基于Excel的船舶傾斜試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析

王寬+許小穎

摘 要：通過(guò)Excel分析的圖表工具及回歸分析工具，與船舶傾斜試驗(yàn)相結(jié)合，利用試驗(yàn)中移動(dòng)壓鐵讀到的多組擺錘移動(dòng)距離數(shù)值，直接剔除不可用點(diǎn)，得到關(guān)于合理有效的讀數(shù)的擬合曲線。為工程人員提高了工作效率，且回歸誤差小，滿足工程精度需求。尤其針對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理具備高效性和優(yōu)越性，可推廣至多數(shù)船廠及船檢人員的工作中使用。

關(guān)鍵詞：Excel 回歸分析 傾斜試驗(yàn) 數(shù)據(jù)處理

中圖分類號(hào)：U671 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）10（b）-0004-03

Excel作為微軟Office軟件產(chǎn)品中的重要組成部分，性能優(yōu)越，支持較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析、圖表繪制、宏命令、VBA編程[3]及決策支持分析功能。特別是其可單純依據(jù)工作表數(shù)據(jù)進(jìn)行組織管理進(jìn)而繪制出高質(zhì)量的平面圖形和立體圖形，實(shí)現(xiàn)圖、文、表混排。在對(duì)船舶進(jìn)行傾斜實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，需要多次移動(dòng)壓鐵讀到多組擺錘移動(dòng)距離的數(shù)值，技術(shù)人員因此往往要處理大批量的數(shù)據(jù)文件，多數(shù)情況下會(huì)將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel中進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算后自行繪制曲線，剔除不可用的數(shù)據(jù)點(diǎn)，導(dǎo)致工作量巨大，而且難免出現(xiàn)精度不滿足工程要求的問(wèn)題。該文創(chuàng)造性的通過(guò)Excel的回歸分析[1]、數(shù)值擬合等功能直接剔除不可用點(diǎn)，得到關(guān)于合理有效的讀數(shù)的擬合曲線，且可隨工程精度要求隨時(shí)更改程序結(jié)果。

1 傾斜試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)來(lái)源

船舶傾斜試驗(yàn)的目的是確定空船的重量及重心位置[2]。試驗(yàn)重量一般應(yīng)布置成移動(dòng)力矩相近的六組，但實(shí)際中限于條件等原因，通常只采用四組，壓鐵重量移動(dòng)按圖1所示順序進(jìn)行。

其中，為試驗(yàn)移動(dòng)重量位置；

試驗(yàn)中利用擺錘測(cè)量法，一般設(shè)置為3個(gè)，分別為船首中尾3個(gè)位置。每個(gè)擺錘每次移動(dòng)都需讀取左右兩個(gè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理量大又繁瑣。為保證測(cè)量結(jié)果的正確性，還需要進(jìn)行誤差檢查和限值設(shè)定。也就是說(shuō)，要將每次移動(dòng)重量后的讀數(shù)求取平均值標(biāo)注到圖中。當(dāng)偏離擬合直線超過(guò)4%（此數(shù)據(jù)為該船廠要求）需分析原因并判定是否需要部分或全部重做試驗(yàn)。

該文正是基于Excel的回歸分析功能將該試驗(yàn)中大量的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題簡(jiǎn)化，通過(guò)基本讀數(shù)的錄入，直接得到擬合直線以及試驗(yàn)中需要剔除的超過(guò)誤差限值的數(shù)值，可極大地減輕工作人員的數(shù)據(jù)處理工作量，實(shí)現(xiàn)傾斜試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的“傻瓜”處理。

2 實(shí)船數(shù)據(jù)處理與運(yùn)行結(jié)果

以某實(shí)船的傾斜實(shí)驗(yàn)其中一個(gè)擺錘為例，每次移動(dòng)重量后會(huì)得到如圖2所示的數(shù)據(jù)。

其中，C（1、2、18、19）、I1、C（5-14）-K（5-14）為參與實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)人員所需填寫(xiě)的數(shù)據(jù)，均直接從試驗(yàn)中讀取，其余數(shù)據(jù)程序自行運(yùn)算。

在經(jīng)過(guò)Excel程序分析后，會(huì)自行得到經(jīng)過(guò)線性回歸分析擬合出的直線參數(shù)與直觀圖形表達(dá)以及超過(guò)誤差限值的壞的數(shù)據(jù)點(diǎn)，即需要剔除的數(shù)據(jù)見(jiàn)圖3。

其中，L列為數(shù)據(jù)處理的直觀結(jié)論，其余部分仍為程序自行運(yùn)算的過(guò)程數(shù)據(jù)。

計(jì)算過(guò)程中其極限偏差數(shù)據(jù)見(jiàn)圖4，誤差限值取為±4%，可剔除的點(diǎn)非常明顯，對(duì)應(yīng)圖3。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)利用Excel分析的圖表工具及回歸分析工具，可以進(jìn)行船舶傾斜試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，得到數(shù)值擬合直線，直觀剔除不可靠數(shù)據(jù)點(diǎn)，精度高，能夠滿足工程需求。

（1）若實(shí)驗(yàn)的壓鐵組數(shù)量以及擺錘數(shù)量增加，會(huì)導(dǎo)致待處理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)成倍增加，而程序運(yùn)行仍然只需要幾秒的時(shí)間即可完成，相對(duì)于人工處理方式，極大提高了工作效率。

（2）該方法實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的自動(dòng)處理功能，減少了人為因素可能引起的計(jì)算錯(cuò)誤，提高了數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)性。

（3）在傾斜實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，數(shù)據(jù)量越大越能體現(xiàn)出該處理方式的優(yōu)越性?？赏茝V至多數(shù)船廠及船檢人員中使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 邢漢承.計(jì)算機(jī)應(yīng)用中級(jí)教程[M].東南大學(xué)出版社，1996.

[2] 盛振邦，劉應(yīng)忠.船舶原理（上）[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2003：72-78.

[3] 郭靜.Excel2007二次開(kāi)發(fā)對(duì)水利工程造價(jià)編制的優(yōu)化研究[D].華北水利水電大學(xué)，2013.