基于Excel的船舶傾斜試驗數據的自動分析

王寬+許小穎

摘 要：通過Excel分析的圖表工具及回歸分析工具，與船舶傾斜試驗相結合，利用試驗中移動壓鐵讀到的多組擺錘移動距離數值，直接剔除不可用點，得到關于合理有效的讀數的擬合曲線。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。尤其針對大量實驗數據的處理具備高效性和優越性，可推廣至多數船廠及船檢人員的工作中使用。

關鍵詞：Excel 回歸分析 傾斜試驗 數據處理

中圖分類號：U671 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（b）-0004-03

Excel作為微軟Office軟件產品中的重要組成部分，性能優越，支持較強的數據分析、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工作表數據進行組織管理進而繪制出高質量的平面圖形和立體圖形，實現圖、文、表混排。在對船舶進行傾斜實驗的過程中，需要多次移動壓鐵讀到多組擺錘移動距離的數值，技術人員因此往往要處理大批量的數據文件，多數情況下會將數據導入Excel中進行簡單計算后自行繪制曲線，剔除不可用的數據點，導致工作量巨大，而且難免出現精度不滿足工程要求的問題。該文創造性的通過Excel的回歸分析[1]、數值擬合等功能直接剔除不可用點，得到關于合理有效的讀數的擬合曲線，且可隨工程精度要求隨時更改程序結果。

1 傾斜試驗中的數據來源

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

其中，為試驗移動重量位置；

試驗中利用擺錘測量法，一般設置為3個，分別為船首中尾3個位置。每個擺錘每次移動都需讀取左右兩個數據，數據處理量大又繁瑣。為保證測量結果的正確性，還需要進行誤差檢查和限值設定。也就是說，要將每次移動重量后的讀數求取平均值標注到圖中。當偏離擬合直線超過4%（此數據為該船廠要求）需分析原因并判定是否需要部分或全部重做試驗。

該文正是基于Excel的回歸分析功能將該試驗中大量的數據處理問題簡化，通過基本讀數的錄入，直接得到擬合直線以及試驗中需要剔除的超過誤差限值的數值，可極大地減輕工作人員的數據處理工作量，實現傾斜試驗數據分析的“傻瓜”處理。

2 實船數據處理與運行結果

以某實船的傾斜實驗其中一個擺錘為例，每次移動重量后會得到如圖2所示的數據。

其中，C（1、2、18、19）、I1、C（5-14）-K（5-14）為參與實驗的現場人員所需填寫的數據，均直接從試驗中讀取，其余數據程序自行運算。

在經過Excel程序分析后，會自行得到經過線性回歸分析擬合出的直線參數與直觀圖形表達以及超過誤差限值的壞的數據點，即需要剔除的數據見圖3。

其中，L列為數據處理的直觀結論，其余部分仍為程序自行運算的過程數據。

計算過程中其極限偏差數據見圖4，誤差限值取為±4%，可剔除的點非常明顯，對應圖3。

3 結語

通過利用Excel分析的圖表工具及回歸分析工具，可以進行船舶傾斜試驗的數據分析，得到數值擬合直線，直觀剔除不可靠數據點，精度高，能夠滿足工程需求。

（1）若實驗的壓鐵組數量以及擺錘數量增加，會導致待處理的實驗數據成倍增加，而程序運行仍然只需要幾秒的時間即可完成，相對于人工處理方式，極大提高了工作效率。

（2）該方法實現了計算機的自動處理功能，減少了人為因素可能引起的計算錯誤，提高了數據分析的精準性。

（3）在傾斜實驗過程中，數據量越大越能體現出該處理方式的優越性。可推廣至多數船廠及船檢人員中使用。

參考文獻

[1] 邢漢承.計算機應用中級教程[M].東南大學出版社，1996.

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

[3] 郭靜.Excel2007二次開發對水利工程造價編制的優化研究[D].華北水利水電大學，2013.