采用Excel構(gòu)建鐵路混凝土抗壓試驗(yàn)資料系統(tǒng)

丘仕鈞，顧春霞，曹雪峰

（中鐵十六局石武客專項(xiàng)目部二分部，信陽(yáng)414632）

當(dāng)前，鐵路系統(tǒng)發(fā)展迅猛，混凝土抗壓配套試驗(yàn)資料所用軟件卻仍存在很大空白。試驗(yàn)資料中，涉及混凝土試驗(yàn)報(bào)告資料的整合最具代表性，又最為繁重。人工制作混凝土臺(tái)帳、報(bào)告工作繁瑣，流程銜接上存在很多漏洞，難以保證準(zhǔn)確性，尤其在施工高峰期這個(gè)問(wèn)題顯得更為突出。

研究人員理論結(jié)合實(shí)際，不斷摸索，借助計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大運(yùn)算能力和編程性能，采用Excel軟件開發(fā)設(shè)計(jì)出一套鐵路混凝土抗壓試驗(yàn)資料系統(tǒng)，具有科學(xué)性，系統(tǒng)性，智能化，不但使用方便，節(jié)約資金，便于管理，而且節(jié)約了人力，提高了工作效率。

1 Excel在系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.1 Excel在系統(tǒng)中主要實(shí)現(xiàn)功能

1.1.1 系統(tǒng)總體功能

（1）高效性。只需對(duì)《輸入》工作表進(jìn)行編輯，《臺(tái)帳》和《報(bào)告》工作表自動(dòng)完成。

（2）科學(xué)性?！对嚰_(tái)帳》、《輸入》、《臺(tái)帳》、《報(bào)告》工作表分離，更加清楚好用。

（3）獨(dú)立性。無(wú)《試件臺(tái)帳》時(shí)，也可以直接對(duì)《輸入》工作表進(jìn)行各種操作。

（4）實(shí)用性?！对嚰_(tái)帳》工作表采用打鉤模式，一目了然。

（5）預(yù)防性。防止因大意失誤進(jìn)行輸入刪除等操作，自動(dòng)禁止修改，不需要輸入或者操作的地方。

（6）安全性。采用密碼保護(hù)，不被他人篡改文件。

（7）全能型。適用于所有條件混凝土抗壓報(bào)告臺(tái)帳制作，如：同條件，張拉等。

（8）簡(jiǎn)潔性。不用考慮砼種類。

（9）擴(kuò)展性。包括報(bào)告編號(hào)，配合比等。

（10） 易用性。點(diǎn)擊《粘貼》按鈕，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)粘貼，此外，部分單元格輸入代號(hào)即可，免去輸入全文。

1.1.2 《輸入》工作表主要功能

（1）自由選擇或設(shè)置“報(bào)告編號(hào)”格式。

（2）自動(dòng)升序，包括臺(tái)帳“序號(hào)”和“報(bào)告編號(hào)”，后者還可自動(dòng)復(fù)位。

（3）自動(dòng)計(jì)算理論和施工配合比，并可對(duì)配比原材、用量進(jìn)行修改，復(fù)制粘貼等操作。

（4）自動(dòng)計(jì)算“試件組數(shù)”，也支持手動(dòng)輸入模式。

（5）自動(dòng)默認(rèn)“石子粒徑”、“強(qiáng)度等級(jí)”、“外加劑種類”，無(wú)需手動(dòng)輸入。

（6）自動(dòng)讀取《試件臺(tái)帳》數(shù)據(jù)到《輸入》工作表相關(guān)單元格中。

（7）自動(dòng)對(duì)計(jì)算值按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)四舍六入五單雙進(jìn)行修約。

（8）自動(dòng)計(jì)算抗壓強(qiáng)度值，即時(shí)判斷抗壓值是否合格及作廢。

（9）自由選擇“自檢”、“見證”。

（10） 臺(tái)帳詳盡，適用于不同的使用者。

1.2 對(duì)自定義單元格格式、公式函數(shù)、宏及自定義函數(shù)的認(rèn)識(shí)和實(shí)例應(yīng)用

1.2.1 對(duì)自定義單元格格式功能的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用舉例

通過(guò)對(duì)單元格進(jìn)行自定義設(shè)置，使單元格內(nèi)的數(shù)據(jù)以各種形式顯示出來(lái)。

（1）將“1”變成“001”格式：選擇需要設(shè)置數(shù)字格式的單元格，單擊菜單—格式—單元格，選擇自定義，在類型編輯框里輸入“000”（0的個(gè)數(shù)是自定義數(shù)字顯示的個(gè)數(shù)）

（2）將日期“2009-12-7”變成“091207”

1.2.2 對(duì)公式、函數(shù)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用舉例

（1）邏輯函數(shù)if

用途：判斷條件是否滿足，返回所需值或文本。語(yǔ)法：i（flogical_test,value_if_true,value_if_false）。

中文：if（判斷條件，條件為真返回一值，條件為假返回另一值）。

舉例：在A1單元格輸入12，單擊B1單元格，在函數(shù)編輯欄里輸入公式“=IF(A1>0,"正數(shù)","負(fù)數(shù)")”，（注意：引號(hào)“”不用輸入，以下同），回車，B1單元格會(huì)顯示為“正數(shù)”。

（2）數(shù)據(jù)及三角數(shù)學(xué)函數(shù)round

用途：對(duì)指定位數(shù)數(shù)值進(jìn)行四舍五入，若是整數(shù)不顯示小數(shù)。

語(yǔ)法：round（number，num_digits）。

中文：round（數(shù)字，小數(shù)位數(shù)）。

舉例：在A1單元格輸入“12.335”，在B1單元格輸入公式“=ROUND(A1,2)”，回車后B1單元格顯示結(jié)果“12.34”。

（3）日期計(jì)算

直接用公式加減。

舉例：在A1、B1單元格內(nèi)輸入日期，C1輸入公式“= B1- A1”，回車，顯示天數(shù)差值。

1.2.3 對(duì)宏的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用舉例

宏是Excel里比較高級(jí)的指令，當(dāng)要運(yùn)行宏時(shí)，需要對(duì)宏的安全性進(jìn)行設(shè)置，具體操作為：菜單—工具—宏—安全性，設(shè)置為“中”。不能設(shè)置為“高”，這樣導(dǎo)致宏無(wú)法運(yùn)行，也不能設(shè)為“低”，否則計(jì)算機(jī)容易遭受攻擊。

宏采用VB語(yǔ)言編寫，步驟：菜單—工具—宏—VB編輯器—編寫代碼。

以下為構(gòu)建系統(tǒng)所用到的部分宏語(yǔ)句舉例：

（1） 依次自動(dòng)粘貼（用于臺(tái)帳）

Private Sub CommandButton1_Click()

N = 4 '起始行

Do While Cells(1, 1) <> ""

If Cells(N, 1) <> "" Then

N = N + 1

Else:

Rows(1).Copy Destination:=Rows(N) '復(fù)制粘貼第1行內(nèi)容到第N行

Exit Do

End If

Loop

End Sub

（2） 數(shù)值自動(dòng)遞增語(yǔ)句（用于序號(hào)，編號(hào)等）

Private Sub CommandButton1_Click()

Cells(1, 1) = Cells(1, 1).Value + 1 'A1單元格數(shù)值增加1

End Sub

1.2.4 對(duì)自定義函數(shù)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用舉例

自定義函數(shù)需要借助宏語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)，但它比工作表宏更為靈活、易用。

舉例：修約 round語(yǔ)句

Function XY (rng As Range)

XY = Round(rng, 2) '修約保留2位小數(shù)

End Function

再調(diào)用自定義函數(shù)XY（），對(duì)數(shù)值進(jìn)行四舍六入五單雙修約，并保留兩位小數(shù)。

注意：round在宏語(yǔ)句和公式函數(shù)中作用并不相同。公式中round作用為對(duì)數(shù)值的四舍五入；而在宏中，則表示為四舍六入五單雙，所以可以直接調(diào)來(lái)用以修約。需要說(shuō)明的是，在所有修約方法中，只有此獨(dú)創(chuàng)最簡(jiǎn)單實(shí)用，許多關(guān)于修約的宏語(yǔ)句復(fù)雜晦澀難記難懂。

2 混凝土抗壓試驗(yàn)資料系統(tǒng)

2.1 設(shè)計(jì)思想

Excel提供了豐富的函數(shù)，涉及統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)與三角、查找與引用、邏輯、文本、信息、數(shù)據(jù)庫(kù)、財(cái)務(wù)、日期與時(shí)間9大塊功能，完全可以滿足編制混凝土抗壓試驗(yàn)資料需求。利用Excel菜單工具不僅可以方便地設(shè)置單元格的格式及打印報(bào)表格式，還可以方便地實(shí)現(xiàn)單元格和工作表的鎖定、隱藏，數(shù)據(jù)有效性的檢查和系統(tǒng)的加密保護(hù)等。系統(tǒng)以鐵路工程試驗(yàn)人員最熟知的表格設(shè)計(jì)格式來(lái)設(shè)計(jì)表單，只需試驗(yàn)人員簡(jiǎn)單的幾項(xiàng)設(shè)置，再錄入或?qū)朐紨?shù)據(jù)，剩余各項(xiàng)交由系統(tǒng)自動(dòng)完成，從而提高了試驗(yàn)人員的工作質(zhì)量和工作效率。

2.2 系統(tǒng)框架構(gòu)建與功能描述

本系統(tǒng)主要包括以下4個(gè)大的模塊，各個(gè)模塊的具體功能如圖1。

圖1 系統(tǒng)框架

2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)

2.3.1 《試件臺(tái)帳》工作表設(shè)置

《試件臺(tái)帳》工作表主體內(nèi)容由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員向試驗(yàn)室出報(bào)告人提供。

（1）行設(shè)置

第1行是標(biāo)題行，第2行是信息欄，包括單位名稱，月份等信息，第3行是名稱欄，包括工程名稱、工程部位、砼強(qiáng)度、試件尺寸、坍落度等項(xiàng)目，第3行以下為試件臺(tái)帳具體登記部分。

可以對(duì)行采取插入、刪除、修改、替換等操作。

（2）列設(shè)置

A列為序號(hào)，便于查找，B-M列為混凝土試驗(yàn)必需資料，P-Y列為混凝土砂石含水率及原材報(bào)告編號(hào)，為了界面美觀，P-Y列隱藏。

不可在Z列之前對(duì)整列采取插入、刪除操作。

（3）主體內(nèi)容設(shè)置

《試件臺(tái)帳》工作表基本框架設(shè)計(jì)完成后，就需要對(duì)相應(yīng)欄目添加內(nèi)容。注意，“J”列登記試件編號(hào)時(shí)，須采用統(tǒng)一格式，多于一組時(shí)，連續(xù)編號(hào)之間用“-”（減號(hào)）連接。

2.3.2 《輸入》工作表設(shè)置

（1）行設(shè)置：第1行是標(biāo)題行，第2行是名稱欄，包括報(bào)告編號(hào)，報(bào)告日期，工程名稱等，第3～4行顯示自動(dòng)生成的臺(tái)帳，第7～21行是編輯區(qū)域，其中，灰色部分不可以改動(dòng)，淺黃色部分是從《試件臺(tái)帳》自動(dòng)讀取過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，可做改動(dòng)，淺綠色部分輸入實(shí)際記錄或數(shù)據(jù)。

第24行及以下屬于配合比部分，這部分可采取插入、刪除、替換等操作，第24行以上卻不可進(jìn)行整行插入、刪除操作。

（2）列設(shè)置：不可以在W列之前進(jìn)行整列的插入、刪除操作。W列后，根據(jù)實(shí)際需要可以增添新項(xiàng)目。

（3）主體內(nèi)容設(shè)置：對(duì)“報(bào)告編號(hào)”B7～D7單元格重新設(shè)置格式（文本及數(shù)值），以滿足實(shí)際需求，具體自定義格式方法參考前文。

第16行對(duì)原材報(bào)告編號(hào)部分設(shè)置數(shù)據(jù)有效性，限制文本長(zhǎng)度，解決防止因文本長(zhǎng)不小心出錯(cuò)卻難以查出的問(wèn)題。設(shè)置辦法：菜單—數(shù)據(jù)—有效性—設(shè)置—文本長(zhǎng)度。

對(duì)使用公式的單元格均采取“鎖定、隱藏”，并設(shè)置工作表為保護(hù)狀態(tài)，防止不小心將公式刪除或修改。設(shè)置鎖定、隱藏的辦法：菜單—格式—單元格—自定義單元格—保護(hù)—在“鎖定、隱藏”前復(fù)選框內(nèi)打“√”。工作表設(shè)置保護(hù)方法：菜單—工具—保護(hù)—保護(hù)工作表，輸入密碼。

配合比序號(hào)必須按照1、2、3……順序依次遞增，不可以重號(hào)，缺號(hào)，倒號(hào)、跳號(hào)，注意保證配合比序號(hào)和配合比報(bào)告編號(hào)一一對(duì)應(yīng)。

2.3.3 《臺(tái)帳》工作表設(shè)置

（1）行設(shè)置：與《輸入》工作表相同，第1行標(biāo)題行，第2行名稱欄，第3行及以下為臺(tái)帳登記內(nèi)容?？梢詧?zhí)行復(fù)制、粘貼、插入、刪除、替換、修改、篩選和打印等操作。

（3） 列設(shè)置：不可以對(duì)X列之前部分采取整列插入、刪除操作。

（4） 主體內(nèi)容設(shè)置：首列序號(hào)不可有空缺。對(duì)《臺(tái)帳》工作表設(shè)置保護(hù)，以防不小心刪除某行或某列值。

2.3.4 《報(bào)告》工作表設(shè)置

（1） 行設(shè)置：第1～48行屬于自檢報(bào)告，第49～96行屬于見證報(bào)告，按需求選擇相應(yīng)報(bào)告，粘貼復(fù)制到存檔文件里。

（2） 列設(shè)置： 第A-X列為第1份報(bào)告，第Y -AV列為第2份報(bào)告。由于一份報(bào)告最多只能出4組試塊，當(dāng)試件組數(shù)超過(guò)4時(shí)就需用到第2份報(bào)告。兩份報(bào)告總計(jì)可以出8組試件。

（3） 主體內(nèi)容設(shè)置：《報(bào)告》內(nèi)容完全按照中華人民共和國(guó)鐵道部2009年1月8日發(fā)布的《鐵路工程試驗(yàn)表格》（中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 鐵建設(shè)函[2009] 27號(hào)）制作。

由于《報(bào)告》工作表主體內(nèi)容的數(shù)據(jù)均來(lái)源于《輸入》工作表，若無(wú)特殊原因，不可以進(jìn)行刪除、修改、添加等操作。

2.4 系統(tǒng)構(gòu)建、操作流程

系統(tǒng)包括《試件臺(tái)帳》、《輸入》、《臺(tái)帳》、《報(bào)告》4個(gè)工作表。整個(gè)系統(tǒng)的全部工作流程如下：

第1步：準(zhǔn)備好《試件臺(tái)帳》，點(diǎn)擊“打鉤”按鈕，《試件臺(tái)帳》工作表新打“√”行的數(shù)據(jù)自動(dòng)讀入到《輸入》工作表對(duì)應(yīng)單元格中。第1步完成。

第2步：切換到《輸入》工作表。選擇第7行，對(duì)“委托單位”、“試組代號(hào)”、“養(yǎng)護(hù)條件”、“報(bào)告編號(hào)格式”、“見證否”這些單元格內(nèi)容參照實(shí)際情況進(jìn)行輸入或改動(dòng)。

在第9～10行相應(yīng)單元格輸入力值后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)內(nèi)部計(jì)算直接判斷出抗壓強(qiáng)度是否合格，同時(shí)在W3、W4單元格顯示結(jié)論。

在第14～17行輸入原材報(bào)告編號(hào)和砂石含水率值。若前表《試件臺(tái)帳》第P-Y列已附上這部分內(nèi)容，則無(wú)需再對(duì)這部分進(jìn)行輸入或修改。

輸入完成，檢查并確認(rèn)無(wú)誤。第2步結(jié)束。

第3步：點(diǎn)擊《輸入》工作表里的《粘貼》按鈕，新生成的臺(tái)帳自動(dòng)依次貼入《臺(tái)帳》工作表空行處。復(fù)查無(wú)誤后，即時(shí)保存。第3步完成。

第4步：切換到《報(bào)告》工作表，復(fù)制這部分報(bào)告，粘貼到存檔報(bào)告文件中，設(shè)置頁(yè)邊距：左3 cm，右2 cm，上下各2.5 cm（裝訂規(guī)范設(shè)置），保存，打印報(bào)告。第4步結(jié)束。

至此，所有步驟全部完成。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)不懈探索研究，研究人員將此成果擴(kuò)展到混凝土以外的領(lǐng)域，如鋼筋、砂石料、砂漿、土工試驗(yàn)、月報(bào)和卷內(nèi)目錄等。采用Excel工作表函數(shù)和宏指令相結(jié)合，建立一套完善有序的試驗(yàn)資料系統(tǒng)，不僅加快了資料管理工作的進(jìn)程，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)試驗(yàn)資料的控制，保證試驗(yàn)資料管理的透明度及準(zhǔn)確率。Excel能夠定量、定性分析試驗(yàn)原材料及混凝土質(zhì)量，科學(xué)預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)施工質(zhì)量效果，為鐵路試驗(yàn)和施工起到積極地保障及促進(jìn)作用，從而對(duì)于整個(gè)鐵路系統(tǒng)建設(shè)具有重要的意義。

4 致謝

寫作本文及研發(fā)軟件期間，我獲得了許多人的指導(dǎo)和幫助，在此，謹(jǐn)向他們表達(dá)誠(chéng)摯的謝意！

首先衷心感謝我的領(lǐng)導(dǎo)。他制作的Excel文件為本系統(tǒng)的原型，正是這個(gè)原型給了我很大啟發(fā)和施展空間。

領(lǐng)導(dǎo)和試驗(yàn)室的各位同事也給我提出了許多建設(shè)性的意見，在我撰寫論文調(diào)試系統(tǒng)期間給了我很多幫助和鼓勵(lì)，在此我也向他們表達(dá)真誠(chéng)的謝意。

在這里，還要特別感謝在我本科學(xué)習(xí)階段傳授我VB知識(shí)的老師，是他使我對(duì)編程產(chǎn)生了興趣，并受益一生。

最后，要對(duì)我的父母表達(dá)特別的感謝。謝謝他們默默的關(guān)心和支持。

[1] 中華人民共和國(guó)鐵道部. 鐵建設(shè)[2005] 160號(hào). 鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)[S] . 北京：中國(guó)鐵道出版社，2005.

[2] 中華人民共和國(guó)鐵道部. 鐵建設(shè)[2005] 160號(hào). 客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S] . 北京：中國(guó)鐵道出版社，2005.

[3] 中華人民共和國(guó)鐵道部. 鐵建設(shè)函[2009] 27號(hào). 鐵路工程試驗(yàn)表格[S] . 北京：中國(guó)鐵道出版社，2009.

[4] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部. 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB/T 50081-2002. 普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S] . 北京：中國(guó)建筑出版社， 2003.