学院、中铁十九局集团有限公司、北京机械工业自动化研究所有限公司等。3、主要工作过程2023年4月全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会（简称全标委）确定郑州机械研究所有限公司作为本标准的负责起草单位。负责起草单位安排全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会委员马卫平担任本标准的主要起草人，成立起草组。起草组在2023年6月组织翻译了国际标准ISO8608：2016《机械振动道路路面谱测量数据的报告》，在译文的基础上经过修改完成了标准草案的编制工作；2023年7月将标准标准草案发送到起草组内，并汇总起草组意见，于2024年10月完成标准的立项草案。后经起草组内部检查、反复修改，于2024年6月形成本标准征求意见稿。4、标准主要起草人及其所做的工作本标准的主要起草人有郑州机械研究所有限公司的马卫平、豆丽莎和慎政，上海理工大学的郑松林，华电电力科学研究院有限公司的黄海舟、邴汉昆，中路高科交通检测检验认证有限公司的宿健、毛利建、孙攀，中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所孙成龙，中国人民解放军陆军装甲兵学院的冯辅周，中铁十九局集团有限公司的刘国强，北京机械工业自动化研究所有限公司的刘增元等。起草工作组成立后，按照分工，郑州机械研究所有限公司马卫平和豆丽莎于2023年5月完成了该国家标准对应的ISO8608：2016的英文翻译工作并形成翻译初稿，慎政、黄海舟、邴汉昆、郑松林、宿健、毛利建、孙攀、孙成龙、冯辅周、刘国强、刘增元对翻译初稿进行了审核修订形成征求意见初稿，起草组成员对初稿进行了形式审查和进一步讨论修改，经多次修改完善，形成本标准的征求意见稿。最后马卫平和豆丽莎对整个标准文本以及征求意见表、编制说明等做了审查、修改和定稿。二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容及新旧国家标准的比较1、国家标准编制原则21）本标准采用翻译法等同采用ISO8608：2016。2）本标准制订按照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》和GB/T1.2—2020《标准化工作导则第2部分：以ISO/IEC标准化文件为基础的标准化文件起草规则》的要求进行。2、确定国家标准主要内容根据ISO8608：2016标准内容确定本标准主要内容。本文件规定了测量垂直路谱数据报告的统一方法，该方法适用于单轮辙或多轮辙路谱测量。适用于公路、街道、高速公路和越野路的垂直路谱数据测量报告,不适用于铁路。不包括测量、数据处理设备及其方法。本文件介绍了单轮辙数据和多轮辙数据两种路谱报告形式，概述了路谱的两种描述方法，指出报告应包含一个或更多的曲线图表和通用信息。附录中给出了一个两轮辙报告的示例，介绍了路谱特征与功率谱密度的拟合方法，提供了利用统计参数描述路谱的一般指南，描述了评估功率谱密度的处理方法并考虑到了道路路面谱测量数据报告中的统计精度问题。3、新旧国家标准的比较本文件代替GB/T7031-2005《机械振动道路路面谱测量数据报告》。与GB/T7031－2005相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：——将“本标准”改为“本文件”（见全文）；——将“下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准”更改为“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。”（见第2章，2005版的第2章）；——删除了“ISO2041：1994振动和冲击术语”和“IEC1260:1995电声学等百分比带宽滤波器”（见GB/T7031-2005的第2章）；——增加了“ISO61260-1电声学等百分比带宽滤波器—第1部分：规格”（见第2章——删除了“用m-1表示”（见GB/T7031-2005的3.1）；——增加了“注：空间频率以m-1表示。”（见3.1）；——将3.2正文中“对于单边谱，在X—Y线性坐标下功率谱密度函数的积分值应该等于原信号在其频率分布范围内的方差(σ2）。若仅统计0~∞频率范围内的谱，由于谱的对称性，则谱值乘2”更改为注释（见3.2，GB/T7031-2005的3.2）；——将3.6正文中“在进一步处理PSD原始值之前，必须进行褪色处理。即，用测量得到的PSD除以测量系统传递函数模的平方”更改为注释（见3.6，GB/T7031-2005的3.6）；3——删除了“本标准符号”（见GB/T7031-2005的第4章）；——删除了第4章表1中的“轮辙宽度δ”（见GB/T7031-2005的第4章表1）；——将第4章表1中符号“y2”更改为“γ2”（见第4章表1，GB/T7031-2005的第4章表1）；——增加了四级标题“5.1.1.1概述”，本章后续标题序号依次改变（见5.1.1）；——增加了四级标题“5.1.1.4两种报告形式的关系”，“（见5.1.1.2和5.1.1.3）”和“公式（1）和（2）”（见5.1.1.4）；——增加了“被测表面取决于测量设备，具有一定的平滑效果。应报告这种设备（见注4和5.3.5.2.1）”（见5.1.1.5）；——删除了注释4中“路面测量数据的准确性决定于测量设备，该设备应具有一定的数据平滑功能。设备特性应在报告中体现（见5.3.4.2.1）”（见GB/T7031-2005的5.1.1.3）；——增加了“对于其余的频率范围”和“INT为整数函数”（见5.1.2）；——删除了“从中心频率为0.2806m-1”（见GB/T7031-2005的5.1.2——增加了三级标题“5.3.1概述”，本章后续标题序号依次改变（见5.3）；——将“实例见参考文献[13]”更改为“实例见ISO22476-1，ISO22476-3，参考文献[18]”（见5.3.5.3.2，GB/T7031-2005的5.3.4.3.2）；——调整了表2的排布，表格的注释调整到表格内最后位置（见表2，GB/T7031-2005的表2——增加了一级标题“A.1概述”，附录A后续标题序号依次改变（见A.1）；——将“其中，照片省略”更改为“其中，测量系统说明和照片省略”（见A.1，GB/T7031-2005的附录A）；——删除了“注2：图A.2与图A.4中使用两个框来描述路谱（见附录B），这并不必须，但推荐使用。注3：数据图表的格式是非标准化的。”（见GB/T7031-2005的附录A）；——增加了图A.1，后续附图的序号依次改变（见图A.1）；——增加了“图A.3和A.5的一般特征和倍频程特征在表A.1中给出”和表1（见A.5——增加了图A.2至图A.5的标引符号说明和注释（见图A.2至A.5）；——删除了图A.3和图A.5标题中的“特征化见附录B”（见GB/T7031-2005的A.2和A.4——增加了一级标题“B.1概述”，附录B后续标题序号依次改变（见B.1）；——增加了“本附录中使用的符号”和表B.1的注释（见B.2——增加了“空间频率n和角空间频率Ω”（见B.4）；——表B.2的排布进行了修改，表格的注释调整到表格内最后位置（见表B.2，GB/T7031-2005的表B.2）；——增加了一级标题“C.1概述”，附录C后续标题序号依次改变（见C.1）；4——增加了“假设拟合PSD的指数为w=2，因此速度PSD是常数”（见C.1——增加了“本附录中使用的符号见表C.1。”（见C.2）；——删除了表C.1中的“轴距L和波长λ”（见GB/T7031-2005的表C.1）；——调整了表C.1中的“v、w和Δt”（见表C.1，GB/T7031-2005的表C.1）；——增加了图C.1和图C.2的标引符号说明（见图C.1和图C.2——增加了图C.2标题中的“A级至H级”（见图C.2）；——增加了“当在公式（C.5）中”和“拟合功率谱密度的指数为w=2(见附录B)，则速度功率谱密度为常数，如式(C.6)和(C.7)所示”（见C.4）；——增加了二级标题“C6.1概述”，后续标题序号依次改变（见C.6.1）；——增加了C6.4注释中“在未铺设路面的情况下，前轮的通过可能修改轨迹路谱，使得后轮的路谱不一定与前轮的路谱相同。”（见C.6.4）；——删除了C6.4注释中“非铺装路面，前轮的通过可能改变轮辙表面，因此下一个车轮通过的轮辙未必与前轮相同”（见GB/T7031-2005的附录C.5.3）——调整了表C.2、表C.3和表C.4的排布，表格的注释调整到表格内部（见表C.2、表C.3和表C.4，GB/T7031-2005的表C.2、表C.3和表C.4）；——增加了“本附录所用符号见表D.1”（见D.2）；——增加了表D.1中的“进行FFT计算的块的大小”（见表D.1）；——删除了“进行FFT计算的一个计算块的长度，单位为米（m其他符号在表D.1中定义”（见GB/T7031-2005的D.6.1）；——将“L”更改为“块大小（记录长度）L,,”（见D.6.1，GB/T7031-2005的D.6.1）；——将“有关统计误差的更多完整的解释见参考文献[7]”更改为注释“有关统计误差的更多完整的解释见参考文献[10]”（见D.6.1，GB/T7031-2005的D.6.1）；——增加了三级标题“D.6.2.1概述”，后续标题序号依次改变（见D.6.2.1）；——将“er=(Be·L)一1/2”更改为“公式（D.2）”（见D.6.2.3，GB/T7031-2005的D.6.2.2——将“在D.6.1中给出公式中”更改为“公式（D.1）”（见D.6.3，GB/T7031-2005的D.6.3——增加了图D.1和图D.2的标引符号说明（见图D.1和图D.2）；——删除了图D.1和图D.2的横纵坐标的文字描述（见GB/T7031-2005的图D.1和图D.2）；——将“图D.2给出了正则化标准误差、频率分辨率、块长度和总信号长度之间的关系”更改为“图D.2给出了正则化标准误差（随机误差）、偏度误差与频率分辨率的关系”（见D.7.2，GB/T7031-2005的D.7.2）；——增加了表D.2中“注2：对于情况1至8，随机误差和偏度误差如图D.2所示”（见表D.2——增加了公式的编号（见全文）；5——增加了部分参考文献（见参考文献[1][4][5][6][7][8][9][12][13][14][15][16][17]——删除了部分参考文献（见GB/T7031-2005的参考文献[2][5][6][8][9][10][11][12]）；——更新了参考文献[7]的年份（见参考文献[10]，GB/T7031-2005的参考文献[7]）。三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果道路路面谱，简称路谱，指的是路面不平度的功率谱密度曲线。路面不平度指的是道路表面对于理想平面的偏离，影响着车辆动力性、行驶质量和路面动力载荷三者的数值特征。路面不平度有长波、短波和粗糙纹理三种类型，长波会引起车辆的低频振动，短波会引起车辆的高频振动，而粗糙纹理则会引起轮胎的行驶噪音。在实际的工程应用中，由于目前没有形成比较完整的道路谱数据库，因此在很多设计开发试验中，使用的道路模型都是虚拟生成的。道路路面谱提供了一种基于实际路况的汽车试验方法，使得试验结果更加接近真实的驾驶环境。这种方法对于试验开发有着重要的意义，使得能够在设计初期就可以考虑到各种可能的驾驶环境，从而优化设计，提高车辆的性能和耐久性。由于应用的需要路面谱方面的研究很多，鉴于路谱的采集与测量需要标准的数据报告形式实现规范化，国际化标准组织在1995年已颁布ISO8608:1995正式标准《机械振动道路路面谱测量数据的报告》，是关于规定测量垂直路谱数据报告的一项重要基础标准。2016年国际化标准组织颁布了该标准的修订版本ISO8608：2016《机械振动道路路面谱测量数据的报告》。国际标准ISO8608：2016规定了测量垂直路谱数据报告的统一方法，适用于公路、街道、高速公路和越野路的垂直路谱数据测量报告,不适用于铁路。本标准修订实施后，可便于编辑和比较各种路面垂直路谱的测量数据，对编写道路路面谱的测量报告具有重要的指导意义，有必要尽快对该国际标准进行消化吸