电绝缘试验线束分组软件开发范文

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摘要：通过对地铁车辆电缆进行电绝缘试验时线束分组的需求分析，开发了线束分组软件。介绍了利用C#自动导入EXCEL表格形式的接线清单；深入研究ADO.NET方法的数据库访问技术，使得对数据库的操作更加简单便捷；利用深度优先搜索算法作为搜索规则获取清单中元件的电气连接关系。经过几种车型的接线清单调试后，该线束分组软件能够快速有效的搜索出随意选定元件或点位的连接关系，并使用不同颜色标注出所在的电压等级。

关键词：地铁车辆；自动识别；电气连接关系；深度优先搜索算法；ADO.NET

前言

随着社会的进步，地铁车辆逐渐成为城市交通不可缺少的重要形式，其运行的可靠性也逐渐受到社会的关注和重视。而电缆作为地铁车辆常用元器件之一，具有连接各电气设备及信息传输等重要作用，为了保证各类电缆电气的可靠性，运行的安全性，对地铁车辆电缆进行电绝缘试验是完全必要的。电缆是地铁车辆的血液供给和神经系统，遍布于地铁车辆所有的电路。地铁车辆电路分为动力电路、控制电路和信号电路，不同电路使用电缆规格有所不同，相同电路控制的设备或者传输的信号不同所使用的电缆规格也各有差异，因此对地铁车辆电缆进行电绝缘试验时不同规格电缆要区分开来，设计一款对地铁车辆电缆线束分组的软件是十分必要的。目前，地铁车辆电缆电绝缘试验中线束分组处在一个较低的水平，人工根据接线清单查找所有电缆的规格和元件点位的连接关系，这种方式灵活性、准确性、效率上存在明显的不足。为了提高实时性、准确性和降低成本，本文设计出了操作方便、带有友好界面的一款线束分组软件，利用计算机代替人工操作，提高了线束分组的实时性，降低了成本，适用于各种地铁车辆的接线清单，提高了电绝缘试验的速度和灵活性。

一、软件设计方案

（一）需求分析。地铁车辆线缆电绝缘试验中部分线缆工作电压相近的电压等级合并进行耐压试验，根据某公司工艺文件中对电压等级进行的分组，由低到高分别为AA（4B、2B、1A等级）、BB（4A等级）、CC（5C、5D、5E等级）、DD（5B等级）、EE（5A等级）、BL（各等级屏蔽线及屏蔽引出线），在现场电缆电绝缘试验时，为了提高工作效率，工作人员需找出各元件器件点位的电气连接关系，将处在相同组的电缆中引出一根电缆，或者如此重复操作找出多根电缆短接后引出一根线做试验。因此，本软件需实现如下功能：（1）电压等级可自动分组，目前存在AA、BB、CC、DD、EE、BL六个组，为了防止后续有可能还会对等级进行调整，增加FF组做预留，并且分组内的电压等级可自定义；（2）自动生成一套完整的查找步骤，可实现单车接线清单查找电气连接关系，多车接线清单查找元件点位差异；（3）为了区分查找到的电气连接关系，将不同的分组使用不同的颜色标示出来，将连接关系中特殊电缆（电压等级前后发生改变）字体标色显示，根据用户不同习惯，颜色可自定义；（4）结果实现“所见即所得”以EXCEL表格形式导出。

（二）界面设计。程序主体建立在C#窗口应用程序基础之上，使用DataGridView控件来显示加载的地铁车辆接线清单和查询结果，其他功能通过Button、StatusStrip、MenuStrip、TextBox、Label、ComboBox、ListView等控件相互配合实现。

（三）软件框架。根据对地铁车辆线束分组软件功能需求和性能需求的分析，论文对线束分组软件进行了深入的研究。

二、软件部分功能设计

软件设计的关键是自动导入和识别不同车型的EXCEL表格形式的接线清单，分析并使用颜色区分所有线缆点位的电气连接关系。

（一）导入EXCEL表格接线清单。提供接线清单表只为EXCEL表格形式，EXCEL表版本和格式各不相同，再则不同车型的接线清单内容差异较大，为了在不改变代码的前提下实现不同版本不同内容接线清单自动导入，需要对接线清单表制定统一规格。清单表中包含了所有元件的始端连接件、始端位置、始端名称、始点位、线号、末端位置、末端名称、末点位、屏蔽代码、车型、等级、末端连接件等可以将清单表还原为电气接线图的信息。导入EXCEL表格接线清单的过程就是软件根据用户选定欲加载清单路径自动读取清单内容的过程。C#通过ODBC类访问EXCEL数据，由于ODBC使用标准SQL语言作为数据库访问语言，它将EXCEL表格作为一般的数据库来访问，简单易行，因此选择使用ODBC读取EXCEL文件。

（二）接线清单预处理。清单导入之后根据试验需求，需要做一些预处理，例如清单中车型非本实验所在车型的行删除、清单中始末点位有一端为NC*或者为SH36*统一作为NC或者SH36处理、清单中始末点位同为GRD或者NC的行删除。在传统的数据库应用程序中，客户端建立到数据库的连接并保持打开状态，直到应用程序结束才断开数据库连接。这样多个应用程序访问数据库时，数据库连接池的连接数量大，程序的实时性很难得到保证。为了提高数据查询的效率，并且防止数据操作时破坏原EXCEL表格，因此采用ADO.NET数据库访问技术，ADO.NET的优点之一是支持断开数据库连接的结构体系。它通过Dataset对象来实现断开连接的体系结构。Dataset可以在与数据库断开连接的状态下，任何时候根据需要对数据进行处理。使用ADO.NET技术将数据源EXCEL表格检索来的数据填充到高速缓存Dataset中，这样在保存原EXCEL表完整性的同时大大减少了打开数据库连接的数目，提高访问数据库效率。

（三）逻辑分析。逻辑分析是对接线清单预处理后的元件关系还原成类似电气连接图的过程。确定清单中元件点位的电气连接关系是清单点位查询的基础。为了减少用户某一点位或者某些元件名称的电气连接关系，在接线清单加载时先确定所有元件下所有点位的电气连接关系，而电气连接关系的确立，需要分析实际人工分线原理、建立程序的自动搜索原则。现场人工分线原理：以欲查找的元件名称为始端名称、点位名称为始点位在接线清单中查找将所有行的末端名称和末点位，将每一个末端名称作为始端名称，末点位作为始点位再继续查找，直至查找不到或者与之前已查找到的名称和点位重复，则停止查询。每查询到一条记录根据其所在的电压等级使用颜色标注。为了提高效率和减少人工操作产生漏项或错项，本线束分组软件建立类似深度优先搜索（DFS）算法的搜索规则。DFS是搜索算法的一种，其访问顺序如图 3所示。它沿着树的深度遍历树的节点，如果某一个节点的所有边都被搜索过，将会回到与该节点在同一层的其他节点作为起始节点继续访问，直到遍历到所有节点为止。如果还存在未被发现的节点，则选择其中一个节点作为源节点重复以上过程。通过这种算法，对整个接线清单搜索，每个搜索节点为元件名称-点位-行索引-电压等级-电压等级是否发生改变，生成一条条支路，用户查询某一点位时，只需找到以此点位为源节点的整个支路，便可找到与之相关的所有电气连接关系。

三、试验

按照以上功能需求和设计原理，开发了地铁车辆电绝缘试验线束分组软件。并模拟某公司某车型电绝缘现场某点位和某些元件名称进行了测试，测试前先设定等级分组和等级标示颜色。

四、结语

根据现场电绝缘试验线束分组的功能需求和性能需求，设计了地铁车辆电绝缘试验线束分组软件。本文对线束分组软件进行了研究分析，程序编写过程中首先自动导入和识别不同车型的EXCEL表格形式的接线清单，并利用深度优先搜索算法制定了一组确定接线清单中元件点位电气连接关系的搜索规则，方便以后编写程序实现自动测试。经过一系列的调试和修改，本线束分组软件能准确的查找用户随意选定元件或者点位的电气连接关系，提高了电缆电绝缘试验中线束分组工作的效率和准确性。

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作者：周丽梅；白璐；刘云龙；印玺 单位：南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司