劉海江

（重慶郵電大學(xué)，重慶　400065）

SVG技術(shù)在電力圖形系統(tǒng)中的研究與實(shí)現(xiàn)

劉海江

（重慶郵電大學(xué)，重慶400065）

摘要：本文以IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)和SVG技術(shù)為依據(jù)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用提出了采用SVG作為電力圖形格式，實(shí)現(xiàn)私有圖形標(biāo)準(zhǔn)化。本文給出了基于SVG技術(shù)的電力圖形系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并將其劃分：SVG/CIM建模、CIM/XML文件解析、自動布圖算法、SVG文件導(dǎo)出四個部分進(jìn)行研究與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：SVG；CIM/XML；自動布圖算法；圖形系統(tǒng)

研究開發(fā)基于SVG技術(shù)的電力圖形系統(tǒng)具有較高的理論和實(shí)踐價值，但由于IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)尚未提出圖形交互的具體標(biāo)準(zhǔn)，SVG為推薦使用的圖形格式，可利用HTML和JavaScript腳本語言實(shí)現(xiàn)了SVG圖形的交互性和互操作性。

1　SVG/CIM 概述

SVG是由W3C組織推出的最新一代矢量圖形標(biāo)準(zhǔn)，是一種基于可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML）的開放標(biāo)準(zhǔn)的文本式矢量圖形描述語言。它包括矢量圖、點(diǎn)陣圖像和文本三種類型，各種圖形對象能夠組合、變換，并且修改其樣式，也能夠定義成預(yù)處理對象。CIM使用面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)來定義，使用統(tǒng)一建模語言（UML）進(jìn)行建模。CIM可劃分為一組包，分別有：核心包、域包、發(fā)電動態(tài)包、負(fù)荷模型包、量測包、生產(chǎn)包、拓?fù)浒?3個包。

2　基于SVG技術(shù)的電力圖形系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1設(shè)計(jì)思路

根據(jù)SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CIM模型的配置，然后導(dǎo)出配置文件即CIM/XML文件。圖形系統(tǒng)采用SVG/CIM建模方式建立SVG圖元庫，SVG圖元庫根據(jù)解析后的CIM模型實(shí)例化成具體SVG圖元。SVG圖元經(jīng)過自動布圖后利用SVG文件導(dǎo)出接口，導(dǎo)出符合SVG標(biāo)準(zhǔn)的圖形文件，并實(shí)現(xiàn)Web應(yīng)用。

2.2SVG/CIM建模

SVG圖元類必須涵蓋CIM中電力系統(tǒng)資源類、設(shè)備類、設(shè)備容器類、導(dǎo)電設(shè)備類、母線類、隔離開關(guān)類、斷路器類、電力變壓器類等對象模型。同時還拓展了一些CIM中沒有的圖元類，如電容類、燈泡類等。

2.3CIM/XML文件解析

CIM模型屬于抽象的邏輯模型，它并未定義數(shù)據(jù)交換的格式。IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中給出了利用XML技術(shù)實(shí)現(xiàn)CIM模型的方法。標(biāo)準(zhǔn)中資源描述框架RDF）給出了語法語義，提供了一種人機(jī)可讀的方式組織電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型。

2.4自動布圖算法

自動布圖算法以母線為布圖過程的起點(diǎn)，首先遍歷圖形中的母線，根據(jù)母線的數(shù)量將整個布圖算法分為四部分：無母線、1條母線、2條母線和2條以上母線。該布圖算法為了增強(qiáng)圖形的美觀性、可讀性，將包含接地的分支向下分布，整個布圖過程都遵循這一規(guī)則。

2.4.1無母線

（1）不包含復(fù)合節(jié)點(diǎn)。無母線時，當(dāng)電力圖形中不包含復(fù)合節(jié)點(diǎn)時，所有的連接節(jié)點(diǎn)都屬于簡單節(jié)點(diǎn)，即只關(guān)聯(lián)2個端點(diǎn)。任取其中一個連接節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)，對該連接節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的2個端點(diǎn)依次進(jìn)行遍歷，并判斷該端點(diǎn)對應(yīng)的分支是否屬于接地分支。如果無接地分支則第一個分支向上布圖第二個分支向下布圖，如果只有一個接地分支，則接地分支向下布圖，另一分支向上布圖。

（2）包含復(fù)合節(jié)點(diǎn)。無母線時，當(dāng)電力圖形包含一個復(fù)合節(jié)點(diǎn)時，以該復(fù)合節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)，當(dāng)包含多個復(fù)合節(jié)點(diǎn)，以關(guān)聯(lián)端點(diǎn)數(shù)量最多的復(fù)合節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)。

2.4.21條母線

當(dāng)電力圖形包含1條母線時，以該母線為起點(diǎn)，分別對其關(guān)聯(lián)的端點(diǎn)進(jìn)行遍歷。無論該端點(diǎn)對應(yīng)的分支是否接地均向下布圖。

2.4.32條母線

當(dāng)電力圖形包含2條母線時，任取其中一條母線為起點(diǎn)，分別對其關(guān)聯(lián)的端點(diǎn)進(jìn)行遍歷。如果該端點(diǎn)所對應(yīng)的分支與第二條母線相連或者屬于接地分支，則向下布圖；否則均向上布圖。第二條母線上除和第一條母線相連的分之外，均向下布圖。

2.4.42條以上母線

當(dāng)電力圖形包含2條以上母線時，任取其中一條母線為起點(diǎn)，遍歷規(guī)則和包含2條母線的情況中第一條母線的遍歷規(guī)則相同。除了最后一條母線外，所有母線的遍歷規(guī)則都和第一條母線相同，最后一條母線除了和其它母線相連的分支外，均向下布圖。

2.5SVG文件導(dǎo)出

成功解析CIM/XML文件后，圖元類便實(shí)例化為具體圖元對象，并包含了CIM/XML文件中模型信息。圖元對象通過自動布圖后生成具體坐標(biāo)信息，使圖元對象同時包含模型信息和坐標(biāo)信息，再通過SVG導(dǎo)出工具就能導(dǎo)出完整的SVG圖形文件。

2.6系統(tǒng)測試與分析

本文通過導(dǎo)入不同的CIM/XML文件對開發(fā)的圖形系統(tǒng)進(jìn)行測試。圖形系統(tǒng)需要正確的、完整的識別任何其他公司的基于CIM RDF的XML文件。圖形系統(tǒng)通過兩種不同的CIM/XML文件成功導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)的SVG圖形文件，并實(shí)現(xiàn)了兩者之間的映射，證明了本文開發(fā)的基于SVG技術(shù)的電力圖形系統(tǒng)的正確性和通用性。

圖 xml文件片段導(dǎo)入SVG圖形測試結(jié)果

3　結(jié)論

本文在深入研究IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)和SVG技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了基于SVG技術(shù)的電力圖形系統(tǒng)的研究，重點(diǎn)涉及到SVG/CIM模型、CIM/XML文件解析、自動布圖算法、SVG文件導(dǎo)出和SVG文件編輯，實(shí)現(xiàn)了將源系統(tǒng)私有圖形格式轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的SVG圖形格式，實(shí)現(xiàn)圖形信息的共享。

參考文獻(xiàn)：

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