天地（常州）自動化股份有限公司 張明杰

1.引言

在當(dāng)前的各種主流系統(tǒng)中，用戶獲取、感知各種相關(guān)信息的方式多種多樣，其中圖形化的展示方式是相對直觀、易懂的一種高效的信息獲取方式[1]。目前煤礦生產(chǎn)過程相關(guān)信息的圖形化展示技術(shù)多數(shù)是基于C/S模式下實(shí)現(xiàn)的，隨著煤礦用戶對Internet信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的日益熟悉，B/S模式下的圖形展示方式早已是一種必然的要求[2]。B/S模式下的圖形展示方式下，由于用戶的職能不同，其關(guān)注的內(nèi)容也不相同，因而，需要針對業(yè)務(wù)部門對圖形展示的需求對圖形進(jìn)行處理；同時，在煤炭調(diào)度室的日常工作中，圖形的展示一般通過電腦IE瀏覽器以及大屏幕兩種方式進(jìn)行展示，由于兩種展示介質(zhì)的不同，要求的圖形分辨率不同，因而在同一來源的圖形配置文件下，圖形矢量化的展示就顯得尤為重要[3]。

目前，比較常用的矢量化的技術(shù)有VML（The Vector Markup Language，矢量可標(biāo)記語言）、SVG（Scalable Vector Graphics，可縮放矢量圖形）、FLASH、HTML5（Hypertext Markup Language 5，超文本標(biāo)記語言 5）、Silverlight（銀光）等[4]，考慮到用戶訪問的流暢性以及C#可編程性的，本文選用基于Silverlight技術(shù)進(jìn)行矢量化圖形開發(fā)，在冀中能源股份有限公司東龐礦自動化平臺中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，取得了良好的效果。

2.Silverlight技術(shù)

Silverlight是一個跨瀏覽器、跨平臺的插件，可提供面向Web的基于.NET的媒體體驗(yàn)和豐富的交互式應(yīng)用程序[5]。

Silverlight可以創(chuàng)建具有以下功能的最先進(jìn)的應(yīng)用程序：

（1）實(shí)現(xiàn)跨瀏覽器、跨平臺的功能，可以在所有常見的Web瀏覽器中運(yùn)行，包括Microsoft Internet Explorer、Mozilla Firefox以及Apple Safari和谷歌瀏覽器，并在Microsoft Windows和Apple Mac OS X上運(yùn)行。

（2）它由可在數(shù)秒內(nèi)安裝的很小的下載程序支持。

（3）它讀取數(shù)據(jù)并更新顯示內(nèi)容，但是不通過刷新整個頁面來打斷用戶[6]。

3.Silverlight矢量圖形系統(tǒng)應(yīng)用

silverlight矢量化圖形系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，核心步驟主要有以下三步：第一步是矢量圖形的制作；第二步是矢量圖形圖形與傳感器測點(diǎn)的靜態(tài)相關(guān)聯(lián)；第三步是矢量圖形與后臺數(shù)據(jù)動態(tài)關(guān)聯(lián)展示。

3.1 圖形的制作

基于煤炭圖形的展示內(nèi)容主要是錯綜復(fù)雜的巷道的特點(diǎn)，公司利用VC++開發(fā)了一種TDAUTO_R的工具，該圖形工具可以直接加載AutoCAD圖形（AutoCAD制圖文件是煤礦現(xiàn)場目前普遍采用的一種文件格式，該文件中包含有煤礦位置結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息）；可以完成處理點(diǎn)、線、面、圓等基本矢量圖形；可以利用基本元素構(gòu)成風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、煤倉、皮帶攝像頭等的矢量圖庫；可以進(jìn)行圖形的移動、刪除等功能。利用該圖形工具的這些功能可以快速的完成矢量圖形的繪制，如圖2所示。

圖1 圖形系統(tǒng)應(yīng)用

圖2 圖形制作

圖3 測點(diǎn)掛載

圖4 功能效果展示

3.2 圖形與業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)

完成了煤礦的二維圖形制作后，下一步需要做的工作是需要將井下各個傳感器的測點(diǎn)掛載在井下巷道示意圖的相應(yīng)的。井下傳感器測點(diǎn)主要分為兩大類，一類是模擬量測點(diǎn)，另一類是開關(guān)量測點(diǎn)。模擬量測點(diǎn)的配置可以直接用文本框的方式進(jìn)行表示；開關(guān)量測點(diǎn)因?yàn)橛虚_和關(guān)兩種數(shù)值，所以通過設(shè)置兩種屬性，在開和關(guān)模式模式下加載相反的狀態(tài)圖片進(jìn)行標(biāo)識。井下各個傳感器的測點(diǎn)統(tǒng)一由煤礦自動化平臺生成，生成的測點(diǎn)按照子系統(tǒng)、開關(guān)量、模擬量進(jìn)行快速分類，可以對圖形進(jìn)行方便選擇配置，這樣就使圖形位置和傳感器測點(diǎn)結(jié)合起來，如圖3所示。圖形測點(diǎn)配置完成后，圖形和測點(diǎn)統(tǒng)一利用XML文檔進(jìn)行保存。XML文檔即可以方便解析成圖形界面，又利于生成應(yīng)用程序代碼，還容易把測點(diǎn)信息在文件中對位置進(jìn)行對應(yīng)。通過建立了合適的XML文檔對象樹后，則為利用Silverlight技術(shù)對圖形進(jìn)行解析提供了基礎(chǔ)素材。

3.3 利用Silverlight技術(shù)解析圖形

通過以上兩步生成XML文檔，然后把它存放到WEB服務(wù)器上。為了達(dá)到最終客戶端展示圖形和數(shù)據(jù)的實(shí)時刷新，需要利用Silverlight技術(shù)對XML文檔進(jìn)行解析，這其中包括兩個方面的內(nèi)容，一方面是對XML文檔中涉及到的圖形對象包括基本圖形對象、CAD圖形對象、圖庫圖形對象等，通過創(chuàng)建模塊完成所有圖形對象類結(jié)構(gòu)各種動畫屬性類結(jié)構(gòu)的建立，然后將讀取到的圖形文件內(nèi)容進(jìn)行類對象實(shí)例化及圖形化繪制展示；另一方面是圖形中呈現(xiàn)的傳感器測點(diǎn)要實(shí)時刷新，本文通過煤礦自動化平臺提供WCF接口，建立圖形數(shù)據(jù)驅(qū)動，利用Silverlight調(diào)用WCF技術(shù)獲取各個子系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)在不刷新整個頁面的情況下，對傳感器測點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，完成圖形和測點(diǎn)的統(tǒng)一展示。

4.功能效果展示

煤礦自動化平臺面向包括調(diào)度室、機(jī)電、通風(fēng)、生產(chǎn)等各個部門，結(jié)合煤礦的實(shí)際應(yīng)用，本圖形系統(tǒng)進(jìn)行了許多創(chuàng)新性的應(yīng)用，具體功能效果如圖4所示。

4.1 系統(tǒng)分層展示

通過設(shè)置圖形分層功能，按照系統(tǒng)、傳感器測點(diǎn)重要程度、測點(diǎn)類型等各種條件進(jìn)行設(shè)置圖層級別，根據(jù)設(shè)置測點(diǎn)的顯示與否，增加對測點(diǎn)的可控性；解決不同部門調(diào)用同一圖形時，進(jìn)行針對性的展示。

4.2 導(dǎo)航窗口（鷹眼）

導(dǎo)航窗口相當(dāng)于整個圖形的一個縮略圖，它為用戶提供了整個圖形的預(yù)覽和導(dǎo)航功能[7]。通過導(dǎo)航窗口，用戶快速地實(shí)現(xiàn)對圖中感興趣區(qū)域的定位。尤其是東龐礦涵概“一礦四井四廠”，涵蓋區(qū)域廣，測點(diǎn)多。針對重要區(qū)域的測點(diǎn)可以通過”鷹眼“快速導(dǎo)航，精確定位。

4.3 人員定位軌跡回放

實(shí)時軌跡回放應(yīng)用于人員定位系統(tǒng)中，可以實(shí)時跟蹤特定人員的當(dāng)前井下位置，當(dāng)天上班途徑的地點(diǎn)和時間，在各位置的滯留時間，在圖形系統(tǒng)中對其運(yùn)行軌跡在井下巷道分布圖上進(jìn)行形象直觀的回放。

5.結(jié)語

基于silverlight的矢量化圖形系統(tǒng)，方便了調(diào)度室及其他職能部室效果的展示，通過分層、鷹眼、區(qū)域環(huán)境評估等技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新歸類發(fā)布，包括瓦斯監(jiān)測、電力、皮帶、稱重、提升等各個子系統(tǒng)的測點(diǎn)信息以及人員定位系統(tǒng)中的井下各個工作面區(qū)域人數(shù)、分站人數(shù)信息均可通過該圖形系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)時展示。進(jìn)一步提高了用戶的使用體驗(yàn)效果，在煤炭調(diào)度室的應(yīng)有中具有良好的推廣價值。

[1]湯志東,葛宇.互聯(lián)網(wǎng)上矢量圖形文件及其瀏覽機(jī)制的研究[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào),2004(2).

[2]王天寶,王爾琪,盧浩,黃躍峰.基于Silverlight的WebGIS客戶端技術(shù)與應(yīng)用試驗(yàn)[J].地球信息科學(xué)學(xué)報(bào),2010(1).

[3]崔欣.Silverlight技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù),2009(22).

[4]李華,聶建國.在非CAD平臺環(huán)境下顯示CAD圖形的實(shí)用技術(shù)與方法[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2002(9).

[5]李愛民,劉晶,馬維綱.Silverlight相關(guān)技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2009(6).

[6]程國雄,胡世清.基于Silverlight大文件上傳的兩種實(shí)現(xiàn)方案[J].微計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2009(6).

[7]肖長健.基于Microsoft的編程和通信新結(jié)構(gòu)——WCF技術(shù)[J].信息與電腦(理論版),2009(12).