基于Excel的船舶傾斜試驗數(shù)據(jù)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(jié)合，利用試驗中移動壓鐵讀到的多組擺錘移動距離數(shù)值，直接剔除不可用點，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。尤其針對大量實驗數(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 數(shù)據(jù)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(chǎn)品中的重要組成部分，性能優(yōu)越，支持較強的數(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)進行組織管理進而繪制出高質(zhì)量的平面圖形和立體圖形，實現(xiàn)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(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)情況下會將數(shù)據(jù)導入Excel中進行簡單計算后自行繪制曲線，剔除不可用的數(shù)據(jù)點，導致工作量巨大，而且難免出現(xiàn)精度不滿足工程要求的問題。該文創(chuàng)造性的通過Excel的回歸分析[1]、數(shù)值擬合等功能直接剔除不可用點，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更改程序結(jié)果。

1 傾斜試驗中的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理量大又繁瑣。為保證測量結(jié)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(shù)求取平均值標注到圖中。當偏離擬合直線超過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。

該文正是基于Excel的回歸分析功能將該試驗中大量的數(shù)據(jù)處理問題簡化，通過基本讀數(shù)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(shù)值，可極大地減輕工作人員的數(shù)據(jù)處理工作量，實現(xiàn)傾斜試驗數(shù)據(jù)分析的“傻瓜”處理。

2 實船數(shù)據(jù)處理與運行結(jié)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(shù)據(jù)。

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

在經(jīng)過Excel程序分析后，會自行得到經(jīng)過線性回歸分析擬合出的直線參數(shù)與直觀圖形表達以及超過誤差限值的壞的數(shù)據(jù)點，即需要剔除的數(shù)據(jù)見圖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算的過程數(shù)據(jù)。

計算過程中其極限偏差數(shù)據(jù)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(jié)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(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，精度高，能夠滿足工程需求。

（1）若實驗的壓鐵組數(shù)量以及擺錘數(shù)量增加，會導致待處理的實驗數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)分析的精準性。

（3）在傾斜實驗過程中，數(shù)據(jù)量越大越能體現(xiàn)出該處理方式的優(yōu)越性。可推廣至多數(shù)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(fā)對水利工程造價編制的優(yōu)化研究[D].華北水利水電大學，2013.