fix: 修复打包后exe程序在无控制台模式下运行时的uvicorn日志配置错误

通过检测sys.frozen判断运行环境，只在打包后的exe程序中禁用日志配置，
避免AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'isatty'错误。
普通Python运行环境保留完整日志功能，方便调试。

README.md

@@ -1,116 +1,78 @@
-# 海上风电场集电系统设计工具
+# 海上风电场集电系统设计优化工具 (Wind Farm Collector System Optimizer)
 
-一个用于设计和优化海上风电场集电系统的Python工具，支持多种布局算法和电缆优化方案。
+一个用于设计和优化海上风电场集电系统拓扑的综合工具。支持多种先进算法，能够根据风机坐标、功率以及海缆规格，自动生成投资成本最低、损耗最小的设计方案。
 
-## 功能特性
+## 🌟 主要功能
 
-- 🌊 多种风机布局生成（随机分布、规则网格）
+- 🖥️ **交互式 Web 界面**：基于 NiceGUI 开发，支持文件上传、实时日志、方案对比和可视化。
-- 🔌 多种集电系统设计算法：
+- 🌊 **多种布局生成**：内置模拟数据生成器，支持规则网格和随机分布布局。
-  - 最小生成树（MST）算法
+- 🔌 **先进设计算法**：
-  - K-means聚类算法  
+  - **MST (Minimum Spanning Tree)**：无容量约束基准方案。
-  - 容量扫描算法（Capacitated Sweep）
+  - **Capacitated Sweep (Base)**：基础扇区扫描分组。
-  - 旋转优化算法（Rotational Sweep）
+  - **Rotational Sweep**：全局最优起始角度旋转扫描优化。
-- 📊 多方案对比分析和可视化
+  - **Esau-Williams**：经典启发式算法，在距离与容量间寻找最优平衡。
-- 📋 自动导出DXF图纸和Excel报告
+- 📊 **智能方案对比**：自动运行三大场景（标准方案、含可选电缆方案、限制最大截面方案）并对比结果。
-- 🔧 智能电缆规格选择和成本优化
+- 📋 **数据校验与保障**：严格校验输入数据的有序性及电缆配置规则。
+- 📁 **多格式导出**：
+  - 自动生成 CAD 图纸 (`.dxf`)，按电缆规格分层并着色。
+  - 导出详细的 Excel 对比报告及单方案电缆清册。
+  - 支持一键打包导出所有方案压缩包 (`.zip`)。
 
-## 安装依赖
+## 🛠️ 安装依赖
+
+本项目使用 `uv` 或 `pip` 管理环境。推荐安装依赖：
 
 ```bash
-pip install numpy pandas matplotlib scikit-learn scipy networkx
+pip install numpy pandas matplotlib scikit-learn scipy networkx ezdxf nicegui openpyxl
 ```
 
-## 使用方法
+## 🚀 使用方法
 
-### 基本用法
+### 1. 启动图形化界面 (推荐)
+
+运行以下命令启动 Web 界面，程序将自动在浏览器中打开：
 
 ```bash
-python main.py
+python gui.py
 ```
+*注：程序默认监听 8080 端口，若被占用将自动尝试后续可用端口。*
 
-### 指定数据文件
+### 2. 命令行模式
 
 ```bash
-python main.py --excel wind_farm_coordinates.xlsx
+python main.py --excel your_data.xlsx
 ```
 
-### 覆盖默认簇数
+## 📝 输入数据规范 (Excel)
 
-```bash
+为了确保计算结果的准确性，输入 Excel 文件应包含以下两个 Sheet：
-python main.py --clusters 20
-```
 
-## 算法说明
+### 1. Coordinates (坐标)
+| Type | ID | X | Y | Power | PlatformHeight |
+|------|----|---|---|-------|----------------|
+| Substation | Sub1 | 4000 | -800 | 0 | 0 |
+| Turbine | 1 | 0 | 0 | 8.0 | 25 |
+| ... | ... | ... | ... | ... | ... |
 
-### 1. MST Method（最小生成树）
+### 2. Cables (电缆)
-- 使用最小生成树连接所有风机到海上变电站
+**必须遵守以下规则：**
-- 简单高效，适合初步设计
+- **单调递增性**：电缆必须按截面从小到大排列，且对应的额定载流量也必须严格递增。
+- **可选电缆规则**：
+  - `Optional` 列标记为 'Y' 的电缆最多只能有一条。
+  - 若存在可选电缆，它必须是列表中截面最大的一条。
 
-### 2. K-means Clustering
+## 📈 场景说明 (Scenarios)
-- 将风机分组到多个回路中
-- 平衡每回路的功率分配
 
-### 3. Capacitated Sweep（容量扫描）
+1.  **Scenario 1 (Standard)**：仅使用非可选（标准）电缆进行优化。
-- 考虑电缆容量约束的智能分组
+2.  **Scenario 2 (With Optional)**：包含标记为 'Y' 的大型电缆，适用于尝试增加单回路容量的场景。
-- 支持多种电缆规格自动选择
+3.  **Scenario 3 (No Max)**：排除最大截面电缆，测试在电缆供应受限时的最优拓扑。
 
-### 4. Rotational Sweep（旋转优化）
+## 📂 输出文件说明
-- 在容量扫描基础上进行旋转优化
-- 进一步降低总成本和损耗
 
-## 输出文件
+- **Excel 报告**：`[文件名]_result.xlsx` 包含所有方案的总览及详细连接清单。
+- **CAD 图纸**：`design_[方案名].dxf` 包含分层分色的拓扑图。
+- **全部方案**：`[文件名]_result.zip` 包含所有图纸及 Excel 报告。
 
-1.  **可视化图片**：`wind_farm_design_comparison.png`
+## ⚖️ 许可证
-    - 不同算法的设计方案对比图
 
-2.  **CAD图纸**：`wind_farm_design.dxf`
+本项目仅供工程学习、研究和初步设计评估使用。详细计算应以专业设计院规范为准。
-    - 可导入CAD软件的详细设计图纸
-
-3.  **数据报告**：`wind_farm_design.xlsx`
-    - 包含所有方案的详细技术参数和成本分析
-
-## 关键参数说明
-
-可以在 `main.py` 中调整以下核心常量以适配不同项目：
-
-```python
-VOLTAGE_LEVEL = 66000  # 集电系统电压 (V)
-POWER_FACTOR = 0.95    # 功率因数
-cost_multiplier = 5.0  # 海缆相对于陆缆的成本倍数
-```
-
-## 电缆规格配置
-
-项目支持多种电缆规格，可在 `generate_template.py` 中配置：
-
-| 截面积(mm²) | 容量(MW) | 电阻(Ω/km) | 成本(元/m) |
-|-------------|----------|------------|------------|
-| 35          | 150      | 0.524      | 80         |
-| 70          | 215      | 0.268      | 120        |
-| 95          | 260      | 0.193      | 150        |
-| 120         | 295      | 0.153      | 180        |
-| 150         | 330      | 0.124      | 220        |
-| 185         | 370      | 0.0991     | 270        |
-| 240         | 425      | 0.0754     | 350        |
-| 300         | 500      | 0.0601     | 450        |
-| 400         | 580      | 0.0470     | 600        |
-
-## 输出示例
-
-```text
-===== 开始比较电缆方案 =====
-
---- All Cables (Base) ---
-  [Base]       Cost: ¥12,456,789.12 | Loss: 234.56 kW
-  [Rotational] Cost: ¥12,234,567.89 | Loss: 223.45 kW
-
---- High Current (Base) ---
-  [Base]       Cost: ¥11,987,654.32 | Loss: 245.67 kW
-  [Rotational] Cost: ¥11,876,543.21 | Loss: 234.56 kW
-
-推荐方案: High Current (Rotational) (默认)
-```
-
-## 许可证
-
-本项目仅供学习和研究使用。

generate_template.py

@@ -50,12 +50,20 @@ def create_template():
     ]
     df_cables = pd.DataFrame(cable_data)
     
+    # Create System Parameters data
+    param_data = [
+        {'Parameter': 'Voltage (kV) / 电压 (kV)', 'Value': 66},
+        {'Parameter': 'Power Factor / 功率因数', 'Value': 0.95}
+    ]
+    df_params = pd.DataFrame(param_data)
+    
     # Save to Excel
-    output_file = 'coordinates.xlsx'
+    output_file = 'windfarm_template.xlsx'
     with pd.ExcelWriter(output_file) as writer:
         df.to_excel(writer, sheet_name='Coordinates', index=False)
         df_cables.to_excel(writer, sheet_name='Cables', index=False)
-    print(f"Created sample file: {output_file} with sheets 'Coordinates' and 'Cables'")
+        df_params.to_excel(writer, sheet_name='Parameters', index=False)
+    print(f"Created sample file: {output_file} with sheets 'Coordinates', 'Cables', and 'Parameters'")
 
 if __name__ == "__main__":
     create_template()

gui.py

@@ -38,6 +38,8 @@ state = {
     "results": [],
     "substation": None,
     "turbines": None,
+    "cable_specs": None,
+    "system_params": None,
     "temp_dir": os.path.join(tempfile.gettempdir(), "windfarm_gui_uploads"),
 }
 
@@ -70,8 +72,74 @@ def index():
         "upload_widget": None,
         "run_btn": None,
         "current_file_label": None,
+        "info_container": None, # 新增信息展示容器
     }
 
+    def update_info_panel():
+        if refs["info_container"]:
+            refs["info_container"].clear()
+            with refs["info_container"]:
+                # System Params - Always show
+                with ui.row().classes("w-full items-center gap-4 mb-2"):
+                    ui.icon('settings', color='primary').classes('text-2xl')
+                    ui.label("系统参数").classes("text-lg font-bold")
+                    
+                    params_text = []
+                    
+                    # 获取电压
+                    v = 66000 # Default
+                    is_default_v = True
+                    if state.get("system_params") and 'voltage' in state['system_params']:
+                        v = state['system_params']['voltage']
+                        is_default_v = False
+                    
+                    v_str = f"电压: {v/1000:.1f} kV" if v >= 1000 else f"电压: {v} V"
+                    if is_default_v:
+                        v_str += " (默认)"
+                    params_text.append(v_str)
+
+                    # 获取功率因数
+                    pf = 0.95 # Default
+                    is_default_pf = True
+                    if state.get("system_params") and 'power_factor' in state['system_params']:
+                        pf = state['system_params']['power_factor']
+                        is_default_pf = False
+                        
+                    pf_str = f"功率因数: {pf}"
+                    if is_default_pf:
+                        pf_str += " (默认)"
+                    params_text.append(pf_str)
+                        
+                    for p in params_text:
+                        ui.chip(p, icon='bolt').props('outline color=primary')
+
+                ui.separator().classes('my-2')
+
+                # Cables
+                if state.get("cable_specs"):
+                    with ui.row().classes("w-full items-center gap-2 mb-2"):
+                        ui.icon('cable', color='secondary').classes('text-2xl')
+                        ui.label("电缆规格参数").classes("text-lg font-bold")
+
+                    columns = [
+                        {'name': 'section', 'label': '截面 (mm²)', 'field': 'section', 'align': 'center'},
+                        {'name': 'capacity', 'label': '载流量 (A)', 'field': 'capacity', 'align': 'center'},
+                        {'name': 'resistance', 'label': '电阻 (Ω/km)', 'field': 'resistance', 'align': 'center'},
+                        {'name': 'cost', 'label': '参考单价 (元/m)', 'field': 'cost', 'align': 'center'},
+                    ]
+                    rows = []
+                    for spec in state["cable_specs"]:
+                        # spec is (section, capacity, resistance, cost, is_optional)
+                        rows.append({
+                            'section': spec[0],
+                            'capacity': spec[1],
+                            'resistance': spec[2],
+                            'cost': spec[3]
+                        })
+                    ui.table(columns=columns, rows=rows).classes('w-full').props('dense flat bordered')
+                else:
+                    ui.label("未检测到电缆数据，将使用默认参数。").classes("text-gray-500 italic")
+
     async def handle_upload(e: events.UploadEventArguments):
         try:
             filename = None
@@ -125,7 +193,16 @@ def index():
                 refs["current_file_label"].text = f"当前文件: {filename}"
 
             # 加载数据
-            state["turbines"], state["substation"], _ = load_data_from_excel(path)
+            try:
+                # 尝试解包 4 个返回值 (新版 main.py)
+                state["turbines"], state["substation"], state["cable_specs"], state["system_params"] = load_data_from_excel(path)
+            except ValueError:
+                # 兼容旧版 (如果是 3 个返回值)
+                state["turbines"], state["substation"], state["cable_specs"] = load_data_from_excel(path)
+                state["system_params"] = {}
+            
+            update_info_panel()
+
         except Exception as ex:
             ui.notify(f"上传处理失败: {ex}", type="negative")
 
@@ -546,6 +623,11 @@ def index():
             )
 
         with ui.column().classes("w-3/4 gap-4"):
+            # 新增：信息展示卡片
+            with ui.card().classes("w-full p-4 shadow-md").style("max-height: 400px; overflow-y: auto;"):
+                 refs["info_container"] = ui.column().classes("w-full")
+                 ui.label("请上传 Excel 文件以查看系统参数和电缆规格...").classes("text-gray-500 italic")
+
             with ui.card().classes("w-full p-4 shadow-md"):
                 ui.label("方案对比结果 (点击行查看拓扑详情)").classes(
                     "text-xl font-semibold mb-2"
@@ -610,4 +692,14 @@ def find_available_port(start_port=8080, max_attempts=10):
 
 # 自动寻找可用端口，避免端口冲突
 target_port = find_available_port(8080)
-ui.run(title="海上风电场集电线路优化", port=target_port)
+
+# 检测是否为打包后的exe程序
+import sys
+if getattr(sys, 'frozen', False):
+    # 打包环境下禁用日志配置，避免在无控制台模式下出现错误
+    import logging
+    logging.disable(logging.CRITICAL)
+    ui.run(title="海上风电场集电线路优化", port=target_port, log_level=None)
+else:
+    # 普通使用环境保留日志功能
+    ui.run(title="海上风电场集电线路优化", port=target_port)

main.py

@@ -199,7 +199,39 @@ def load_data_from_excel(file_path):
         if cable_specs:
             print(f"成功加载: {len(cable_specs)} 种电缆规格")
             
-        return turbines, substation, cable_specs
+        # 读取参数数据 (如果存在)
+        system_params = {}
+        param_sheet_name = None
+        if 'Parameters' in xl.sheet_names:
+            param_sheet_name = 'Parameters'
+        elif '参数' in xl.sheet_names:
+            param_sheet_name = '参数'
+            
+        if param_sheet_name:
+            try:
+                params_df = pd.read_excel(xl, param_sheet_name)
+                # 假设格式为两列：Parameter (参数名), Value (值)
+                if len(params_df.columns) >= 2:
+                    for _, row in params_df.iterrows():
+                        key = str(row[0]).strip().lower()
+                        try:
+                            val = float(row[1])
+                            if 'voltage' in key or '电压' in key:
+                                # 检测是否为kV单位
+                                if 'kv' in key:
+                                    system_params['voltage'] = val * 1000
+                                else:
+                                    system_params['voltage'] = val
+                            elif 'factor' in key or '功率因数' in key:
+                                system_params['power_factor'] = val
+                        except ValueError:
+                            pass
+                if system_params:
+                    print(f"成功加载系统参数: {system_params}")
+            except Exception as e:
+                print(f"读取参数Sheet失败: {e}")
+
+        return turbines, substation, cable_specs, system_params
         
     except Exception as e:
         print(f"读取Excel文件失败: {str(e)}")
@@ -315,7 +347,7 @@ def design_with_kmeans(turbines, substation, n_clusters=3):
     return cluster_connections + substation_connections, turbines
 
 # 3.5 带容量约束的扇区扫描算法 (Capacitated Sweep) - 基础版
-def design_with_capacitated_sweep(turbines, substation, cable_specs=None):
+def design_with_capacitated_sweep(turbines, substation, cable_specs=None, voltage=VOLTAGE_LEVEL, power_factor=POWER_FACTOR):
     """
     使用带容量约束的扇区扫描算法设计集电线路 (基础版：单次扫描)
     原理：
@@ -325,10 +357,9 @@ def design_with_capacitated_sweep(turbines, substation, cable_specs=None):
     4. 满载后开启新回路。
     """
     # 1. 获取电缆最大容量
-    max_mw = get_max_cable_capacity_mw(cable_specs)
+    max_mw = get_max_cable_capacity_mw(cable_specs, voltage=voltage, power_factor=power_factor)
     
     substation_coord = substation[0]    
-    
     # 2. 计算角度 (使用 arctan2 返回 -pi 到 pi)
     work_df = turbines.copy()
     dx = work_df['x'] - substation_coord[0]
@@ -417,7 +448,7 @@ def design_with_capacitated_sweep(turbines, substation, cable_specs=None):
     return cluster_connections + substation_connections, turbines
 
 # 3.6 旋转扫描算法 (Rotational Sweep) - 优化版
-def design_with_rotational_sweep(turbines, substation, cable_specs=None):
+def design_with_rotational_sweep(turbines, substation, cable_specs=None, voltage=VOLTAGE_LEVEL, power_factor=POWER_FACTOR):
     """
     使用带容量约束的扇区扫描算法设计集电线路 (优化版：旋转扫描)
     原理：
@@ -427,7 +458,7 @@ def design_with_rotational_sweep(turbines, substation, cable_specs=None):
     4. 对每种分组方案计算MST成本，选出总成本最低的方案。
     """
     # 1. 获取电缆最大容量
-    max_mw = get_max_cable_capacity_mw(cable_specs)
+    max_mw = get_max_cable_capacity_mw(cable_specs, voltage=voltage, power_factor=power_factor)
     
     substation_coord = substation[0]
     
@@ -541,7 +572,7 @@ def design_with_rotational_sweep(turbines, substation, cable_specs=None):
         
     return final_connections, turbines
 
-def get_max_cable_capacity_mw(cable_specs=None):
+def get_max_cable_capacity_mw(cable_specs=None, voltage=VOLTAGE_LEVEL, power_factor=POWER_FACTOR):
     """
     计算给定电缆规格中能够承载的最大功率 (单位: MW)。
     
@@ -549,6 +580,8 @@ def get_max_cable_capacity_mw(cable_specs=None):
     
     参数:
         cable_specs (list, optional): 电缆规格列表。每个元素应包含 (截面积, 额定电流, 单价, 损耗系数)。
+        voltage (float): 系统电压 (V), 默认 66000
+        power_factor (float): 功率因数, 默认 0.95
     
     返回:
         float: 最大功率承载能力 (MW)。
@@ -576,13 +609,13 @@ def get_max_cable_capacity_mw(cable_specs=None):
     # 计算最大功率：P = √3 * U * I * cosφ
     # 这里假设降额系数为 1 (不降额)
     max_current = max_current_capacity * 1 
-    max_power_w = np.sqrt(3) * VOLTAGE_LEVEL * max_current * POWER_FACTOR
+    max_power_w = np.sqrt(3) * voltage * max_current * power_factor
     
     # 将单位从 W 转换为 MW
     return max_power_w / 1e6 
 
 # 5. 计算集电线路方案成本
-def evaluate_design(turbines, connections, substation, cable_specs=None, is_offshore=False, method_name="Unknown Method"):
+def evaluate_design(turbines, connections, substation, cable_specs=None, is_offshore=False, method_name="Unknown Method", voltage=VOLTAGE_LEVEL, power_factor=POWER_FACTOR):
     """评估设计方案的总成本和损耗"""
     total_cost = 0
     total_loss = 0
@@ -685,7 +718,7 @@ def evaluate_design(turbines, connections, substation, cable_specs=None, is_offs
             cable_specs_to_use = cable_specs
         
         # 估算电流
-        current = (power * 1e6) / (np.sqrt(3) * VOLTAGE_LEVEL * POWER_FACTOR)
+        current = (power * 1e6) / (np.sqrt(3) * voltage * power_factor)
         
         # 选择满足载流量的最小电缆
         selected_spec = None
@@ -1055,10 +1088,12 @@ def compare_design_methods(excel_path=None, n_clusters_override=None, interactiv
     :param plot_results: 是否生成和保存对比图表
     """
     cable_specs = None
+    system_params = {}
+
     if excel_path:
         print(f"正在从 {excel_path} 读取坐标数据...")
         try:
-            turbines, substation, cable_specs = load_data_from_excel(excel_path)
+            turbines, substation, cable_specs, system_params = load_data_from_excel(excel_path)
             scenario_title = "Offshore Wind Farm (Imported Data)"
         except Exception:
             print("回退到自动生成数据模式...")
@@ -1070,6 +1105,10 @@ def compare_design_methods(excel_path=None, n_clusters_override=None, interactiv
     
     is_offshore = True
     
+    voltage = system_params.get('voltage', VOLTAGE_LEVEL)
+    power_factor = system_params.get('power_factor', POWER_FACTOR)
+    print(f"使用的系统参数: 电压={voltage} V, 功率因数={power_factor}")
+    
     # 准备三种电缆方案
     # 原始 specs 是 5 元素元组: (section, capacity, resistance, cost, is_optional)
     # 下游函数期望 4 元素元组: (section, capacity, resistance, cost)
@@ -1114,7 +1153,7 @@ def compare_design_methods(excel_path=None, n_clusters_override=None, interactiv
     
     # 1. MST 方法作为基准 (使用 Scenario 1)
     mst_connections = design_with_mst(turbines, substation)
-    mst_evaluation = evaluate_design(turbines, mst_connections, substation, cable_specs=specs_1, is_offshore=is_offshore, method_name="MST Method")
+    mst_evaluation = evaluate_design(turbines, mst_connections, substation, cable_specs=specs_1, is_offshore=is_offshore, method_name="MST Method", voltage=voltage, power_factor=power_factor)
     
     # 准备画布 2x2
     fig = None
@@ -1152,7 +1191,7 @@ def compare_design_methods(excel_path=None, n_clusters_override=None, interactiv
             
         # 计算参数
         total_power = turbines['power'].sum()
-        max_cable_mw = get_max_cable_capacity_mw(cable_specs=current_specs)
+        max_cable_mw = get_max_cable_capacity_mw(cable_specs=current_specs, voltage=voltage, power_factor=power_factor)
         
         # 确定簇数 (针对 Base 算法)
         if n_clusters_override is not None:
@@ -1172,11 +1211,11 @@ def compare_design_methods(excel_path=None, n_clusters_override=None, interactiv
         # --- Run 1: Base Algorithm (Capacitated Sweep) ---
         base_name = f"{name} (Base)"
         conns_base, turbines_base = design_with_capacitated_sweep(
-            turbines.copy(), substation, cable_specs=current_specs
+            turbines.copy(), substation, cable_specs=current_specs, voltage=voltage, power_factor=power_factor
         )
         eval_base = evaluate_design(
             turbines, conns_base, substation, cable_specs=current_specs, 
-            is_offshore=is_offshore, method_name=base_name
+            is_offshore=is_offshore, method_name=base_name, voltage=voltage, power_factor=power_factor
         )
         
         comparison_results.append({
@@ -1192,11 +1231,11 @@ def compare_design_methods(excel_path=None, n_clusters_override=None, interactiv
         # --- Run 2: Rotational Algorithm (Optimization) ---
         rot_name = f"{name} (Rotational)"
         conns_rot, turbines_rot = design_with_rotational_sweep(
-            turbines.copy(), substation, cable_specs=current_specs
+            turbines.copy(), substation, cable_specs=current_specs, voltage=voltage, power_factor=power_factor
         )
         eval_rot = evaluate_design(
             turbines, conns_rot, substation, cable_specs=current_specs, 
-            is_offshore=is_offshore, method_name=rot_name
+            is_offshore=is_offshore, method_name=rot_name, voltage=voltage, power_factor=power_factor
         )
         
         comparison_results.append({
@@ -1216,7 +1255,7 @@ def compare_design_methods(excel_path=None, n_clusters_override=None, interactiv
         )
         eval_ew = evaluate_design(
             turbines, conns_ew, substation, cable_specs=current_specs, 
-            is_offshore=is_offshore, method_name=ew_name
+            is_offshore=is_offshore, method_name=ew_name, voltage=voltage, power_factor=power_factor
         )
         
         comparison_results.append({