CIMSVG图形交换格式.doc

基于基于 CIM SVG 的公共的公共图形交换格式图形交换格式 V1.0 2008 年年 10 月月 1 范围范围.1 2 规范性引用文件规范性引用文件.1 3缩略语缩略语 .1 4 本标准涉及的图形交换特征本标准涉及的图形交换特征.1 5 SVG 文件描述文件描述 .2 5.1基本的文件结构.2 5.2文件头.3 5.3表现形式.4 5.3.1图元.4 5.3.2样式.5 5.4 对图元和样式的引用.6 5.4.1引用的使用.6 5.4.2坐标的变换.6 5.5图形 ID 描述.7 5.6与领域数据的关联.7 5.7电力系统元件.8 5.7.1断路器.8 5.7.2刀闸和接地刀闸.8 5.7.3发电机.8 5.7.4变压器.9 5.7.5母线.9 5.8连接线.12 5.9实时数据.12 5.10注释文字.12 5.11底图.13 5.12图层.13 5.13热点.13 6 对于拓扑的表征对于拓扑的表征.13 7图形对象的组织形式图形对象的组织形式 .14 7.1类组织形式.14 7.2树型结构组织形式.14 目目 次次 1 范围 本标准规定了基于 SVG 的 EMS/SCADA 系统间的系统图和一次接线图的图形交互规 则及 EMS/SCADA 系统与 GIS 系统等其他应用系统的图形交互规则。目的是实现不同系统、 不同厂家和不同电力企业间的图形交换。本标准考虑两种图形：系统图（地理和示意）和 厂站单线图，统称为 SVG 单线图。本标准既不规定特殊的实现措施或产品，也不规定计算 机系统内整体实现的方法和接口。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件， 其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据 本部分达成协议的各方面研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件， 其最新版本适用于本部分。 ISO 10646Universal Multiple-octet Coded Character Set IEC 61970-1, EMSAPI Part 1: Guidelines and General Requirements IEC 61970-2, EMSAPI Part 2: Glossary IEC 61970-301, EMSAPI Part 301: Common Information Model (CIM) Base IEC 61970-402, EMSAPI Part 402: Common Services IEC 61970-452, EMSAPI Part 452: CIM Model Exchange Specification IEC 61970-453, EMSAPI Part 453: CIM Based Graphics Exchange SVG 1.1 Specification, /TR/2003/REC-SVG11-20030114/ 3缩略语 下列缩略语适用于本标准。 CIM公共信息模型 GIS地理信息系统 RDF资源描述框架 XML可扩展标记语言 SVG可伸缩的矢量图形 4 本标准涉及的图形交换特征 本标准规定图形对象交换格式需要具备以下特征： 详细说明了连接图形对象和领域数据的基本方法。领域数据和图形对象将各自独 立交换。 不需要包含一个特定的领域数据格式。所以，它支持遵循 IEC 61970301 的公共 信息模型（CIM）建模的领域数据使用 IEC 619705524 格式（CIM 模型交换 规范）进行交换。图形数据对领域数据的引用符合 IEC 61970402（公共服务） 标准。 详细说明了在不同的系统中映射图形对象表现规则的方法。 基于 CIM SVG 的公共图形交换格式 支持与领域数据没有关联关系的图形对象的交换，例如纯粹的静态背景对象。 复杂对象的交换只支持热点连接，不支持命令和菜单，也不支持曲线和棒图。 支持在相同或不同的图形中同一领域对象的多种表现形式。 将图形文件作为图形交换的单元，提供一个直接的方法来进行部分交换。 支持图形对象按层或其他方式分布，实现基于缩放级别和/或用户关注的角度显示 或隐藏一些信息。 详细说明一种基本方法来进行私有的扩展，使得整个一圈交换下来在系统中没有 信息丢失且没有破坏标准交换格式。 图表的文件包含三类，一类是图元、颜色和字体文件，一类是描述图形自身的文 件，最后一类是对这些图的索引文件。索引文件名为 Index.svg。 5 SVG 文件描述 5.1 基本的文件结构 图 5-1基本的图形文件结构 5.2 文件头 在头文件中主要有几个参数需要注意： xml version：指的是使用的xml版本，由于SVG图形是基于XML的应用，因此一个 SVG文档也必然包含XML声明和根元素。目前所使用的版本是1.0。 字符编码使用UTF-8 DOCTYPE要写明是svg以及svg的版本。 svg 的根元素中主要描述整个图形的宽和高以及其名字空间等信息，width 和 height 描述画布的宽与高，viewBox 可以平移和转换本地坐标系。主要的名空间 有：元素在 /2000/svg 名字空间中，这是默认的名字空 间。还有两个名空间是必须的，xmlns:xlink= /1999/xlink ，xmlns:cge=http:/iec.ch/TC57/2005/SVG-schema# 示例： 5.3 表现形式 传输方需要表达表现形式，至于导入方需不需要和如何处置这些表现形式则可以另行 考虑。表现形式主要在 defs 中。 示例： 。 5.3.1图元 图元是描述不同电力系统对象在图中的显示方式，例如开关既可以显示成小车形状， 也可以显示成标准开关形状，本条内容在导入方可以不使用，也可以将之替换为自己的图 元内容。 SVG 文档中可以将形状、路径或者分组复制到文档中的多个不同位置，通过使用元 素引用一个在文档中其他地方定义的元素。一般将引用的元素放在一个元素的内部， 直到一个元素引用了这些元素时才画出其中的图形。元素只是用来定义被引用 的元素，并不进行元素的实际绘制和渲染。 图形的图元转化为 SVG 中的元素，用来定义图像的模板。所定义的模板只 能通过元素以实例的方式进行引用，进行实际的渲染。图元的唯一性标识 id 采用 “图元类型：图元名”方式表示，对于多态图元，则需要将不同状态用不同的 symbol 表示， id 采用“图元类型：图元名图元状态”方式表示。对于开、合两种状态的图元，用0 表示开，1 表示合；对于变压器图元，用0、1、2 分别表示高、中、低三侧绕组； 对于小车开关等复杂图元，可以采用00（开关开，刀闸开） 、01（开关开，刀闸合） 、10（开关合，刀闸开） 、11（开关合，刀闸合）的后缀来区分状态。 每一个 symbol，都要给出表示图元尺寸的 viewBox。采用引用 terminal 的方式来表示 图元端子的位置。 下面是一个刀闸图元的 symbol。 示例中Disconnector表示图元类型，daozha表示图元名，0或1代表图元的状态。 5.3.2样式 在电力系统中有很多标准的字体和颜色，例如不同电压等级的设备的显示颜色是不同 的，所以在公共部分定义一些公共的字体和颜色是非常有好处的。本条内容在导入方可以 不使用，也可以将之替换为自己的字体和颜色内容。 SVG 中几乎所有的可视化元素都可以使用”style”属性， ”style”属性的值是在 CSS 中样式定义的字符串，样式项使用“样式参数名：样式参数值“的形式表示，各项之间使 用分号隔开。 “style”属性作为被说明元素的一个属性而存在，其属性值（即参数的内容）说明了 本元素应该怎样被渲染。 “style”的参数多种多样，几乎涵盖了从文字到图形、从色彩到滤 镜等各个方面。关于”style”属性参数的详细介绍可参阅 SVG 和 CSS 方面的书籍，这里 仅列举本标准转换的 SVG 文件所使用的样式参数。 （1）字体类参数 “font-size”用于说明字体的大小 （2）文字类参数 “text-anchor”用来规定一行文本的对齐方式 “writing-mode”用来定义文字渲染方向 （3）媒体类参数 “color”用于说明颜色 （4）渐变类参数 “stop-color”用于说明色彩渐变的起止颜色值 （5）绘图类参数 “fill”用于说明填充的方式 “stroke”用于说明描边的方式 “stroke-width”用于说明描边时所使用的线条宽度 内嵌的 CSS 语句通过在元素中定义元素来实现，由于元素中的 CSS 样式表不符合 XML 语法，所以需要使用 XML 中的实体嵌入标记”。 对于图形中不同电压等级的设备的着色和字体采用这种方式。 5.4 对图元和样式的引用 5.4.1引用的使用 在 5.3.1 中定义了图元，通过使用元素引用一个在文档中其他地方定义的元素。 元素的语法为： SVG 中的引用可以使用绝对路径或相对路径的 url 引用方式，上面”xlink:href”的方式， 可以不需要”url”关键字；也可以使用 url(#xpointer(id-name)的方式，例如实际的刀闸对象 的绘制则通过元素的引用，将” Disconnector”对应的元素绘制到引用处。 在 5.2.2 中定义了各电压等级的着色样式和样式的名字，在一个特定元素中引用一个选 择符则需要使用”class”属性。 示例： 5.4.2坐标的变换 坐标的变换有两种方式： 1、 用 translate、scale、rotate 的形式表示。 这种方法图元最好表示为：symbol 元素具有 viewBox 和 preserveAspectRatio 属性。 viewBox 为原始图元平移到（0，0）的视窗信息，preserveAspectRatio=” xMidYMid”。 在 use 元素中引用，由 use 元素的 x、y、width 和 height 属性来定义其位置大小。 x、y 为图元左上角坐标，width 和 height 为实际图元大小，这样可以直接完成平移和 缩放的变换。如果有旋转变换，则可以通过 transform 的 rotate 实现。 2、 图象模板 symbol 位置的原始坐标与 SVG 图形上实际坐标的转换关系采用矩阵运 算，一个二维坐标系的矩阵变换计算公式为： 11001 1 1 y x fdb eca y x 其中，x 和 y 为原始坐标值，和是实际坐标值。引用 Symbol 时坐标变换的 1 x 1 y 表达形式为 transform=”matrix(a b c d e f)”，这 6 个参数即为上述公式矩阵中的 6 个元 素。具体实现细节可参阅 SVG 的书籍 5.5 图形 ID 描述 SVG 图形 ID 采用 g 后面加 id 方式实现： 在图表中，图形对象有一个标识符且必须是唯一的。当更新一幅之前被交换过的 图形时，这个标识符必须是固定的和持久的。例如它必须从未改变，在同一个图表中 从未被其他的图形对象重用。这个标识符不必是全球唯一的，也就是说，它不需要是 一个在 IEC 61970402，EMSAPI 第 402 部分：公共服务中详细说明的总资源 ID（MRID）。 5.6 与领域数据的关联 SVG 图形与领域数据关联应采用 Metadata（元数据）关联。Metadata 是一种描述 数据的数据，主要用于描述数据资料的一些属性。SVG 规范提供元素用来 描述其他 SVG 元素的属性。 上述代码给出了用元素将一个 SVG 图形对象与领域数据关联的例子。 元素做为 SVG 元素的子元素，描述了该图形对象对应的领域数据对象、层 以及私有信息，其中 PSR_Ref 有两个属性 ObjectID 和 ObjectName，Meas_Ref 有两个 属性 ObjectID 和 ObjectName，MeasValSource_Ref 只有一个 ObjectName 属性， CN_Ref 只有一个 ObjectID 属性，Layer_Ref 只有一个 ObjectName 属性，Layer_Ref 可 以有多个，其余只可能有 01 个，原则参见第 5 节。具体如何使用在后续章节中会详 细描述，私有格式使用 xxx 作为名空间，里面内容任意。由于元素支持任 何 XML 兼容的 Metadata 语法，可以通过指定命名空间，采用需要的格式对领域对象 和私有信息进行描述。 5.7 电力系统元件 5.7.1断路器 断路器的元数据表示需要同时描述PSR_Ref和Meas_Ref。其中PSR_Ref带两个参数 ObjectID和ObjectName，Meas_Ref只带一个参数ObjectID。 示例： 5.7.2刀闸和接地刀闸 刀闸的元数据表示需要同时描述PSR_Ref和Meas_Ref。其中PSR_Ref带两个参数 ObjectID和ObjectName，Meas_Ref只带一个参数ObjectID。 示例： 5.7.3发电机 发电机的元数据表示只需要描述PSR_Ref。其中PSR_Ref带两个参数ObjectID和 ObjectName。 示例： 5.7.4变压器 在变压器的描述中，使用与CIM相同的描述方法，即变压器由线圈组成，每个线圈都有 独立的图形位置并且变压器由这几个线圈组成。变压器的元数据表示中PSR_Ref带两个参 数ObjectID和ObjectName，线圈的PSR_Ref只带一个参数ObjectID。 示例： 5.7.5母线 发电机的元数据表示只需要描述PSR_Ref。其中PSR_Ref带两个参数ObjectID和 ObjectName。 示例： 5.7.6 负荷 负荷有两种表示方式，示例一是图元表示，示例二是直接用直线表示。 示例一： 示例二： 5.7.7 交流线路 交流线路的元数据表示只需要描述PSR_Ref。其中PSR_Ref带两个参数ObjectID和 ObjectName。 示例： 5.7.8 并联电抗 并联电抗的元数据表示只需要描述PSR_Ref。其中PSR_Ref带两个参数ObjectID和 ObjectName。 示例： 5.7.9 并联电容 并联电容的元数据表示只需要描述PSR_Ref。其中PSR_Ref带两个参数ObjectID和 ObjectName。 示例： 5.7.10 串补 串补的元数据表示只需要描述PSR_Ref。其中PSR_Ref带两个参数ObjectID和 ObjectName。 示例： 5.7.11 换流器 换流器的元数据表示只需要描述PSR_Ref。其中PSR_Ref带两个参数ObjectID和 ObjectName。 示例： 5.7.12 直流线路 直流线路的元数据表示只需要描述PSR_Ref。其中PSR_Ref带两个参数ObjectID和 ObjectName。 示例： 5.8 连接线 连接线可以由多条polyline来组成，但是其metadata只有一个，这个metadata是可选项。 示例： 5.9 实时数据 实时数据有两种表示方式，示例一是用图元方式，示例二直接用 text 方式。建议使用 示例二，因为对于示例一来说接收方需要做转换才能使用。如果只有一个数据源，