VBA編程技術(shù)在橋梁施工監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

李現(xiàn)科 馬瑩 陶小委

摘 要：基于VBA技術(shù)開(kāi)發(fā)了橋梁施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和處理程序，并成功將其應(yīng)用于實(shí)際工程。相比傳統(tǒng)的人工采集和處理數(shù)據(jù)的方式，自動(dòng)采集和處理可極大提高采集頻率，及時(shí)反饋施工過(guò)程中的指標(biāo)變化，有效提高了工程人員的工作效率。

關(guān)鍵詞：VBA;橋梁;施工監(jiān)測(cè);自動(dòng)采集和處理

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）04-0122-03

Application of VBA Programming Technology

in Bridge Construction Monitoring

LI Xianke1 MA Ying2 TAO Xiaowei2

（1.Henan Lite Transportation Engineering Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450052;

2.Henan Lite Transportation Engineering Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450015）

Abstract： Based on VBA technology， the automatic acquisition and processing program of bridge construction monitoring data is developed and applied to practical engineering. Compared with the traditional method of manually collecting and processing data， automatic acquisition and processing can greatly increase the acquisition frequency， and can timely feedback the changes in the index during the construction process， which can effectively improve the work efficiency of the engineering staff.

Keywords： VBA;bridge;construction monitoring;automatic acquisition and processing

對(duì)于大橋、特大橋和特殊結(jié)構(gòu)橋梁，橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形一般隨施工階段不斷發(fā)生變化。為了保證橋梁施工的安全與質(zhì)量，一般要進(jìn)行施工過(guò)程監(jiān)測(cè)，以保證橋梁的整體結(jié)構(gòu)內(nèi)力和成橋線(xiàn)形滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。施工監(jiān)測(cè)的指標(biāo)一般包括關(guān)鍵截面的應(yīng)力、階段變形、溫度以及材料參數(shù)等[1]。數(shù)據(jù)可通過(guò)自動(dòng)采集和人工采集的方式獲取，如應(yīng)變、溫度等指標(biāo)可通過(guò)自動(dòng)采集設(shè)備獲取，階段變形和材料參數(shù)可通過(guò)人工采集獲取。數(shù)據(jù)的高效處理是施工監(jiān)測(cè)過(guò)程的關(guān)鍵，也是工作重點(diǎn)。處理數(shù)據(jù)時(shí)，首先將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)化計(jì)算，然后將不同測(cè)點(diǎn)、不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。數(shù)據(jù)處理分析時(shí)，數(shù)據(jù)量大，過(guò)程煩瑣，計(jì)算復(fù)雜。

利用人工處理方式效率低且對(duì)技術(shù)人員要求高，因此通過(guò)二次開(kāi)發(fā)提高數(shù)據(jù)處理效率意義重大[2]。Excel是常用辦公軟件，可進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析和輔助決策操作，也支持VBA二次開(kāi)發(fā)。相比專(zhuān)業(yè)編程語(yǔ)言，VBA具有語(yǔ)言結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于學(xué)習(xí)和掌握、數(shù)據(jù)讀寫(xiě)方便、直觀易懂和便于交互的特點(diǎn)，因此Excel二次開(kāi)發(fā)在檢測(cè)數(shù)據(jù)處理中得到了廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)懸臂澆筑連續(xù)梁施工監(jiān)測(cè)，基于VBA技術(shù)開(kāi)發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理程序。

1 系統(tǒng)需求分析

通過(guò)對(duì)類(lèi)似施工監(jiān)控項(xiàng)目的調(diào)查分析可知，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理的基本需求包括數(shù)據(jù)匯集、數(shù)據(jù)處理和報(bào)表生成等。

1.1 數(shù)據(jù)匯集

由于監(jiān)測(cè)指標(biāo)的多樣性和數(shù)據(jù)采集方式的不同，數(shù)據(jù)采集的首要工作是數(shù)據(jù)匯集，以組成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于人工采集的數(shù)據(jù)，要采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表，以保證數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)性。對(duì)于監(jiān)測(cè)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，要通過(guò)自動(dòng)獲取的方式匯集數(shù)據(jù)，同時(shí)要滿(mǎn)足以下要求。

①采集設(shè)備每天產(chǎn)生1個(gè)數(shù)據(jù)文件，并且存儲(chǔ)到固定的文件夾，因此先要統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目文件生成數(shù)據(jù)文件列表，這是數(shù)據(jù)匯總的基礎(chǔ)[3]。

②每天所有測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)文件中，需要將所有的數(shù)據(jù)匯集到數(shù)據(jù)文件中。數(shù)據(jù)匯總時(shí)，要確定已匯總的數(shù)據(jù)和未匯總的數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)的完整性。

1.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理的方式與專(zhuān)業(yè)要求密切相關(guān)，對(duì)橋梁施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一般包括：①指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算，如振弦式傳感器采集的原始數(shù)據(jù)為頻率，需要將其轉(zhuǎn)換成應(yīng)變或位移，將物理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為指標(biāo)數(shù)據(jù);②對(duì)比計(jì)算，即在相同工況下，不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)規(guī)律是不同的，如箱梁頂板和底板的應(yīng)力，需要將不同測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，同時(shí)對(duì)不同時(shí)段的數(shù)據(jù)在縱向進(jìn)行對(duì)比。

1.3 報(bào)表生成

施工監(jiān)測(cè)工作要通過(guò)監(jiān)控指令、監(jiān)控報(bào)告的形式體現(xiàn)，因此自動(dòng)生成監(jiān)控指令也是本程序的基本需求。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

2.1 系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)讀取、計(jì)算分析、繪圖管理和報(bào)表管理5個(gè)模塊組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理用于項(xiàng)目信息、施工信息和儀器信息等基礎(chǔ)資料的管理;數(shù)據(jù)讀取用于數(shù)據(jù)錄入管理，包括記錄數(shù)據(jù)文件列表和原始數(shù)據(jù)表;計(jì)算分析管理用到的相關(guān)算法，包括指標(biāo)計(jì)算、預(yù)警分析、關(guān)聯(lián)分析以及趨勢(shì)分析等;繪圖模塊用于繪制各種圖標(biāo);報(bào)表管理用于生成監(jiān)控指令和監(jiān)控報(bào)告。

2.2 功能實(shí)現(xiàn)方法

利用Excel開(kāi)發(fā)時(shí)，首先建立一個(gè)啟用宏的Excel文件，在文件中建立相關(guān)數(shù)據(jù)表，并按圖2流程編寫(xiě)代碼。

2.2.1 數(shù)據(jù)匯集。通過(guò)2步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯集：①編寫(xiě)代碼讀取文件夾下所有的文件信息，存入文件列表;②根據(jù)文件列表循環(huán)讀取文件中的數(shù)據(jù)存入原始數(shù)據(jù)表，并標(biāo)記文件是否讀取[4-6]。

2.2.2 數(shù)據(jù)計(jì)算分析。數(shù)據(jù)計(jì)算通過(guò)編輯公式和編寫(xiě)計(jì)算函數(shù)的方式實(shí)現(xiàn);數(shù)據(jù)展示通過(guò)折線(xiàn)圖查看，通過(guò)設(shè)置起止行號(hào)選擇不同時(shí)段，通過(guò)設(shè)置起止列號(hào)選擇不同測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比。

2.2.3 報(bào)告生成。報(bào)告生成模塊基于Word模板，用VBA編程和OLE自動(dòng)化技術(shù)直接將Excel數(shù)據(jù)生成Word文檔報(bào)表。

3 系統(tǒng)應(yīng)用案例

本文在一座45m+80m+80m+45m的連續(xù)箱梁橋施工監(jiān)測(cè)中應(yīng)用應(yīng)變數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，采集頻率為10min/次。全橋80個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，每天的應(yīng)變數(shù)據(jù)量為11 520個(gè)。在2年的施工監(jiān)測(cè)期，獲取應(yīng)變數(shù)據(jù)近百萬(wàn)。為了提高數(shù)據(jù)處理效率，應(yīng)用編制完成的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理如圖3所示，取得了不錯(cuò)的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

相比傳統(tǒng)的人工按天采集、手動(dòng)處理的監(jiān)測(cè)方式，自動(dòng)采集和處理的方式優(yōu)勢(shì)明顯。①數(shù)據(jù)采集的頻度可達(dá)分鐘級(jí)別，極大地提高了數(shù)據(jù)量，更真實(shí)地反映了施工過(guò)程中的指標(biāo)變化;②采用自動(dòng)采集設(shè)備后，人工現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)的工作量下降60%，減小了人工成本，也降低了監(jiān)測(cè)工作的危險(xiǎn)性;③降低了內(nèi)業(yè)資料處理工作量50%以上，有效提高了工程人員的工作效率。綜上所述，利用VBA開(kāi)發(fā)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有效提高了工作效率，對(duì)規(guī)范橋梁施工監(jiān)測(cè)工作、保證技術(shù)服務(wù)質(zhì)量具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]于品德，劉海寬，李華.基于VBA的橋梁定期檢查報(bào)告系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].公路與汽運(yùn)，2018（2）：170-172.

[2]王佩賢，劉永睿，王婷.Excel VBA在GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算中的應(yīng)用[J].測(cè)繪科學(xué)，2012（5）：200-201.

[3]楊亭，常霞，粘丹妮.衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)處理軟件Excel VBA實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2014（8）：2677-2679.

[4]陳金州，牛清勇，袁宏波.鋼箱拱橋施工監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[J].橋梁建設(shè)，2013（1）：71-77.

[5]王小奎，王興國(guó)，潘登.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工過(guò)程的線(xiàn)性監(jiān)控分析[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2017（6）：76-80.

[6]楊海紅.橋梁應(yīng)變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的溫度效應(yīng)分析[J].山西交通科技，2018（6）：68-71.