錢小云,黃 昆,江俊斌

(中國衛(wèi)星海上測控部,江蘇江陰214431)

0 引言

航天測量船是執(zhí)行航天器海上測控任務(wù)的主要力量,其搭載的各種測控通信設(shè)備工作原理及信號流程都十分復(fù)雜,信號電纜走線更是錯綜復(fù)雜。目前主要通過手工查閱設(shè)備圖紙資料和接線表的方式來確定實際線纜走線關(guān)系,這種方法往往要耗費(fèi)較多人力和時間,特別是在應(yīng)急搶修設(shè)備的情況下,更是浪費(fèi)了寶貴時間。而且手工查詢方式要求查詢?nèi)藛T對圖表資料極其熟悉,能夠快速準(zhǔn)確地定位需要的信號線纜,出現(xiàn)錯誤將直接影響設(shè)備搶修和任務(wù)的完成,這與航天測控任務(wù)要求參試設(shè)備具有高可靠性、強(qiáng)應(yīng)急能力形成了突出矛盾。下面在對現(xiàn)有資料及手工查詢方式深入分析研究的基礎(chǔ)上,通過設(shè)計科學(xué)合理的查詢算法,將信號走線查詢工作交由計算機(jī)軟件處理實現(xiàn),極大地提高查詢效率及設(shè)備應(yīng)急處理能力。同時該軟件也可作為崗位人員學(xué)習(xí)設(shè)備的輔助工具。

1 可行性分析

1.1 現(xiàn)有資料分析

設(shè)備現(xiàn)有所附資料為信號電纜走線圖(以下簡稱走線圖)和電纜連線表(以下簡稱連線表)。其中走線圖由系統(tǒng)、子系統(tǒng)及具體功能模塊3層結(jié)構(gòu)組成。

其中具體的功能模塊圖直觀提供每個單元模塊內(nèi)部各信號節(jié)點(diǎn)與其他信號節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系及對應(yīng)的編號;子系統(tǒng)圖直觀提供同一子系統(tǒng)下各功能模塊之間各信號節(jié)點(diǎn)與其他信號節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系及對應(yīng)的編號;系統(tǒng)圖則直觀提供了各子系統(tǒng)之間每個信號節(jié)點(diǎn)與其他信號節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系及對應(yīng)的編號。

3種圖中都不提供信號節(jié)點(diǎn)相關(guān)功能描述,需要查找對應(yīng)連線表。現(xiàn)有的系統(tǒng)電纜走線圖的組成如圖1所示。

圖1 電纜走線圖各部分關(guān)系

連線表也分為3個層次:系統(tǒng)、子系統(tǒng)及具體功能模塊。每張連線表都對應(yīng)一張走線圖,通過連線表表內(nèi)部編號與走線圖中的編號一一映射關(guān)聯(lián)起來。電纜連線表記錄形式如表1所示。

表1 電纜連線示例表

連線表中“項目代號”為設(shè)備各種形式的接口,“端子號”對應(yīng)該接口芯子編號。從連線表中可以看出:通過查閱連線表中的編號才能明確對應(yīng)走線圖中與該編號關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的功能及其連接的下一節(jié)點(diǎn)號,所以在手工查詢時必須結(jié)合走線圖和連線表。

1.2 手工查詢方式分析

現(xiàn)有手工查詢方式為圖表結(jié)合方式,該方式首先在走線圖中確定感興趣的起始節(jié)點(diǎn)或在連線表中確定感興趣的功能,在走線圖中的線路上得到與該節(jié)點(diǎn)(或功能)連接的下一節(jié)點(diǎn)及編號,再根據(jù)編號到對應(yīng)連線表中查出其對應(yīng)功能。而后再將查得的下一節(jié)點(diǎn)作為起始點(diǎn)繼續(xù)查詢直至結(jié)束。手工查詢方式流程如圖2所示。

圖2 手工查詢流程

上述2種查詢方式都有一個缺點(diǎn):手工在圖表之間反復(fù)查找特別耗時。尤其是在故障定位時,需要操作人員對設(shè)備信號流程和表圖結(jié)構(gòu)十分熟悉,才能較為迅速地在表中或圖中找到故障部位,進(jìn)而進(jìn)一步確定故障原因。

2 算法設(shè)計

算法是根據(jù)起始節(jié)點(diǎn)設(shè)計記錄表中相關(guān)節(jié)點(diǎn)的動態(tài)鏈表生成。該動態(tài)鏈表以起始節(jié)點(diǎn)為鏈表首節(jié)點(diǎn),根據(jù)該節(jié)點(diǎn)查詢獲得新的若干節(jié)點(diǎn)后做一次判別,如果新節(jié)點(diǎn)未在鏈表中出現(xiàn)過則添加鏈表結(jié)尾做待查詢處理,反之對新節(jié)點(diǎn)不做處理。在本次查詢所得所有新節(jié)點(diǎn)處理完畢后即完成本節(jié)點(diǎn)的查詢。完成一個節(jié)點(diǎn)查詢后移到鏈表中下一個節(jié)點(diǎn)再做查詢操作,重復(fù)上述步驟,直至鏈表尾節(jié)點(diǎn)查詢且無新節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)時,即完成一次完整線纜走線關(guān)系的查詢。因為某路信號所涉及節(jié)點(diǎn)的個數(shù)是有限的,所以查詢總能正常結(jié)束。結(jié)合數(shù)據(jù)庫中表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和簡化查詢操作,將查詢操作分為向上查詢和向下查詢。其中向上查詢就是把鏈表中節(jié)點(diǎn)比對數(shù)據(jù)表中連接點(diǎn)二作為查詢條件執(zhí)行查詢,再根據(jù)判斷條件將查詢所得節(jié)點(diǎn)添加鏈表中。而向下查詢則是把鏈表中節(jié)點(diǎn)比對數(shù)據(jù)表中連接點(diǎn)一作為查詢條件執(zhí)行查詢,再根據(jù)判斷條件將查詢所得節(jié)點(diǎn)添加鏈表中。算法基本流程如圖3所示。

圖3 查詢算法的基本流程

3 軟件設(shè)計實現(xiàn)

程序?qū)崿F(xiàn)是以航天測量船船載衛(wèi)星通信站伺服設(shè)備為例,具體闡述設(shè)備走線關(guān)系查詢軟件實現(xiàn)整體設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)。船載衛(wèi)星通信站伺服設(shè)備走線關(guān)系查詢軟件的主要功能是通過動態(tài)鏈表生成和對動態(tài)鏈表中每個節(jié)點(diǎn)的查詢操作獲取某路信號實際的線纜走線關(guān)系,并將最終所得結(jié)果送人機(jī)界面顯示,其整體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 船載衛(wèi)通站伺服設(shè)備走線關(guān)系查詢軟件整體結(jié)構(gòu)

3.1 數(shù)據(jù)表設(shè)計及數(shù)據(jù)庫操作

考慮設(shè)備連線表連線的數(shù)目都在萬條以下,存儲到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)量有限,同時軟件需要在未聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)中使用的特點(diǎn),采用Microsoft Office Acess 2003數(shù)據(jù)庫存儲設(shè)備各組成部分的連線表中數(shù)據(jù)。為方便對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)查詢操作,調(diào)整設(shè)計后的數(shù)據(jù)表如表2所示。

表2 Acess數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)表示例部分

該程序采用(ActiveX Date Object,ADO)編程模型對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問操作:

①初始化COM庫,引入ADO定義庫文件;

②用Connection對象連接、打開數(shù)據(jù)庫;

③利用建立好的 Connection對象,通過Recordset對象取得結(jié)果記錄集進(jìn)行查詢、處理;

④使用完畢后關(guān)閉數(shù)據(jù)庫并釋放對象。

在該程序中,初始化程序時就將Connection對象創(chuàng)建連接數(shù)據(jù)庫,直到整個程序退出時再關(guān)閉釋放該對象。每次數(shù)據(jù)庫的查詢操作交由 Recordset對象來進(jìn)行處理,在數(shù)據(jù)獲取處理以后再及時釋放對應(yīng)的Recordset對象。

3.2 軟件實現(xiàn)

軟件采用Visual Stduio 2005作為開發(fā)環(huán)境,創(chuàng)建了基于Microsoft基礎(chǔ)類(MFC)的Windows可執(zhí)行應(yīng)用程序。同時利用面向?qū)ο?OOP)技術(shù),將設(shè)備的各種屬性和操作抽象出來封裝成類,而后根據(jù)該類聲明相應(yīng)對象,與實際設(shè)備一一對應(yīng)。軟件不僅實現(xiàn)按信號節(jié)點(diǎn)號查詢的功能,還根據(jù)實際工作需要增加按信號功能查詢和結(jié)果輸出至文本文檔等功能。

按節(jié)點(diǎn)號查詢的算法C++源代碼實現(xiàn)是利用一個循壞語句來遍歷鏈表中已有所有節(jié)點(diǎn),判別當(dāng)前查詢所得節(jié)點(diǎn)是否在鏈表中已出現(xiàn)過,并根據(jù)判別結(jié)果設(shè)置標(biāo)志位。根據(jù)標(biāo)志位來該節(jié)點(diǎn)決定是否需要添加到鏈表中。其關(guān)鍵部分源代碼如下:

IsIn=false;

curRecord=head;

while(curRecord)

{

if(curRecord-＞Node!=str[1]||curRecord-＞Port!=str[2])

{

curRecord=curRecord-＞Next;

}

else

{

IsIn=true;

break;

}

}

if(!IsIn)

{

newRecord=new Record;

if(newRecord==NULL)

MessageBox(″內(nèi)存分配不成功!″,″伺服走線查詢″);

else

{

newRecord-＞Node=str[1];

newRecord-＞Port=str[2];

newRecord-＞Next=NULL;

tail-＞Next=newRecord;

tail=newRecord;

}

}

RowNum++;

theApp.m_pRecordset-＞MoveNext();

代碼中“IsIn”為標(biāo)志位,第 1個 “while”語句實現(xiàn)判別,若當(dāng)前被判別節(jié)點(diǎn)在鏈表中已出現(xiàn)過,直接跳出本次鏈表遍歷,移至 Recordset對象中下一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行判別。這樣能縮短遍歷時間,提高查詢效率。

按信號功能查詢則是在輸入所需查詢的功能以后,軟件從數(shù)據(jù)庫中的所有設(shè)備連線表中查詢出與所需查詢功能相關(guān)聯(lián)的記錄?？紤]到人員在使用按信號功能查詢時,輸入查詢功能的描述與數(shù)據(jù)表中該功能的描述完全一致的可能性極小,所以采用模糊查詢功能查找所有相關(guān)節(jié)點(diǎn)記錄。

4 結(jié)束語

在信號走線查詢軟件編程實現(xiàn)后,將軟件查詢結(jié)果與手工查詢結(jié)果進(jìn)行比對,軟件查詢結(jié)果較手工查詢結(jié)果更為全面、準(zhǔn)確,進(jìn)一步驗證查詢算法的科學(xué)性。在實際工作中,信號走線查詢軟件在使用人員排除設(shè)備故障和學(xué)習(xí)設(shè)備原理中都發(fā)揮了十分積極的作用。

[1]求是科技.Visual C++6.0數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)與工程實踐[M].北京:人民郵電出版社,2004.

[2]牛 力,傅 韻.Visual C++.NET編程寶典[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.