基于Excel的船舶倾斜试验数据的自动分析

王宽+许小颖

摘 要：通过Excel分析的图表工具及回归分析工具，与船舶倾斜试验相结合，利用试验中移动压铁读到的多组摆锤移动距离数值，直接剔除不可用点，得到关于合理有效的读数的拟合曲线。为工程人员提高了工作效率，且回归误差小，满足工程精度需求。尤其针对大量实验数据的处理具备高效性和优越性，可推广至多数船厂及船检人员的工作中使用。

关键词：Excel 回归分析 倾斜试验 数据处理

中图分类号：U671 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（b）-0004-03

Excel作為微软Office软件产品中的重要组成部分，性能优越，支持较强的数据分析、图表绘制、宏命令、VBA编程[3]及决策支持分析功能。特别是其可单纯依据工作表数据进行组织管理进而绘制出高质量的平面图形和立体图形，实现图、文、表混排。在对船舶进行倾斜实验的过程中，需要多次移动压铁读到多组摆锤移动距离的数值，技术人员因此往往要处理大批量的数据文件，多数情况下会将数据导入Excel中进行简单计算后自行绘制曲线，剔除不可用的数据点，导致工作量巨大，而且难免出现精度不满足工程要求的问题。该文创造性的通过Excel的回归分析[1]、数值拟合等功能直接剔除不可用点，得到关于合理有效的读数的拟合曲线，且可随工程精度要求随时更改程序结果。

1 倾斜试验中的数据来源

船舶倾斜试验的目的是确定空船的重量及重心位置[2]。试验重量一般应布置成移动力矩相近的六组，但实际中限于条件等原因，通常只采用四组，压铁重量移动按图1所示顺序进行。

其中，为试验移动重量位置；

试验中利用摆锤测量法，一般设置为3个，分别为船首中尾3个位置。每个摆锤每次移动都需读取左右两个数据，数据处理量大又繁琐。为保证测量结果的正确性，还需要进行误差检查和限值设定。也就是说，要将每次移动重量后的读数求取平均值标注到图中。当偏离拟合直线超过4%（此数据为该船厂要求）需分析原因并判定是否需要部分或全部重做试验。

该文正是基于Excel的回归分析功能将该试验中大量的数据处理问题简化，通过基本读数的录入，直接得到拟合直线以及试验中需要剔除的超过误差限值的数值，可极大地减轻工作人员的数据处理工作量，实现倾斜试验数据分析的“傻瓜”处理。

2 实船数据处理与运行结果

以某实船的倾斜实验其中一个摆锤为例，每次移动重量后会得到如图2所示的数据。

其中，C（1、2、18、19）、I1、C（5-14）-K（5-14）为参与实验的现场人员所需填写的数据，均直接从试验中读取，其余数据程序自行运算。

在经过Excel程序分析后，会自行得到经过线性回归分析拟合出的直线参数与直观图形表达以及超过误差限值的坏的数据点，即需要剔除的数据见图3。

其中，L列为数据处理的直观结论，其余部分仍为程序自行运算的过程数据。

计算过程中其极限偏差数据见图4，误差限值取为±4%，可剔除的点非常明显，对应图3。

3 结语

通过利用Excel分析的图表工具及回归分析工具，可以进行船舶倾斜试验的数据分析，得到数值拟合直线，直观剔除不可靠数据点，精度高，能够满足工程需求。

（1）若实验的压铁组数量以及摆锤数量增加，会导致待处理的实验数据成倍增加，而程序运行仍然只需要几秒的时间即可完成，相对于人工处理方式，极大提高了工作效率。

（2）该方法实现了计算机的自动处理功能，减少了人为因素可能引起的计算错误，提高了数据分析的精准性。

（3）在倾斜实验过程中，数据量越大越能体现出该处理方式的优越性。可推广至多数船厂及船检人员中使用。

参考文献

[1] 邢汉承.计算机应用中级教程[M].东南大学出版社，1996.

[2] 盛振邦，刘应忠.船舶原理（上）[M].上海：上海交通大学出版社，2003：72-78.

[3] 郭静.Excel2007二次开发对水利工程造价编制的优化研究[D].华北水利水电大学，2013.