基于Excel VBA的江埡及皂市水利樞紐工程大壩安全監測數據整編處理技術研究

曾興穎　程誠

摘 要：針對水電工程安全監測數據種類繁多，數據量大，且較為零亂的情況，本文通過總結以往監測數據分析中的數據整編和實測值計算比較復雜的問題，在基于大部分水電安全監測的數據都存儲在Excel表格中的條件下，提出應用編程簡單、通用性強、針對性突出的Excel VBA方法對監測數據進行整編和計算。通過觀察其在江埡及皂市水利樞紐工程大壩安全監測資料整編的應用效果，這種思路較好地解決了監測數據計算工作中遇到的枯燥、重復、繁瑣的人工處理和Excel表格中無法簡單處理的計算問題，同時提出了Excel VBA在水電監測工程的數據處理其它方面推廣應用的思路。

關鍵詞：Excel VBA;安全監測;水利樞紐;數據處理

1、Excel VBA

1.1 Excel VBA

VBA（Visual Basic for Applications）是軟件Visual Basic的一部分，Visual Basic為Windows操作系統編寫程序提供便捷，而VBA作為內部編程語言在Microsoft Office（MS Office，Office）應用程序中運行。VBA作為一個事件驅動的工具，可以使用它來告訴計算機啟動一個操作或一系列操作，為此，通過在編輯模塊中鍵入命令來構建自定義宏（即宏指令的簡稱）。

1.2 應用優點

VBA軟件不需要單獨購買，它是Microsoft Office 2010附帶的Visual Basic版本，Excel VBA提供了一套基于VB的高級編程工具，在應用過程中，無需借助其他工具創建解決方案，且VBA與Excel程序緊密整合，無需從頭開始創建編程。在多種工況下進行重復計算時，只需要根據建立的計算表格，充分利用宏及VBA程序編程即可快速完成開發。Excel VBA簡易性高，易于學習和使用。Excel程序所提供的錄制宏功能為用戶學習應用程序編碼模型提供一種簡易的途徑，同時快速獲取符合要求的VBA代碼。Excel VBA靈活性高，在使用過程中，根據用戶的習慣和對軟件的理解，為一個目標提供多種解決方案，讓復雜的事情達到高速高效的處理模式。

2、大壩安全監測數據現況

安全監測工作是貫穿工程生命全周期的重要工作，江埡、皂市水利樞紐安全監測共計約2400余個測點，目前，每年編制年度監測報表時只能由人工統計各測點數據進行錄入，由于錄入文件報表多達2000余個，導致過程耗時長，效率低、且極易出錯。

Excel在各行各業都有著廣泛的應用，它以其直觀的界面交互、便捷的數據錄入、強大的公式計算和豐富的圖表繪制功能成為最流行的數據處理軟件之一。自施工期開始，安全監測尚未進行自動化改造時，監測人員就以Excel表進行記錄、傳輸、測值轉換計算、數據分析、圖表制作等。但是，在以江埡、皂市為例的大型工程中使用時，由于安全監測儀器傳感器種類繁多、所測物理量數據轉換計算公式復雜統計分析圖表形式多樣，導致監測數據的處理、分析圖表的更新、報告的編制成為繁重而重復性的工作。往年季報、年報編制過程中對Excel的初級應用已無法滿足工程項目深度優化的需求。

自江埡、皂市水利樞紐完成建設安全監測自動化系統后，雖然配置了商業監測分析軟件，但因其未能完全結合實際工程特點、不易實時維護、不能根據新增需求及時修改更新，而僅被用作將數據導出為Excel的工具，其它大部分繪圖制表工作仍在Excel、Word里人工完成。

3、應用及成果

為了解決繁冗重復的查詢、統計等計算問題，本文利用Excel VBA編程技術，達到實現安全監測數據報表的自動統計、查詢及編制的目的。

2021年4～6月，已初步實現安全監測儀器數據在單一查詢條件下的數據自動處理。我們以皂市水利樞紐工程如壩頂引張線為例，進行了監測報表數據的自動處理。經實踐可證明Excel VBA能根據不同監測儀器要求，編制出不同代碼得以進行。工程中大壩安全監測儀器繁多、所測物理量數據轉換計算公式復雜統計分析圖表形式多樣，利用Excel VBA編程后可避免繁冗且重復的處理監測數據、更新分析圖表、編制報告等工作。

圖1表示利用Excel VBA編程技術后，各部位壩段數據監測情況。在設定的記錄時間點，數據自動生成后填充表格的模式替代原有的人工統計各測點數據模式，使得監測人員擺脫記錄高達上千監測點的機械繁冗工作，同時避免監測人員在紀錄過程中產生的人為誤差，促使大壩安全監測自動化系統進一步實現快捷、準確的目的。

圖1中3月15日8#壩段和9#壩段數據顯示為-.05（3-14）和-1.71（3-14），這表示的是8#壩段和9#壩段在3月15日未監測出數據，而Excel VBA編程技術根據監測儀器的相鄰位點（如數據中顯示的3月14日）選取可用數據自動生成填充，該現象在圖中多處可體現，如5月5日8#壩段、6月5日13#壩段等等。在多月甚至多年數據的統計中，Excel VBA編程技術可根據每支儀器自動生成過程線，從而使監測人員更直觀了解數據的波動規律，得出影響數據變化的一系列因素，如氣候、降水、水位等等。反之，通過穩定的過程線觀察出每支儀器的穩定性和可利用性。

4、結論

本研究在Excel基礎上實現安全監測數據的匯總、處理、分析和生成報告的關鍵技術，并共享相關自動處理程序以便隨時按需修改，將極大地減少人力，提高安全監測數據處理與資料整編的整體效率。在研究了相關技術文獻以及考查了類似的統計報表的特點之后，擬利用Excel內置的編程工具VBA（Visual Basic for Applications），實現安全監測數據報表的自動統計、查詢及編制，是大壩安全監測數據處理及整編分析的得力工具。

本文基于Excel已被安全監測行業廣為應用的基礎條件，研究針對以Excel自動化處理代替手工輸入的VBA程序，將有利于便捷、高效、精準地完成大壩安全監測數據處理及整編分析工作。

參考文獻

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