水工設(shè)計(jì)計(jì)算書編寫方法探討

【摘要】編寫水工計(jì)算書的方法眾多，選擇一種先進(jìn)合理的方法可以讓工作變得可靠而有效率。本文通過對常見的幾種計(jì)算書編寫方法進(jìn)行比較，分析了各種方法的優(yōu)劣，最后推薦了水工設(shè)計(jì)計(jì)算書編寫方法。

【關(guān)鍵詞】MathCAD；計(jì)算書編寫方法；水工設(shè)計(jì)；水利水電

計(jì)算書作為水工設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分，傳統(tǒng)計(jì)算書一般為手寫。但隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和普及，利用計(jì)算機(jī)編寫計(jì)算書是大勢所趨。通常，我們利用計(jì)算機(jī)編寫水工設(shè)計(jì)計(jì)算書可以采用Word，Excel，MathCAD、Matlab+Word等軟件編寫水工設(shè)計(jì)計(jì)算書。

1、利用Word編寫計(jì)算書

Word編寫計(jì)算書實(shí)際上就是將手寫的計(jì)算書變?yōu)殡娮影娴男问剑饕臄?shù)值計(jì)算還是要利用計(jì)算器進(jìn)行或者只能手算。

Word編寫的計(jì)算書版面可以做得比較精美，能將計(jì)算的原理反映清楚，可以校核。但是，這種計(jì)算書編寫方法效率低下，必須要一步一步進(jìn)行手算，校核人員也得一步一步復(fù)核計(jì)算，耗費(fèi)大量時間和精力。一旦設(shè)計(jì)參數(shù)發(fā)生改變，又得重新一步一步進(jìn)行手算，設(shè)計(jì)計(jì)算過程比較痛苦，效率低下。

但Word編寫計(jì)算書卻在一些設(shè)計(jì)院里都是主要辦法，主要原因是這種辦法編寫方法簡單，易掌握，雖然麻煩，但還是能夠滿足設(shè)計(jì)工作要求。

2、利用Excel編寫計(jì)算書

由于Word不能自動計(jì)算數(shù)值，于是很多人選擇Excel編寫計(jì)算書以彌補(bǔ)word編寫計(jì)算書不能自動計(jì)算的缺陷，但是Excel排版麻煩，造成一般人編寫的計(jì)算書過于凌亂，無法看出其計(jì)算過程，難以反復(fù)利用，不能有效校核。

當(dāng)然，認(rèn)真耐心一點(diǎn)，Excel編寫的計(jì)算書也可以有比較精美的版面。其實(shí)現(xiàn)方法可采用三段結(jié)構(gòu)：第一步列出計(jì)算參數(shù)，并將參數(shù)輸入部分單元格填充成其它顏色，防止誤輸入，以利反復(fù)計(jì)算利用；第二步列出公式，這一步主要是反映計(jì)算過程，供校核者參考；第三步引用第一步的計(jì)算參數(shù)列表計(jì)算，并將結(jié)果在表中反映出來，供接下來的計(jì)算引用。這種方法編寫的Excel計(jì)算書可以較清晰地反映計(jì)算過程，當(dāng)參數(shù)發(fā)生改變時，只需要修改輸入?yún)?shù)即可，計(jì)算書能夠反復(fù)利用，也能基本滿足校核的要求。

3、利用Mathcad編寫計(jì)算書

Mathcad是美國PTC公司旗下的一款工程計(jì)算軟件，它允許工程師利用詳盡的應(yīng)用數(shù)學(xué)函數(shù)和動態(tài)、可感知單位的計(jì)算來同時設(shè)計(jì)和記錄工程計(jì)算。

Mathcad采用一種交互式數(shù)值計(jì)算系統(tǒng)，當(dāng)輸入一個數(shù)學(xué)公式、方程組、矩陣等，計(jì)算機(jī)將直接給出計(jì)算結(jié)果，而無須去考慮中間計(jì)算過程，這種特性就使其編寫的計(jì)算書可以完全按照手寫計(jì)算書的書寫方式和邏輯進(jìn)行編寫，但是不需要去進(jìn)行計(jì)算，公式列完自動得到結(jié)果，不需要像Excel那樣列表計(jì)算，校核時只要關(guān)心公式和計(jì)算方法即可。

4、利用Matlab+Word編寫計(jì)算書

Word不能自動計(jì)算是用其編寫計(jì)算書的最大障礙，而Matlab在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指，將Matlab嵌入到Word里，實(shí)現(xiàn)其自動計(jì)算的功能，堪稱完美的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了不輸于Mathcad的功能，而且更靈活，但是由于Matlab的專業(yè)性，掌握起來略難。

具體實(shí)現(xiàn)方法：

（1）在Matlab命令行下，輸入notebook -setup，然后按照提示安裝相應(yīng)word版本即可；

（2）在matlab命令行下輸入notebook啟動notebook進(jìn)入Word界面；

（3）采用文本格式輸入命令，在命令結(jié)束時不要按回車和空格鍵；

（4）點(diǎn)擊右鍵選中Define Input Cell選項(xiàng)，用來定義輸入細(xì)胞；

（5）點(diǎn)擊右鍵選中Evaluate Cell選項(xiàng)或者Ctrl+Enter來執(zhí)行計(jì)算。

其中輸入細(xì)胞都顯示為黑方括號包括的綠色字符，輸出細(xì)胞都是黑方括號包括的藍(lán)色字符，如果出現(xiàn)錯誤黑方括號包括的紅色字符，其它文本都默認(rèn)為黑色字符。

5、比較分析及結(jié)論

我們從以下五個方面對上面四種計(jì)算書編寫方法進(jìn)行評價：

（1）計(jì)算書的版面是否精美，版面美觀的計(jì)算書更容易易檢查，邏輯必然也會更為清晰，不宜忽視，以下簡稱“版面精美”；

（2）是否能夠自動進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，這是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)編寫計(jì)算書最直接的目的之一，提高工作效率的最基本手段，以下簡稱“自動計(jì)算”；

（3）計(jì)算結(jié)果是否正確，編寫的計(jì)算書是否容易出錯，大家都會追求不易出錯的計(jì)算書編寫方法，計(jì)算結(jié)果可靠是編寫計(jì)算書最重要的目標(biāo)，以下簡稱“結(jié)果可靠”；

（4）不管是什么樣的計(jì)算書，按照工作程序都應(yīng)該進(jìn)行校核，也是對設(shè)計(jì)工作負(fù)責(zé)任的必要態(tài)度，校核是否方便也會影響工作效率和計(jì)算結(jié)果的可靠程度，以下簡稱“校核方便”；

（5）不管什么樣的計(jì)算書編寫方法，我們都希望越容易掌握越好，這也是要考核的目標(biāo)之一，以下簡稱“掌握容易”。

一般來說編寫計(jì)算書時，“結(jié)果可靠”和“自動計(jì)算”同樣重要，“自動計(jì)算”相對于“校核方便”重要，“校核方便”相對于“版面精美”重要，“版面精美”與“掌握容易”同樣重要。采用0-4評分法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重：

由上可知，采用MATHCAD編寫計(jì)算書是最優(yōu)的水工計(jì)算書編寫方法，推薦廣大同仁編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書時采用此方法。另外，MATLAB+WORD也能很好的滿足水工計(jì)算書的編寫要求，也可以作為推薦方法。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張采芳，余愿，魯艷旻，MATLAB編程及仿真應(yīng)用[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2014：247-253.