公路工程試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理問題探析

王琦 呂青青

摘 要： 工程試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理過程在工程試驗(yàn)檢測(cè)中占據(jù)重要的地位，對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的影響是至關(guān)重要的。也就是說為保證公路工程的施工質(zhì)量，做好數(shù)據(jù)的處理工作是必須要做的，因此在試驗(yàn)檢測(cè)過程中依據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)要求，切實(shí)做好數(shù)據(jù)的收集、記錄和處理工作，為后續(xù)工作的正常進(jìn)行提供必要的鋪墊。本文正是在正確把握這一大方向的基礎(chǔ)上，針對(duì)公路工程試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理中的各種相關(guān)問題，逐一提出問題、分析問題和解決問題，旨在更加透徹、深刻地領(lǐng)會(huì)其數(shù)據(jù)處理指導(dǎo)思想。

關(guān)鍵詞： 工程試驗(yàn)檢測(cè)；數(shù)據(jù)；處理問題

一、數(shù)據(jù)的表達(dá)

實(shí)際上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其最主要的任務(wù)就是通過數(shù)學(xué)方法找出大量數(shù)據(jù)背后實(shí)際蘊(yùn)含的聯(lián)系，并將這一聯(lián)系表示出來。具體來說，就是要對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，設(shè)置參數(shù)，并逐步明確各項(xiàng)參數(shù)之間的聯(lián)系，最后用表格、函數(shù)方程或者圖示將其清晰地表示出來。一般來說，在進(jìn)行數(shù)據(jù)的表達(dá)時(shí)，圖示法表格法和經(jīng)驗(yàn)公式法的應(yīng)用是最為常見也最為有效的。

1. 圖示法

圖示法在各種工程技術(shù)、科學(xué)技術(shù)中都應(yīng)用廣泛，這主要是由于其自身直觀、簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)符合工程和科學(xué)的本質(zhì)追求。圖示法，顧名思義就是以圖形來表示測(cè)量數(shù)據(jù)，具有結(jié)果直觀、明確的特點(diǎn)，能夠以最直接的方式看出函數(shù)的變化規(guī)律和變化趨勢(shì)。不過，圖示法也有其不足之處，即在圖形上難以看出準(zhǔn)確、具體的函數(shù)關(guān)系，也難以進(jìn)行精確的數(shù)學(xué)分析。在利用圖示法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，要把握以下三個(gè)方面的要點(diǎn)。

（1）要在坐標(biāo)軸上明確標(biāo)出，分度值及分度值的名稱、單位和有效數(shù)字位數(shù)。這一點(diǎn)雖然不是至關(guān)重要，但在進(jìn)行文字的書寫時(shí)，還是要盡量保持文字書寫方向與坐標(biāo)軸平行。在同一坐標(biāo)軸上有幾組數(shù)據(jù)同時(shí)表示時(shí)，則需要設(shè)置一定的差異以便于區(qū)分，不能出現(xiàn)數(shù)據(jù)難以辨別的狀況。

（2）注意所測(cè)量數(shù)據(jù)的精度，要與坐標(biāo)紙的大小和分度相對(duì)應(yīng)。如果分度過大，則必然會(huì)影響到原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，引起所測(cè)數(shù)據(jù)精度降低；如果分度過小，則所測(cè)原始數(shù)據(jù)本身就因精度不夠而不能滿足做圖的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）以上對(duì)于工程人員來說應(yīng)該是常識(shí)，即雖然測(cè)得的數(shù)據(jù)通常是分散的，但在實(shí)際作圖時(shí)，則一定要用平滑曲線進(jìn)行連接，使其成為一條平滑的曲線而不是一條沒有實(shí)際工程意義的折線。雖然這樣做使得圖上很多點(diǎn)的位置與所測(cè)得的數(shù)據(jù)不一致，畢竟誤差是客觀存在的，但在整體水平上精度依然是有所上升的。其實(shí)在精度足夠高的情況下，所測(cè)得的數(shù)據(jù)的確是落在一條平滑曲線上的。在平常精度不那么高時(shí)，可以盡量選取一條靠近最多點(diǎn)的曲線進(jìn)行描繪，或者是直接應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件來進(jìn)行擬合，如Excel表格等程序。

2. 表格法

表格法在工程技術(shù)中應(yīng)用最多。在很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)中，第一步都是將所獲取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為表格，然后再進(jìn)行進(jìn)一步的處理。不過，表格法也有其不足之處：一是表格中呈現(xiàn)的數(shù)量有限，不具備反映函數(shù)關(guān)系的能力，難以看出數(shù)據(jù)應(yīng)變量與自變量之間的相應(yīng)變化關(guān)系；二是表格的呈現(xiàn)無規(guī)律性可言，簡(jiǎn)單易查看，但不便于深入的分析和處理。表格具體來說主要有試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)記錄表和試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表兩種。試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)記錄表相比之下要豐富一些，它包括多方面的內(nèi)容，如檢測(cè)目的、內(nèi)容摘要、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和儀器設(shè)備 等，是一個(gè)原始數(shù)據(jù)的記錄。試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表就顯得簡(jiǎn)單很多，通常就只有幾個(gè)變量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表示的是最終得到的分析結(jié)果。

3.經(jīng)驗(yàn)公式法

某些曲線在做出來以后，通過直觀的觀察就能看出其與某些特定的函數(shù)有相像之處，通常把在這種情況下與曲線對(duì)應(yīng)的那個(gè)函數(shù)稱為經(jīng)驗(yàn)公式。前文所述，所獲得的數(shù)據(jù)都是可以用曲線來表示其內(nèi)在函數(shù)關(guān)系的，但并不包括所有的數(shù)據(jù)。事實(shí)上，用一個(gè)公式來表達(dá)所有數(shù)據(jù)之間的關(guān)系是最為簡(jiǎn)明扼要的，便于直接獲取自變量與應(yīng)變量之間的關(guān)系，可以直接進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，還可以進(jìn)行更深入的研究和探析，是非常理想的一種數(shù)據(jù)處理方法。在使用經(jīng)驗(yàn)公式法時(shí)，首先要解決一系列的問題，即如何建立公式、建立一個(gè)什么樣的公式、如何讓公式最大程度地表示所獲取的數(shù)據(jù)等。其具體的步驟是：a）描繪曲線 以自變量為橫坐標(biāo)，應(yīng)變量為縱坐標(biāo)，將所獲取的數(shù)據(jù)一一描繪到坐標(biāo)紙上，然后按照前文所描述的原則和方法描出一條曲線；b）分析曲線 對(duì)所描出的曲線進(jìn)行觀察和分析，以此為依據(jù)來確定所選用的公式形式，一般來說，如果所描曲線為一條直線的話，就可以直接用一元線性回歸方程來確定直線方程，如果所描曲線是一條曲，那就需要根據(jù)曲線的形態(tài)、特點(diǎn)來確定曲線類型，具體來說，比如曲線整體呈現(xiàn)一個(gè)峰（谷）的話，一般就可以嘗試將其建立為二元一次方程來進(jìn)行處理；c）曲線化直 在曲線的具體類型確定后，就可以通過將方程兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)的方法將其化為直線方程，然后再繼續(xù)按照一元線性回歸方法來處理；d）確定公式常量y=b+ax表示的是所測(cè)量數(shù)據(jù)的直線方程或是化直后的直線方程， a和b都是通過在方程中代入實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)解方程組得到的。

二、誤差的表示

根據(jù)誤差表示方法的區(qū)別，將誤差分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。絕對(duì)誤差是指實(shí)測(cè)值與真值之差。但要認(rèn)識(shí)到一點(diǎn)，真值通常是不可能得到的，因此絕對(duì)誤差也無法確定。在實(shí)踐中只能應(yīng)用精度較高的儀器來進(jìn)行測(cè)量，所得到的數(shù)據(jù)稱為實(shí)際值。實(shí)際值相對(duì)來說就更接近于真值，以此來代替真值進(jìn)行計(jì)算。絕對(duì)誤差的首要性質(zhì)就是有單位，與被測(cè)值的單位一致；其次就是絕對(duì)誤差表示的是實(shí)際的偏差，但無法確切知道所測(cè)得誤差的精確程度。相對(duì)誤差不是一個(gè)具體的值，它只是一個(gè)比值，是絕對(duì)誤差與被測(cè)真值的比值。相對(duì)誤差的優(yōu)勢(shì)在于它不僅能夠表示出絕對(duì)誤差，還能夠反映實(shí)際測(cè)量所達(dá)到的精度，并且能表示誤差的方向。作為一個(gè)比值，相對(duì)誤差沒有單位，一般是用百分?jǐn)?shù)來表示。

1.誤差的來源

一定要明確一個(gè)觀念：誤差是客觀存在的，可以盡可能地減小但不可能消除。無論多精確的儀器、多細(xì)心的人，也都避免不了誤差的產(chǎn)生。誤差產(chǎn)生的原因是多方面的，有可能是裝置的不完善、環(huán)境變化的影響、人為操作的影響等，且在實(shí)際中，誤差往往并不是單一的原因?qū)е碌模遣煌蛩毓餐饔玫慕Y(jié)果。

2.誤差的分類

前文將誤差根據(jù)其表示方法分為了絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，在這里再根據(jù)其性質(zhì)的差異將其分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和過失誤差。系統(tǒng)誤差是指在相同條件下多次重復(fù)試驗(yàn)時(shí)表現(xiàn)出的規(guī)律性的偏差。系統(tǒng)誤差在試驗(yàn)開始前就已經(jīng)存在，在試驗(yàn)過程中始終偏離至同一個(gè)方向不變，因此容易被發(fā)現(xiàn)并排查。只需要進(jìn)行多次試驗(yàn)，認(rèn)真觀察，掌握其規(guī)律，在測(cè)量結(jié)果中相應(yīng)地進(jìn)行修正就可以。系統(tǒng)誤差只可修正，不可排除。隨機(jī)誤差是由很多難以避免的微小因素引起的，無規(guī)律，影響不大。通常來說，經(jīng)多次重復(fù)試驗(yàn)，并運(yùn)用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法就可以進(jìn)行分析和處理。過失誤差是人為主觀因素導(dǎo)致的，如誤讀、記錯(cuò)或者是計(jì)算錯(cuò)誤等，甚至是惡意歪曲試驗(yàn)結(jié)果。一般來說，含有過失誤差的數(shù)據(jù)一定是要剔除不用的。在進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候，應(yīng)盡量避免過失誤差的出現(xiàn)。這也就是說，過失誤差是完全可以避免的。

三、結(jié)語

總之，在進(jìn)行公路試驗(yàn)檢測(cè)的過程中，數(shù)據(jù)處理是其中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是整個(gè)工程竣工后的驗(yàn)收階段以及整個(gè)施工質(zhì)量管理的控制過程中不可或缺的重要組成部分，所以，為了對(duì)公路工程本身的施工質(zhì)量進(jìn)行最大限度的保證，其前提就是努力的完成并且完善相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理工作。在整個(gè)試驗(yàn)檢測(cè)的過程中，必須按照相關(guān)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)以及要求，將數(shù)據(jù)的記錄、處理以及手機(jī)工作努力地完善好，從而為后續(xù)工作進(jìn)行數(shù)據(jù)積累以及提供。

參考文獻(xiàn)

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