公路工程试验检测数据处理问题探析

王琦 吕青青

摘 要： 工程试验检测数据的处理过程在工程试验检测中占据重要的地位，对于检测结果的影响是至关重要的。也就是说为保证公路工程的施工质量，做好数据的处理工作是必须要做的，因此在试验检测过程中依据相关的数据要求，切实做好数据的收集、记录和处理工作，为后续工作的正常进行提供必要的铺垫。本文正是在正确把握这一大方向的基础上，针对公路工程试验检测数据处理中的各种相关问题，逐一提出问题、分析问题和解决问题，旨在更加透彻、深刻地领会其数据处理指导思想。

关键词： 工程试验检测；数据；处理问题

一、数据的表达

实际上，对数据进行处理，其最主要的任务就是通过数学方法找出大量数据背后实际蕴含的联系，并将这一联系表示出来。具体来说，就是要对试验检测数据进行有效的分析，设置参数，并逐步明确各项参数之间的联系，最后用表格、函数方程或者图示将其清晰地表示出来。一般来说，在进行数据的表达时，图示法表格法和经验公式法的应用是最为常见也最为有效的。

1. 图示法

图示法在各种工程技术、科学技术中都应用广泛，这主要是由于其自身直观、简洁的特点符合工程和科学的本质追求。图示法，顾名思义就是以图形来表示测量数据，具有结果直观、明确的特点，能够以最直接的方式看出函数的变化规律和变化趋势。不过，图示法也有其不足之处，即在图形上难以看出准确、具体的函数关系，也难以进行精确的数学分析。在利用图示法进行数据处理时，要把握以下三个方面的要点。

（1）要在坐标轴上明确标出，分度值及分度值的名称、单位和有效数字位数。这一点虽然不是至关重要，但在进行文字的书写时，还是要尽量保持文字书写方向与坐标轴平行。在同一坐标轴上有几组数据同时表示时，则需要设置一定的差异以便于区分，不能出现数据难以辨别的状况。

（2）注意所测量数据的精度，要与坐标纸的大小和分度相对应。如果分度过大，则必然会影响到原始数据的准确性，引起所测数据精度降低；如果分度过小，则所测原始数据本身就因精度不够而不能满足做图的标准。

（3）以上对于工程人员来说应该是常识，即虽然测得的数据通常是分散的，但在实际作图时，则一定要用平滑曲线进行连接，使其成为一条平滑的曲线而不是一条没有实际工程意义的折线。虽然这样做使得图上很多点的位置与所测得的数据不一致，毕竟误差是客观存在的，但在整体水平上精度依然是有所上升的。其实在精度足够高的情况下，所测得的数据的确是落在一条平滑曲线上的。在平常精度不那么高时，可以尽量选取一条靠近最多点的曲线进行描绘，或者是直接应用计算机软件来进行拟合，如Excel表格等程序。

2. 表格法

表格法在工程技术中应用最多。在很多科学实验和工程设计中，第一步都是将所获取的数据转化为表格，然后再进行进一步的处理。不过，表格法也有其不足之处：一是表格中呈现的数量有限，不具备反映函数关系的能力，难以看出数据应变量与自变量之间的相应变化关系；二是表格的呈现无规律性可言，简单易查看，但不便于深入的分析和处理。表格具体来说主要有试验检测数据记录表和试验检测结果表两种。试验检测数据记录表相比之下要丰富一些，它包括多方面的内容，如检测目的、内容摘要、监测数据和仪器设备 等，是一个原始数据的记录。试验数据结果表就显得简单很多，通常就只有几个变量之间的对应关系，表示的是最终得到的分析结果。

3.经验公式法

某些曲线在做出来以后，通过直观的观察就能看出其与某些特定的函数有相像之处，通常把在这种情况下与曲线对应的那个函数称为经验公式。前文所述，所获得的数据都是可以用曲线来表示其内在函数关系的，但并不包括所有的数据。事实上，用一个公式来表达所有数据之间的关系是最为简明扼要的，便于直接获取自变量与应变量之间的关系，可以直接进行数学运算，还可以进行更深入的研究和探析，是非常理想的一种数据处理方法。在使用经验公式法时，首先要解决一系列的问题，即如何建立公式、建立一个什么样的公式、如何让公式最大程度地表示所获取的数据等。其具体的步骤是：a）描绘曲线 以自变量为横坐标，应变量为纵坐标，将所获取的数据一一描绘到坐标纸上，然后按照前文所描述的原则和方法描出一条曲线；b）分析曲线 对所描出的曲线进行观察和分析，以此为依据来确定所选用的公式形式，一般来说，如果所描曲线为一条直线的话，就可以直接用一元线性回归方程来确定直线方程，如果所描曲线是一条曲，那就需要根据曲线的形态、特点来确定曲线类型，具体来说，比如曲线整体呈现一个峰（谷）的话，一般就可以尝试将其建立为二元一次方程来进行处理；c）曲线化直 在曲线的具体类型确定后，就可以通过将方程两边同时取对数的方法将其化为直线方程，然后再继续按照一元线性回归方法来处理；d）确定公式常量y=b+ax表示的是所测量数据的直线方程或是化直后的直线方程， a和b都是通过在方程中代入实测的数据解方程组得到的。

二、误差的表示

根据误差表示方法的区别，将误差分为绝对误差和相对误差。绝对误差是指实测值与真值之差。但要认识到一点，真值通常是不可能得到的，因此绝对误差也无法确定。在实践中只能应用精度较高的仪器来进行测量，所得到的数据称为实际值。实际值相对来说就更接近于真值，以此来代替真值进行计算。绝对误差的首要性质就是有单位，与被测值的单位一致；其次就是绝对误差表示的是实际的偏差，但无法确切知道所测得误差的精确程度。相对误差不是一个具体的值，它只是一个比值，是绝对误差与被测真值的比值。相对误差的优势在于它不仅能够表示出绝对误差，还能够反映实际测量所达到的精度，并且能表示误差的方向。作为一个比值，相对误差没有单位，一般是用百分数来表示。

1.误差的来源

一定要明确一个观念：误差是客观存在的，可以尽可能地减小但不可能消除。无论多精确的仪器、多细心的人，也都避免不了误差的产生。误差产生的原因是多方面的，有可能是装置的不完善、环境变化的影响、人为操作的影响等，且在实际中，误差往往并不是单一的原因导致的，而是不同因素共同作用的结果。

2.误差的分类

前文将误差根据其表示方法分为了绝对误差和相对误差，在这里再根据其性质的差异将其分为系统误差、随机误差和過失误差。系统误差是指在相同条件下多次重复试验时表现出的规律性的偏差。系统误差在试验开始前就已经存在，在试验过程中始终偏离至同一个方向不变，因此容易被发现并排查。只需要进行多次试验，认真观察，掌握其规律，在测量结果中相应地进行修正就可以。系统误差只可修正，不可排除。随机误差是由很多难以避免的微小因素引起的，无规律，影响不大。通常来说，经多次重复试验，并运用概率论与数理统计等方法就可以进行分析和处理。过失误差是人为主观因素导致的，如误读、记错或者是计算错误等，甚至是恶意歪曲试验结果。一般来说，含有过失误差的数据一定是要剔除不用的。在进行试验的时候，应尽量避免过失误差的出现。这也就是说，过失误差是完全可以避免的。

三、结语

总之，在进行公路试验检测的过程中，数据处理是其中最为关键的一个环节，同时也是整个工程竣工后的验收阶段以及整个施工质量管理的控制过程中不可或缺的重要组成部分，所以，为了对公路工程本身的施工质量进行最大限度的保证，其前提就是努力的完成并且完善相应的数据处理工作。在整个试验检测的过程中，必须按照相关的执行标准以及要求，将数据的记录、处理以及手机工作努力地完善好，从而为后续工作进行数据积累以及提供。

参考文献

[1]曹莉萍.公路工程试验检测数据处理问题探析[J]. 大众汽车，2014，（6）.

[2]李保华.公路工程试验检测数据处理问题[J]. 城市建设理论研究（电子版），2013，（7）.