CN104392104A - 一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法，步骤为：1)读取外部电缆接点表中待加工电缆的各分支信息、电连接器对信息以及每对电连接器间所使用到的导线的规格和数量信息，得到包含上述完整信息的电缆导线根数表；2)获取电缆分支长度图，编制结构化电缆分支长度数据；3)计算获得每根电缆中每对电连接器之间的导线长度。本发明方法实现了复杂电缆长度的自动计算，大大减少了人工计算和处理的工作量，满足高效率、高质量的航天产品研制要求，解决了一个长期困扰航天器低频电缆研制工作中的问题和困难，使航天器低频电缆产品的研制工作中的自动化水平得到了进一步提高。

Description

一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法

技术领域

本发明属于航天器低频电缆生产领域，涉及一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法。

背景技术

航天器低频电缆网是实现航天器各分系统仪器设备或地面设备之间的电力输送、指令传输、信息交换等功能的重要设备，是星、船系统中的“血管”和“神经网络”，航天器低频电缆网质量的优劣对于航天器的综合性能至关重要，决定着飞行任务的成败，特别是对载人任务，关系着航天员的生命。

目前航天器低频电缆网产品的研制任务非常繁重，然而传统情况下，由于航天器低频电缆产品的特殊性(小批量，多品种，结构复杂，连接关系复杂)，产品投产前的准备工作一直无法与生产主线分开，严重影响了整套低频电缆的研制进度，进而影响整星的研制进度，成为了整星研制的短板。

航天器电缆一般由电连接器和导线束组成，其产品结构示意图如图4所示(由4个电连接器和导线束组成)：

要完成电缆产品的研制，第一步就是要根据设计文件中的内容，计算出每根电缆中所要使用的各种规格的导线的根数及长度并生成下线表，该文件描述了每根电缆、每对电连接器间各种规格导线的根数和长度，然后由操作人员根据下线表中的数据，按要求将成轴的导线截断成指定的加工长度，并进一步完成后续的加工、研制工作。

传统情况下，上述工作主要使用手工计算方法，而计算导线长度时，则需要对几十乃至上百页的图纸逐段累加每根电缆中每个分支的长度。由上述描述可知，该工作的工作量巨大，难以由工艺人员独立完成，因此，一般采用“人海战术”，即将所有电缆的设计文件分发给每个操作者，由操作者分别计算自己所负责的电缆导线的根数和长度，并执行下线(将成轴的导线按需求的长度截断)操作。这样无法将生产准备工作与产品的生产主线分开，严重影响了电缆产品的研制进程和效率，常常导致整套航天器低频电缆的研制进度不可控，对航天事业的发展非常不利。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法，解决了之前航天器低频电缆产品研制过程中完全依靠人工计算导线根数和长度，效率低、工作量大、计算结果准确性不高的问题。

本发明的技术方案是：一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法，包括如下步骤：

(1)读取外部电缆接点表中待加工电缆的各分支信息、电连接器对信息以及每对电连接器间所使用到的导线的规格和数量信息，得到包含上述完整信息的电缆导线根数表；所述的电缆接点表中信息包括电缆代号、始端电连接器代号和规格、终端电连接器代号和规格、始端接点号、终端接点号、导线规格、导线根数；

(2)获取电缆分支长度图，编制结构化电缆分支长度数据；

(3)根据步骤(1)获得的电缆导线根数表，以及步骤(2)获得的结构化电缆分支长度数据表，计算获得每根电缆中每对电连接器之间的导线长度。

所述步骤(1)中根据电缆接点表提取电连接器对之间导线的根数信息列表的具体方法为：

(11)建立一个空的散列表hash_table2；

(12)读取电缆接点表中第一根电缆的第一个接点对信息，包括：电缆代号cable2、始端电连接器的代号beg_code2、始端电连接器的规格beg_type2、终端电连接器的代号end_code2、终端电连接器的规格end_type2、导线规格wire_type2以及导线的根数wire_cnt2；

(13)将电缆代号cable2、始端电连接器代号beg_code2、始端电连接器规格beg_type2、终端电连接器代号end_code2、终端电连接器规格end_type2、导线规格wire_type2组合起来作为关键字key2；如果该关键字key2在散列表hash_table2中存在，则将散列表中与该关键字key2对应的数据内容更新，更新后的数据为原数据内容与导线根数wire_cnt2相加；如果该关键字key2在散列表hash_table2中不存在，则设置散列表中与关键字key2值对应的数据内容为wire_cnt2；读取当前电缆的下一个接点对信息，并重复执行步骤(12)～步骤(13)，直到待处理的接点表中的所有数据都完成了处理，并进入步骤(14)；

(14)建立一个空的数据文件，设置该数据文件当前行row2为1；

(15)读取散列表hash_table2中的第row2行数据，将关键字key2中的电缆代号cable2写入数据文件第1列，将始端电连接器代号beg_code2写入数据文件第2列，始端电连接器规格beg_type2写入数据文件第3列，终端电连接器代号end_code2写入数据文件第4列，终端电连接器规格end_type2写入数据文件第5列，导线规格wire_type2写入数据文件第6列；将导线根数wire_cnt2写入数据文件第7列；将当前处理的行号row2加1，重复执行步骤(15)，直到row2等于散列表hash_table2中的数据行数，得到电缆导线根数表。

所述步骤(2)中根据电缆分支长度图编制结构化分支长度数据表的具体方法为：

(21)建立一个空的数据表，第一行写入电缆代号，格式为“graph：A”，其中A表示电缆代号；

(22)从下一行开始写入结构化电缆分支长度数据，每一行的格式均为“edge:B，C，D”，B表示当前段的始端，C表示当前段的终端，D表示当前段的长度；

(23)上述过程完成后，下一行写入新的电缆代号，并重复步骤(22)，最终获得结构化的电缆分支长度数据表。

所述步骤(3)中计算获得每根电缆中每对电连接器之间的导线长度的具体方法如下：

(31)建立一个空的散列表graph_table4；

(32)读取结构化分支长度数据表中每根电缆的信息；将电缆代号作为数据结构图的名称，每行数据作为组成数据结构图的一条边；将电缆代号作为关键字key4，将每个数据结构图作为散列表中与关键字key4对应的内容保存在散列表graph_table4中；

(33)打开步骤(2)获得的结构化的电缆分支长度数据表；选取待处理电缆分支的起始行号startrow4和结束行号stoprow4，设定当前处理的行号为row4等于startrow4；建立一个空的数据列表list_cable4；

(34)读取电缆导线根数表中当前行row4的数据，从第1列中读取电缆代号cable4，从第2列中读取始端电连接器代号beg_code4，从第4列中读取终端电连接器代号end_code4；用电缆代号cable4作为关键字在散列表graph_table4中定位，找到key4与cable4相同的数据结构图，使用beg_code4和end_code4作为输入参数，利用Dijkstra算法计算获得数据结构图中从beg_code4到end_code4两点之间的最短路径，将该最短路径数据写入当前行row4的第8列中，并将row4加1；重复步骤(34)，直到row4的值等于stoprow4；最终获得每根电缆中每对电连接器之间的导线长度。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)使用传统方法，一般采用“人海战术”，和“化整为零”的方法，将整套电缆(通常为100根左右)分解，将其分别分发给数十位操作者，由每位操作者分别计算自己所负责的导线根数。由于每根电缆的设计文件数据量庞大(通常由十几或几十页文件所组成)，因此计算导线根数时，需要操作者逐行对数据进行汇总和统计。另外由于相同始端、终端以及线型的数据在设计文件中分散在文件各处，因此操作者需反复前后翻阅文件，才能得到完整的数据。即便如此，也很容易造成数据计算错误，影响后续工作的顺利进行。只计算导线根数这项工作，往往需花费每位操作者数个工作日，而计算结果的正确性往往无法保证。而使用本方法计算导线根数，只需要数分钟即可完成整套电缆所有导线根数的计算，大幅提高了处理效率，同时计算精度也较高，总体来说能达到95％以上的正确性。(另外5％的数据错误往往是由于设计文件中的异常情况导致)

(2)在计算导线长度时，需要操作者针对设计图纸(电缆分支图)，结合上步得到的导线根数表，逐段累加导线的长度，最终得到电缆中每个分支的总长度。一般需要2至3个工作日，可操作者本人所负责的十几根电缆的计算工作，合计所有操作者，则需要数十个工作日。而使用本方法，只需要工艺人员将电缆分支图编制成数字化的形式，并进行校对，大约需2-4小时，之后通过本方法只需数十秒即可完成整套产品的全部长度计算工作；

(3)考虑另外一个角度，使用传统方法，只能将在产品研制主线过程中完成计算，造成产品研制时间的延长；而使用本方法，可将生产主线和计算工作分别进行，缩短产品研制主线，确保型号研制任务的按时完成。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为外部设计文件-接点表的示例；

图3为外部设计文件-电缆分支图的示例；

图4为最终计算结果示意图；

图5为计算获得导线根数的主要流程示意图；

图6为计算获得导线长度的主要流程示意图；

具体实施方式

本发明一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法主要流程如图1所示，包括如下步骤：

(1)读取外部电缆接点表(如图2)中待加工电缆的各分支信息、电连接器对信息以及每对电连接器间所使用到的导线的规格和数量信息，得到包含上述完整信息的电缆导线根数表；所述的电缆接点表中信息包括电缆代号、始端电连接器代号和规格、终端电连接器代号和规格、始端接点号、终端接点号、导线规格、导线根数(如图5所示)；

(11)建立一个空的散列表hash_table2；

(12)读取电缆接点表中第一根电缆的第一个接点对信息，包括：电缆代号cable2、始端电连接器的代号beg_code2、始端电连接器的规格beg_type2、终端电连接器的代号end_code2、终端电连接器的规格end_type2、导线规格wire_type2以及导线的根数wire_cnt2；

(13)将电缆代号cable2、始端电连接器代号beg_code2、始端电连接器规格beg_type2、终端电连接器代号end_code2、终端电连接器规格end_type2、导线规格wire_type2组合起来作为关键字key2；如果该关键字key2在散列表hash_table2中存在，则将散列表中与该关键字key2对应的数据内容更新，更新后的数据为原数据内容与导线根数wire_cnt2相加；如果该关键字key2在散列表hash_table2中不存在，则设置散列表中与关键字key2值对应的数据内容为wire_cnt2；读取当前电缆的下一个接点对信息，并重复执行步骤(12)～步骤(13)，直到待处理的接点表中的所有数据都完成了处理，；

(14)建立一个空的数据文件，设置该数据文件当前行row2为1；

(15)读取散列表hash_table2中的第row2行数据，将关键字key2中的电缆代号cable2写入数据文件第1列，将始端电连接器代号beg_code2写入数据文件第2列，始端电连接器规格beg_type2写入数据文件第3列，终端电连接器代号end_code2写入数据文件第4列，终端电连接器规格end_type2写入数据文件第5列，导线规格wire_type2写入数据文件第6列；将导线根数wire_cnt2写入数据文件第7列；将当前处理的行号row2加1，重复执行步骤(15)，直到row2等于散列表hash_table2中的数据行数，得到电缆导线根数表。

(2)获取电缆分支长度图(如图3所示)，编制结构化电缆分支长度数据；

(21)建立一个空的数据表，第一行写入电缆代号，格式为“graph：A”，其中A表示电缆代号；

(22)从下一行开始写入结构化电缆分支长度数据，每一行的格式均为“edge:B，C，D”，B表示当前段的始端，C表示当前段的终端，D表示当前段的长度；

(23)上述过程完成后，下一行写入新的电缆代号，并重复步骤(22)，最终获得结构化的电缆分支长度数据表。

(3)根据步骤(1)获得的电缆导线根数表，以及步骤(2)获得的结构化电缆分支长度数据表，计算获得每根电缆中每对电连接器之间的导线长度(如图6所示)。

(31)建立一个空的散列表graph_table4；

(32)读取结构化分支长度数据表中每根电缆的信息；将电缆代号作为数据结构图的名称，每行数据作为组成数据结构图的一条边；将电缆代号作为关键字key4，将每个数据结构图作为散列表中与关键字key4对应的内容保存在散列表graph_table4中；

(33)打开步骤(2)获得的导线根数表；选取待处理电缆分支的起始行号startrow4和结束行号stoprow4，设定当前处理的行号为row4等于startrow4；建立一个空的数据列表list_cable4；

(34)读取电缆导线根数表中当前行row4的数据，从第1列中读取电缆代号cable4，从第2列中读取始端电连接器代号beg_code4，从第4列中读取终端电连接器代号end_code4；用电缆代号cable4作为关键字在散列表graph_table4中定位，找到key4与cable4相同的数据结构图，使用beg_code4和end_code4作为输入参数，利用Dijkstra算法计算数据结构图中从beg_code4到end_code4两点之间的最短路径，将该最短路径数据写入当前行row4的第8列中，并将row4加1；重复步骤(34)，直到row4的值等于stoprow4；最终获得每根电缆中每对电连接器之间的导线长度。

实施例：

1.根据“电缆导线接点表”提取导线根数信息，生成下线表的导线根数部分；

(1)建立空的散列表；

(2)读取导线根数信息

在图2所示的接点表中找到每根电缆的起始标记，将接点表中的“始端”字样作为起始标记。根据起始标记与电缆代号的关系，读取“电缆代号”所在的行和列可以得到“电缆代号”数据。根据相对位置可提取电连接器相关信息，包括电连接器的代号和规格。

(3)将电缆代号，电连接器信息，线径，数量加入散列表：

逐行读取接点关系所在的行，只需读取线径和根数信息即可，将其与之前的电缆代号信息，电连接器代号信息合并作为关键字加入组合关键字典列表中。如下所示：

Key:<电缆代号><始端代号><始端规格><终端代号><终端规格><线径>

通过该关键字即可唯一确定每对连接关系中各种导线线径的信息，累计相同关键字的导线根数数据即可得到整根电缆的导线根数数据。

(4)建立空的数据文件；

(5)将散列表中的数据写入数据文件中。

循环处理散列表中的数据，将其写入数据文件中。其中第1列为电缆代号，第2、3列为始端电连接器的代号和规格，第4、5列为终端电连接器的代号和规格；第6列为导线的规格，第7列为导线根数。

2.将纸质版分支长度图转换成结构化数字版本的分支长度图；

经过研究和分析，我们知道该分支长度图实际上是计算机数据结构“图”的一个变种，可以使用“图”的理论来解决相关问题。因此只需要将电缆分支图转换成计算机数据结构“图”，并利用“图的最短路径算法”即可完成“图”中任意两点间的最短路径的计算。因此首先需将原始的分支长度图转换为计算机可识别、可处理的结构化数据。

为此我们设计了“电缆分支长度图”的结构化描述文件格式，如图2所示的图用结构化语言描述，第一行如下所示：

graph:WC02，代表当前电缆代号；

随后逐段编制该电缆的线短长度，如下所示：

edge:VY45-X1,M_1,2270

edge:X81CN(N),M_1,2640

edge:M_1,M_0,2640

edge:M_0,X82CF(N),5780

edge:M_0,X14B(N),220

其中，每行数据都用特殊标记(在本文件中用“graph:”和“edge:”)来对文件数据进行标记，确保文件格式正确。其中“graph:”之后的W01为图的编号，在电缆分支图中就是电缆代号。其后的每行以“edge:”开头的数据都是每一条边的描述，每行数据用两个逗号隔开，共三个数据：第一个数据为边的始端节点，第二个数据为边的终端节点，最后一个数据为边的长度(单位为mm)。在电缆的分支图中，只有电连接器节点有命名，使用的电连接器代号，而中间节点是没有代号的，因此在这里我们可以临时增加一个命名，在这里，我用“MID*”来描述(星号可以用任何数字来代替，以区分不同的中间节点)。

3.根据对接关系计算导线长度并添加到下线表的设计长度部分；

准备完成电缆根数数据文件和电缆长度数据文件之后，就可以整合生成完整的电缆设计长度文件。具体来说：

(1)建立空的散列表；

(2)读取结构化分支长度图中的电缆长度数据，并建立每个电缆的图，将其加入散列表中。

(3)打开导线根数表，设置数据处理的起始行和结束行，建立空的数据列表；

(4)逐行读取电缆连接关系，将其中的数据加入数据列表中，根据其中的电连接器始端和终端代号信息在相应的电缆分支长度图中使用Dijkstra算法进行最短路径计算，即可得到每根电缆各种不同导线规格的长度数据，最后将长度数据写入当前数据文件中。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (4)

1.一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)读取外部电缆接点表中待加工电缆的各分支信息、电连接器对信息以及每对电连接器间所使用到的导线的规格和数量信息，得到包含上述完整信息的电缆导线根数表；所述的电缆接点表中信息包括电缆代号、始端电连接器代号和规格、终端电连接器代号和规格、始端接点号、终端接点号、导线规格、导线根数；

(2)获取电缆分支长度图，编制结构化电缆分支长度数据；

(3)根据步骤(1)获得的电缆导线根数表，以及步骤(2)获得的结构化电缆分支长度数据表，计算获得每根电缆中每对电连接器之间的导线长度。

2.根据权利要求1所述的一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法，其特征在于：所述步骤(1)中根据电缆接点表提取电连接器对之间导线的根数信息列表的具体方法为：

(11)建立一个空的散列表hash_table2；

(12)读取电缆接点表中第一根电缆的第一个接点对信息，包括：电缆代号cable2、始端电连接器的代号beg_code2、始端电连接器的规格beg_type2、终端电连接器的代号end_code2、终端电连接器的规格end_type2、导线规格wire_type2以及导线的根数wire_cnt2；

(13)将电缆代号cable2、始端电连接器代号beg_code2、始端电连接器规格beg_type2、终端电连接器代号end_code2、终端电连接器规格end_type2、导线规格wire_type2组合起来作为关键字key2；如果该关键字key2在散列表hash_table2中存在，则将散列表中与该关键字key2对应的数据内容更新，更新后的数据为原数据内容与导线根数wire_cnt2相加；如果该关键字key2在散列表hash_table2中不存在，则设置散列表中与关键字key2值对应的数据内容为wire_cnt2；读取当前电缆的下一个接点对信息，并重复执行步骤(12)～步骤(13)，直到待处理的接点表中的所有数据都完成了处理，并进入步骤(14)；

(14)建立一个空的数据文件，设置该数据文件当前行row2为1；

(15)读取散列表hash_table2中的第row2行数据，将关键字key2中的电缆代号cable2写入数据文件第1列，将始端电连接器代号beg_code2写入数据文件第2列，始端电连接器规格beg_type2写入数据文件第3列，终端电连接器代号end_code2写入数据文件第4列，终端电连接器规格end_type2写入数据文件第5列，导线规格wire_type2写入数据文件第6列；将导线根数wire_cnt2写入数据文件第7列；将当前处理的行号row2加1，重复执行步骤(15)，直到row2等于散列表hash_table2中的数据行数，得到电缆导线根数表。

3.根据权利要求1所述的一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法，其特征在于：所述步骤(2)中根据电缆分支长度图编制结构化分支长度数据表的具体方法为：

(21)建立一个空的数据表，第一行写入电缆代号，格式为“graph：A”，其中A表示电缆代号；

(22)从下一行开始写入结构化电缆分支长度数据，每一行的格式均为“edge:B，C，D”，B表示当前段的始端，C表示当前段的终端，D表示当前段的长度；

(23)上述过程完成后，下一行写入新的电缆代号，并重复步骤(22)，最终获得结构化的电缆分支长度数据表。

4.根据权利要求1所述的一种航天器低频电缆导线长度及数量的确定方法，其特征在于：所述步骤(3)中计算获得每根电缆中每对电连接器之间的导线长度的具体方法如下：

(31)建立一个空的散列表graph_table4；

(32)读取结构化分支长度数据表中每根电缆的信息；将电缆代号作为数据结构图的名称，每行数据作为组成数据结构图的一条边；将电缆代号作为关键字key4，将每个数据结构图作为散列表中与关键字key4对应的内容保存在散列表graph_table4中；

(33)打开步骤(2)获得的结构化的电缆分支长度数据表；选取待处理电缆分支的起始行号startrow4和结束行号stoprow4，设定当前处理的行号为row4等于startrow4；建立一个空的数据列表list_cable4；

(34)读取电缆导线根数表中当前行row4的数据，从第1列中读取电缆代号cable4，从第2列中读取始端电连接器代号beg_code4，从第4列中读取终端电连接器代号end_code4；用电缆代号cable4作为关键字在散列表graph_table4中定位，找到key4与cable4相同的数据结构图，使用beg_code4和end_code4作为输入参数，利用Dijkstra算法计算获得数据结构图中从beg_code4到end_code4两点之间的最短路径，将该最短路径数据写入当前行row4的第8列中，并将row4加1；重复步骤(34)，直到row4的值等于stoprow4；最终获得每根电缆中每对电连接器之间的导线长度。