（计算机应用技术专业论文）基于svg的电力实时信息图形表示的研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 在电力行业中， 对现场重要数据进行实时监控是极其重要的。 s v g ( s c a l a b l e v e c t o r g r a p h i c s )是基于x m l 的可扩展二维矢量图形格式，正逐渐广泛应用于w e b 上的图形数 据开放式发布，具有广泛的应用前景。 本文将 s v g与电力系统实时信息图形表示相结合，设计了基于s v g的电力实时信息 图 形发布方案， 该方案基于b / s结构， 使用s v g描述系统中的图元，并编写了s v g l i b 类库解析s v g 文档， 通过i e c 6 1 8 5 0 的a c s i 从现场获取实时数据，并将实时数据组织起 来存入实时数据库中 供w e b 服务器使用，最后给出了实时数据刷新的解决方案。 关键词:实时图形， s v g , d o m 解析器，a c s i abs tract i t i s v e ry i m p o r t a n t t o m o n i t o r c r u c i al r e a l - t im e d a t a i n p o w e r s y s te m s . s v g ( s c al a b l e v e c t o r g r a p h i c s ) i s a l a n g u a g e f o r d e s c r ib i n g t w o - d i m e n s i o n a l g r a p h ic s i n x m l , a n d i t i s b e c o m i n g m o r e a n d m o r e p o p u l a r i n g r a p h i c a l r e p r e s e n t a t i o n i n i n t e m e n t , e v i d e n c e s s h o w i t h a s a b r i g h t f u t u r e . c o n s i d e r i n g t h e a d v a n t a g e o f s v g ,w e p u t f o r w a r d a r e al - t i m e p o w e r s y s t e m g r a p h i c s i n f o r m a t i o n r e p r e s e n t a t i o n m o d e l b a s e d o n s v g .t h e a r c h i t e c t u r e o f t h e m o d e l i s b / s ,i n t h e m o d e l ,w e u s e s v g t o d e s c r i b e i m a g e e l e m e n t s .a n d t h e n d e v e l o p a c l as s li b r a r y c al l e d s v g l i b t o p a r s e s v g fi l e s .we u s e a c s i t o g e t r e al - t i m e d a t a a n d th e n o r g a n i z e t h e r e al - t i m e d a t a t o m a t c h t h e r e a l - t i m e d a t a b a s e w h i c h p r o v i d e s d a t a t o w e b s e r v e r . a t l a s t , w e g i v e t h e s o l u t i o n o f real - t i me d a t a r e fr e s h . y u a n h u a n ( c o m p u t e r a p p l i e d t e c h n o l o g y ) d i r e c t e d b y ass o c i a t e p r o f . z h a i k e y wo r d s : r e a l - t i me d a t a , s v g , d o m p a r s e r , a c s i 声明 本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文 基于 s v g的电力实时信息图形表示 的研究 ，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和 取得的研究成果。 据本人所知，除了 文中特别加以标注和致谢之处外， 论文中不包含其 他人已 经发表或撰写过的 研究成果， 也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名日期: 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、 使用学位论文的规定， 即: 学校有权保管、 并向 有关部门 送交学位论文的原件与复印 件; 学校可以 采用影印、 缩印 或其它复制手 段复制并保存学位论文; 学校可允许学位论文被查阅或借阅: 学校可以 学术交流为 目 的， 复制赠送和交换学位论文; 同意学校可以 用不同 方式在不同 媒体上发表、 传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名:导师签名: 日期:日期: 华北电力大学硕士学位论文 第一章 绪论 选题背景 在当今诸多工业领域包括电力行业，对现场重要数据进行实时监控是极其重要 通过专门的系统对现场设备的主要数据进行实时监控是保障电力系统安全稳定 月.0 t的 运行的重要保证，同时还有助于提高电力系统的运行效率【 l , 2 ) 随着信息时代的来临，网络技术得到了迅猛的发展和广泛的应用，互联网不仅 成为高效的信息发布渠道，同时也是人们获取信息的重要工具，尤为可喜的是它为 电力系统的信息网络传输与发布提供了一种崭新而有效的载体。由于人们对各种信 息的需求在不断增长，网络信息发布逐渐成为互联网上最重要也是发展最为迅速的 应用。在电力系统中，通过互联网实时获取各厂站图形化信息并进行直观的显示， 现在已成为人们的迫切需求之一。 1 . 2 国内外研究现状 1 . 2 . 1 i e c 6 1 8 5 0的研究现状 1 9 9 4 年，德国国家委员会提出了统一通讯协议的设想。1 9 9 5 年i e c t c 5 7 为此 成立了 3个工作组 w g 1 0 / 1 1 / 1 2 ，目 标是变电站内通信网络及系统，负责制定 i e c 6 1 8 5 0 标准 ， ， ，工作组成员来自 欧洲、北美和亚洲国家，3 个工作组有明确的分工， 第 1 0 工作组负责变电站数据通信协议的整体描述和总体功能要求，第 1 1 工作组负 责变电站级数据通信总线的定义，第 1 2工作组负责过程级数据通信协议的定义。 这三个工作组参考和吸收了已有的许多相关标准，其中主要包括: ( 1 ) i e c 6 0 8 7 0 - 5 - 1 0 1 / 1 0 4 远动通信协议标准; ( 2 ) i e c 6 0 8 7 0 - 5 - 1 0 3 继电保护信息接口标准; ( 3 ) u c a 2 . 0 美国电 科院制定的变电站和馈线设备通信协议体系; ( 4 ) i s o / i e c 9 5 0 6 制造商信息规范( m m s ) 。 以上这些标准的内容在 工 e c 6 1 8 5 0中都有不同程度的引用和反映。1 9 9 7年 1 0 月正式与e p r i / u c a 工作组合作.1 9 9 8 年4 月在瑞士鲁萨恩 ( l u z e r n s w i t z e r l a n d ) 工 e c 、工 e e e 和美国e p r i 达成共识，由i e c 牵头，以美国u c a 2 . 0为基础，制定一个 全世界通用的变电站自 动化标准，其后 工 e c t c 5 7 工作组研究 工 e c 6 1 8 5 0及其数据 模型。1 9 9 9 年 3 月，3 个工作组出t i e c 6 1 8 5 0 委员会草案版本。1 9 9 9 年8 月国际 电工委员会第三协调局 ( 工 e c s b 3 )成立配电自 动化工作组，指出应围绕统一的体 - t - 华北电力大学硕士学位论文 系结构要求，统筹、协调地制定标准，要制定无缝通信协议，统一数据建模，并有 更多的配电专家参与标准制定。国际电工委员会t c 5 7 在 1 9 9 9 年召开的日 本京都年 会的战略决策会议( s p a g ) 上决定在将来5 - 1 0 年内t c 5 7 的工作重点是将该标准作为 整个电力系统传输协议的唯一国际标准， 即“ 无缝通信系统体系” ， 并暂定名为“ 变 电站和控制中心通过6 1 8 5 0 通信” . 2 0 0 0 年6 月在德国n u r e m b e r g 召开的s p a g 会议 上确定了建立远动无缝通信协议的必要性和技术途径。2 0 0 1 年 6月 1 1日在挪威奥 斯陆 s p a g会议上正式确定名称为 “ 变电站一 控制中心通过 i e c 6 1 8 5 0通信” ( s u b s t a t i o n - c o n t r o l c e n t e r v i a i e c 6 1 8 5 0 c o m m u n i c a t i o n ) 的标准，即电 力系 统的无缝远动通信体系结构的统一的传输协议6 1 8 5 0 。在 工 e c t c 5 7 工作组2 0 0 2 年 北京会议上，指出今后的工作方向为:追求现代技术水平的通信体系，实现完全的 互操作性，体系向下兼容，基于现代技术水平的标准信息和通信技术平台，在 i t 系统和软件应用通过数据交换接口标准化实现开放式系统，例如变电站通信标准用 于所有类型的分布式 s c a d a系统。工 e c 6 1 8 5 0不仅用于变电站内通信，而且用于变 电站和控制中心通信。i e c 6 1 8 5 0 标准经过多年的酝酿和讨论，现在己出版 1 5 个部 分中的1 3 个。工 e c 6 1 8 5 0 标准是全世界唯一的变电站网络通信标准，也将成为电力 系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自 动化无缝自 动化标准，还可望成为 通用网络通信平台的工业控制通信标准。当前，生产相关产品的国外各大公司都在 围绕 i e c 6 1 8 5 0开展工作，并提出 i e c 6 1 8 5 0的发展方向是实现 “ 即插即用” ，在 工业控制通信上最终实现 “ 一个世界、一种技术、一个标准， 在制定i e c 6 1 8 5 0 的过程中，在美国、德国、荷兰等国都有示范工程，用以验 证标准， 通过实践来进一步促进标准的完善 1 a e p r i 进行的变电站通信论证初步计 划 ( t h e u c a s u b s t a t i o n c o m m u n i c a t i o n s d e m o n s t r a t i o n i n i t i a t i v e p r o j e c t ) , 该计划按照u c a 2 . 0 标准至少实现1 2 个站，用于验证u c a 标准的正确性并将结果反 馈回来以 便修改标准。1 9 9 8 - 2 0 0 0 年在德国进行t o c i s ( t h e o p e n c o m m u n i c a t i o n i n s u b s t a t i o n s ) 2程，主要由f g h , v e w , a b b , a l s t o n m 、西门子等参加.目 标是 为制定世界统一标准的工 e c 6 1 8 5 0 积累经验，协调u c a 2 . 0 和 工 e c 6 1 8 5 0 ,验证 工 e c 6 1 8 5 0 的抽象通信服务接口 和通信栈的独立性。得出的结论是 工 e c 6 1 8 5 0中定义的 通信概念符合变电站通信要求;需要扩展 u c a 2 . 0以适应欧洲市场;以太网技术适 合用做站总线;基于 工 e c 6 1 8 5 0的应用独立于通信栈;工 e c 6 1 8 5 0 提供了不同厂商 设备之间的互操作性。2 0 0 1 年在范库弗峰 ( v a n c o u v e r )进行了 i e c面向变电站事 件的通用对象 ( g e n e r i c o b j e c t o r i e n t e d s u b s t a t i o n e v e n t .简称g o o s e )工程， 目 标是验证i e c 6 1 8 5 0 增强的面向变电站事件的通用对象概念，验证变电站配置语 言的基本概念，结论证明面向 变电站事件的通用对象概念的正确性，利用配置语言 配置面向变电站事件的通用对象消息可以实现不同厂商设备之间的互操作性。 华北电 力大学硕士学位论文 2 0 0 1 - 2 0 0 2 进行的i e c 6 1 8 5 0 - 9 - 1 的试验验证7 i e c 6 1 8 5 0 - 9 - 1 的可行性和正确性。 2 0 0 1 - 2 0 0 3 年进行了i e c 6 1 8 5 0原型试验，目 标是利用可用组件在真正的平台上实 现i e c 6 1 8 5 0 原型，验证基于i e c 6 1 8 5 0 的过程总线采样值和跳闸信号的实时性， 验证按工 e c 6 1 8 5 0 - 9 - 2 的采样值的编码。结论证明了i e c 6 1 8 5 0 的通信技术能够满 足变电站自 动化保护和控制的实时性要求，通信接口能够严格保证操作的正确性， 同时改进了i e c 6 1 8 5 0 - 9 一 的采样值编码。2 0 0 2 - 2 0 0 4由c i g r e 进行了一系列试验， 包括 i e c 6 1 8 5 0 - 9 , i e c 6 1 8 5 0 - 8 一 等，证明了新标准满足变电站自 动化系统的要 求， 满足互操作性要求。 国外， s i e m e n t s , a b b 等1 3 家公司已 推出了符合 i e c 6 1 8 5 0 的变电站自 动化系统的产品【4 1 1 . 2 . 2 x m l 的发展现状 x m l 是公认拥有无穷生命力的下一代网络标记语言。 它实际上是一种定义语言， 即使用者可以定义无穷无尽的标记来描述文件中的任何数据元素， 从而突破h t m l 固 定标记集合的约束5 . 巴 ” ， 使文件的内容更丰富、 更复杂， 更容易组成一个完整的信息 体系。由 w 3 c组织制定的一种开放标准的文本式矢量图形描述语言 s v g ( s c a l a b l e v e c t o r g r a p h i c s , 简称s v g ) 就是基于x m l 语言的8 1 91 ， 这就意味着s v g 文件可以当作 x m l 文件来处理， 可以利用x m l 的解析器。 基于d o m 的解析方式是将s v g 文档解析成 树形保存在内存中， 根据d o m 应用编程接口， 可以对s v g 文档进行遍历、 修改等操作。 这种解析方式将是本系统的选择。 s v g作为一种基于文本方式的矢量图形描述语言， 它是一种文本格式的图像， 文 件的大小只与图形的复杂度有关， 而与图形的具体尺寸无关1 0 , 1 1 3 . 它能够对各个图形 元素精确定位， 而且可以无级缩放而不会引起失真。另外， 文字在s v g图像中保留可 编辑和可搜索的状态。由于没有字体的限制， 用户将会看到和他们制作时完全相同 的画面。 最奇妙的是， s v g 支持j a v a s c r i p t ， 也就是说， 作为图像， 它支持交互， s v g 将图像与交互这两个从前毫不相关的概念统一起来。这对电力系统数据的实时显示 是非常重要的。 1 . 3 研究目的和意义 在电力系统中要涉及大量的接线图、潮流图等 据，这些数据和接线图中的电力设备图元相关联， ，同时存在着大量的遥测遥信数 并且是实时变化的，动态反应系 统中各设备状态的变化 显示电网的运行状态， 。 在电力系统的监控系统中， 客户端的g u i( 图形用户接口) 所以客户端的图形界面是重要的人机信息交互窗口。如何有 效、快速、友好的在客户端显示电网的运行状态，解决电力系统图形监控系统面临 的难点问题，是监控系统要解决的关键问题之一。这些难点问题包括电力系统图元 华北电 力大学硕士学位论文 基于矢量图形的表示、图元的属性数据和图元图形对象的统一、图元在浏览器中的 显示和交互操作、遥测遥信数据的网络传输以及系统平台的可移植性、兼容性等 1 2 . 1 3 目前，由于相对于us( 客户端/ 服务器结构)结构而言，b / s ( 浏览器/ 服务器 结构)结构具有很大优越性，基于 b / s结构的管理系统得到了更广泛的关注。b / s 结构的管理系统具有以下鲜明的特点: ( 1 )更广泛的客户访问范围。客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器 上的最新数据，而 工 n t e r n e t / i n t r a n e t所特有的优势大大扩展了对电力系统图形 数据和属性数据的管理。 ( 2 )客户端平台独立性。无论客户机是何种操作系统，只要支持通用的 w e b 浏览器，用户就可以访问电力系统接线图的图形数据和其中的实时数据，实现平台 无关性。 ( 3 ) 更简单的操作。要想使电力运行情况能够被广大的普通用户接受和使用， 而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，就要降低对系统的操作难度。通用 的w e b 浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。 ( 4 ) 平衡高效的计算负载。传统的基于 us结构的电力图形监控系统都是片 面地强调依赖服务器一端或者依赖客户端用户，这就造成了服务器端或用户端的工 作负担，降低了系统的性能。而采用b / s 结构后，将复杂的处理交由 服务器执行， 而对简单的操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活的在服务器端和客户端 之间合理分配处理任务，从而提高网络计算资源的利用效率。 s v g是基于文本格式的矢量图形描述格式，相比于点位图，就有可无级缩放、 文件小、图形表现力强、便于进行二次修改、适于进行网络传输等优点，因此可以 被用来用于对变电站接线图中的各图元进行图形信息的描述，和 工 e c 6 1 8 5 。 中的变 电站配置描述语言s c l 有机的结合起来，构建变电站图形监控系统。 在电力系统的图形表示中引入x m l / s v g的优越性主要有: ( 1 )数据管理性能好。因为 x m l本身具有数据来源的多样性和多种应用的灵 活性、柔韧性和适应性，x m l可以对不同来源的图形数据和实时数据进行合并、集 成。客户获得x m l 数据后，就可以在客户端进行相应的操作。 ( 2 )方便电力系统图形数据标准化的实砚。通过和i e c 6 1 8 5 0 标准的结合，便 于实现信息资源的共享。由于图形数据可被s v g 唯一的表示，减少了服务器和客户 端之间的频繁交互，提高电力系统各应用之间对图形信息的互操作能力。 ( 3 )由于内容与显示形式的分离， x m l 只描述数据本身， 数据的具体表现形式 华北电力大学硕士学位论文 可利用样式表语言进行转换，使数据信息能够动态的展现。 ( 4 ) x m l / s v g 具有开放的标准，同时也得到众多软件公司的支持。 鉴于s v g 规范和b / s 体系结构的种种特点， 图形发布系统中，取得了很好的效果。可以预见 本文将这两种技术引入到电力实时 ，在不久的将来，s v g和 b / s结构 会广泛的应用于电力系统各应用中的图形表示中。 1 . 4 本文的研究内容 本文从s v g 的特点及其在电力实时信息图形表示中的应用入手， 设计了基于s v g 的电力实时信息图形表示方法的解决方案，并对构建基于s v g 的电力实时信息图形 网络发布系统进行了探索与实践。本文着重于s v g 技术在电力实时信息图形表示中 的应用研究，由于时间关系，本文只对s v g 在实时信息图形表示方面的应用、用户 基于浏览器/ w e b服务器/ 数据库服务器方式下的图形交互操作、图形系统中实时数 据的显示和实时数据的获取四个方面进行了研究。 在论文中，笔者主要作了以下几方面的内容: ( 1 )设计了基于b / s 结构的图形发布系统，简单实现了用户和图形的交互。 ( 2 )设计了基于s v g的电力系统图元的描述方法。 ( 3 )编写了s v g l i b 类库，使得对s v g 文件的操作变得相当方便。 ( 4 )对与电力系统图元相关联的实时数据的动态显示进行了研究。 ( 5 )研究了如何使用 i e c 6 1 8 5 0 a c s i 从现场搜集实时数据。 本论文共分5 章，论文的组织和主要内容如下: 第一章是绪论，分析了电 力实时信息图形表示系统中面临的问题，介绍了 x m l 和s v g 的优越性及其给电力系统实时图形显示领域带来的机遇，阐述了基于x m l 和 s v g的电力实时系统网络图形发布系统的可行性，并介绍和分析了国内外相关领域 的研究现状，最后说明了论文的目的和意义。 第二章是s v g 文件格式及 i e c 6 1 8 5 0 标准简介， 介绍了s v g 文档的格式、 s v g 中 用于图形显示的元素标记及该元素内的一些重要属性标记，通过和其它图形图像格 式进行比较，归纳了s v g图形格式的特点和优越性。然后介绍了 工 e c 6 1 8 5 0 标准， 并重点介绍了该标准中的a c s i( 抽象通信服务接口) 。 第三章是基于s v g 的电力实时信息图形表示系统的设计。首先描述了电力实时 信息图形系统的应用背景、需求分析和传统解决方案，在此基础上提出了一个基于 b / s 结构的基于 s v g的电力实时信息图形表示系统的设计方案。给出了系统的体系 华北电力大学硕士学位论文 结构，详细阐述了系统中的数据通信，系统中基于 s v g的应用组成，以及采用 s v g 的电力实时信息图形表示系统的优点。最后研究了如何利用 i e c 6 1 8 5 0 的a c s i 从现 场搜集实时数据。 第四章是基于s v g 的电力实时信息图形表示系统的实现。首先给出了系统实现 的软件环境，分析了电力系统接线图中需要考虑的进行图形显示的信息的内容，对 s v g 在这些信息图形表示中的应用进行了阐述，用 s v g表示了系统中设备的图元， 对 s v g表示设备图元的优缺点进行了分析，并给出了优化方法。然后详细介绍了 s v g l i b 类库的结构及其用法， 提出使用客户端的数据分层显示技术解决了信息的发 布问题，最后就信息实时显示的技术进行了探讨。 第五章是结论与展望，对本论文的研究进行了总结，指出了今后有待进一步研 究的问题，对 s v g 在电力系统中的应用进行了展望。 1 . 5 本章小结 本章主要介绍了本课题展开的背景和国内外的研究现状，并对本论文研究内容 的目的和意义进行了阐述，最后对本论文内容的整体思路和布局进行了说明。 华北电力大学硕士学位论文 第二章 s v g 规范及 i e c 6 1 8 5 0 标准简介 2 . 1 s v g 规范分析 2 . 1 . 1 s v g 简介 s v g 是一种基于x m l 的用来描述二维矢量图形和矢量点阵混合图形的置标语言， 其全称是可扩展的矢量图形( s c a l a b l e v e c t o r g r a p h i c s ) 。其中，“ 可扩展” ( s c a l a b l e ) 一词在图形图像技术上指的是它不局限于一个固定的分辨率和大小，能 在不同大小的区域内正常或者比较正常的显示。在网络技术上，则用来形容一种特 定的、 拥有众多用户的、 有大量这种格式文件流行的、 有许多应用程序支持的技术。 s v g作为一种网络图形图像技术，既代表了它所生成的图形可伸缩，也意味着这项 技术可扩展。 s v g 的可扩展性还体现在可重用上。 “ 矢量”( v e c t o r ) 是指规范中描述 了 直线、 曲 线、 形状等几何图形， 而无须像j p e g u 1 等图 像格式那样逐象素进行描述。 “ 图形”( g r a p h i c s ) 是指它提供了对矢量和矢量/ 点阵混合图形的描述，因而它填 补了大多数基于 x m l的置标语言对复杂图形描述的空白。s v g是图形、图像和文字 的有机统一， 它提供了6 种类型的 对象， 其中包括矢量图形( v e c t o r g r a p h i c s h a p e ) . 图像( i m a g e ) 、渐变填充( g r a d i e n t f i l l i n g ) 、过滤器操作( f i l t e r ) 、可重用单元 ( r e u s a b l e c o m p o n e n t s ) 和文本( t e x t ) 。 s v g 的绘图可以通过动态和交互式方式进行。s v g 不仅使用 x l i n k 和x p o i n t e r 来提供超链接功能，还定义了丰富的事件，这些事件可以应用于所有的图形对象。 由于s v g 支持脚本语言( s c r i p t ) ，因此高级网页制作者仅需进行简单的 s c r i p t 编 程，来访问s v g d o m 的元素和属性，即可响应特定的事件，从而提高了s v g 的动态 和交互性能。s v g 规范定义了s v g的特征、语法和显示效果，其中包括x m l 命名空 间( n a m e s p a c e ) 和s v g 文档对象模型( d o m ) 。 正是由于矢量技术的引入，使得它具备了一些独特的优点: ( 1 )能加快下载浏览速度。由于 s v g采用简单高效的矢量指令，即利用点和 线的描述来绘制图形。而表现相同显示效果的位图，即便经过压缩后也会比它大得 多，这使得集成了s v g 的x m l 文档更小，因而下载速度也大大提高。基于这一显著 优势，s v g 可以作为解决目 前网上浏览瓶颈的最佳方案。 ( 2 )能获得更广泛的硬件支持。由于位图在不同分辨率的屏幕上显示效果不 同，且缩放后会出现锯齿和模糊效果，因此无法满足网页浏览的质量要求。而 s v g 从较低分辨率的便携式计算机到较高分辨率的台式机，再到高分辨率的打印机，都 华北电 力大学硕士学位论文 能提供良 好的视觉效果，这将大大提高w e b 应用，也是矢量技术所带来的技术上的 突破。 ( 3 )能实现方便的图形定位与检索。通过使用 x m l灵活的标记特性，可以为 图形对象提供一定的语义，因而方便图形的搜索。 ( 4 )具有良 好的可重用性。由于样式单在 s v g中扮演了重要角色，它便于矢 量对象在不同的页面中，以不同的外观显示，因而大大提高了元素的可重用性、可 修改性。 ( 5 ) 具有准确的颜色描述。 s v g 支持在显示时，参照特定设备的描述文件来动 态地调整显示效果，且能够保证图形图像的颜色在跨网络传输后仍能够准确地显 不 。 2 . 1 . 2 s v g 的基本结构 2 . 1 二 2 . 1 基本数据类型 在s v g 中 ， 提供了 许多 数据 类型 i6 1 . 整型值是正号或负号后跟0 - 9 而没有带小数点的数值。一般来说其范围和一个 l o n g型值的范围相同，但是有时不同的属性值规定不同，比如颜色值的最大值是 2 5 5 0 2 . 一般就指带有小数点的值， 同时也包括使用科学计数法所表示的值。 推荐在s v g 复杂运算如坐标变换中使用，以避免精度不够而失真。 3 . 和( c o o r d i n a t e 坐标值和长度值是一个后面可以紧跟单位的整型或者实型值。如果后面没有接 单位，就按照缺省单位来衡量。如果后面接了单位，则是一个绝对值。绝对距离和 现实设备的转换由s v g 客户端程序完成。 4 . 定义了一系列按顺序排列的同样类型的值。列表中的元素可以是任何类型 5 . :一种特殊的 类型。 6 . 和 如果一个整型和实型数据后接一个角度单位，那么这种组合就是一个角度值。 如果没有加单位，缺省角度单位为度. 华北电力大学硕士学位论文 d 明 接口提供了一种通过分层对象模型来访问 x m l文档信息的方式，这些分层 对象模型依据 x m l 文档结构形成一棵节点树。无论x m l 描述的是什么类型的信息， 利用 d o m树所生成的模型都是节点树的形式。也就是说，d o m强制使用树模型来访 问x m l 文档中的信息。由于x m l 本质上就是一种分层结构，所以这种描述方法是相 当有效的2 0 . 2 1) 2 . 2 . 2简单应用程序接口( s a x ) s a x ( s i m p l e a p i s f o r x m l ) 提供的访问 模式是一种顺序模式，也就是一种线性 文档处理模型。当使用s a x 解析器对x m l 文档进行分析时，会触发一系列的事件， 并激活相应的事件处理函数，应用程序通过这些事件处理函数来实现对x m l 文档的 访问，因此s a x 接口也被称为事件驱动接口【2 2 7 由于事件触发的本身是有时序的，因此，s a x提供的是一种顺序访问机制，对 于己经分析过的部分，不能再倒回去重新处理。 s a x 之所以叫做简单应用程序接口， 是因为s a x 解析器只做了一些简单的工作。大部分的工作还要应用程序自己去做。 也就是说，s a x 解析器在实现时，它只是顺序的检查 x m l 文档中的字节流，判断当 前字节是x m l 语法中的哪一部分、是否符合x m l 的语法，然后再触发相应的事件， 而事件处理函数本身则要应用程序自己去实现。 2 . 2 . 3 d o m 和 s a x 性能分析 d o m树所提供的随机访问方式给应用程序的开发带来了很大的灵活性，它可以 任意的控制整个x m l 文档中的内容2 3 7 。 然而，由于d o m 解析器把整个x m l 文档转为 d o m树放在内存中，因此，当文档比较大或者结构比较复杂时，对内存的需求就比 较高。而且，对结构复杂的树的遍历也是一项耗时的工作。所以d o m 解析器对机器 性能的要求比较高，实现效率不是很理想。但是，由于d o m 解析器采用的树形结构 的思想与 x m l 文档的结构相吻合，同时鉴于随机访问所带来的方便，因此，d o m解 析器还是有很广泛的使用价值。 同d o m相比，s a x 解析器缺乏灵活性. 然而，s a x 解析器没有把整个文档放在 内存中， 故文档的大小和复杂程度都不会影响s a x 解析器的性能， 实现效率高。 s a x 允许用户任何时候中止文档的解析，这就使得处理文档部分信息成为可能，解析可 在得到某些特定的信息后中止，这一特性使得系统资源得到较大的优化。 2 . 3 s v g 对比j p e g , g i f , p n g , s w f 图像格式的优势 ( 1 ) s v g与， j p e g , g i f , p n g 位图格式对比: 今天绝大多数的w e b图像都使用 g i f , p n g 或者 j p e g的位图格式，由于位图需 华北电力大学硕士学位论文 要包含一幅图像里的每个象素的信息，导致它太大、处理起来太慢而且没有声音。 矢量图形则提供了一个更好的解决方案，它使用对象的形状和路径描述图像，但在 s v g出现之前只有几个专有格式，如 m a c r o m e d i a f l a s h或 a p p l e s q u i c k t i m e o s v g 的出现使这种局面将要发生变化，其优势表现为以下几个方面2 4 1 大大地缩减了图像文件的尺寸，减少了下载时间。像 g i f 和 j p e g这样的栅格 或位图格式不得不包含每个象素来显示图形， 导致文件较大， 只能是使用低分辨率， 并且在网上传输时需要大量的带宽。 纯文本格式。 s v g 文件的阅读和修改所使用的工具和修改j p e g 或g i f 图像的工 具相比要小得多。 可升级性。与基于位图的g i f 和j p e g 格式不同，s v g 是矢量格式，s v g 可在任 何分辨率下都有很高的质量，没有打印位图时的阶层感。 可缩放性。可将s v g 图像的任何一部分放大，不会出现任何图像质量的下降。 可查找性和可选择性文本。与位图图像不同的是，s v g文本中的文本支持可选 择性和可查找性。比 如，可以查找到指定的字符串，就像在地图上查找城市名字一 样。 色彩适应性更强。s v g图像具有一个 1 6 0 0 万色彩的调色板，支持 i c c ( 国际色 彩协会) 色彩标准，支持r g b 色彩模式和蒙板。 脚本和动画。s v g能够支持动态交互性的图像，这种特性比位图图像有了很大 的改进。 ( 2 ) s v g 与s w f 矢量图像格式对比: s w f动画是基于矢量技术制作的，可将画面任意放大而没有任何损害，且支持 交互性。正因为如此，s w f格式成为网页动画制作的主流。从某种意义上，s w f与 s v g 有惊人相似之处，如文件小、传输方便等，尽管 s w f 凭借其优越的表现形式和 便利的创作工具成为目 前网络动画设计的首选，但相对 s v g图像格式而言，还存在 以 下 不 足 (251 s w f是一个非开放标准。s w f是一个相对封闭的技术，与其它的开放标准之间 没有一个完全的融合方案，技术标准由m a c r o m e d i a所有。尽管 s w f目前己经提供 了对x m l 的支持。 但由于这种支持存在单面性， 伴随着 x m l 及其它开放标准的发展， s w f 的不协调性将日 益突出。而 s v g 是w s c 制定的开放标准的图像格式，任何公司 都可以参与对 s v g 标准的制定，从而使得这一标准更加科学和强大。 存在与网页的整合过程。互连网中s w f图像格式的广泛应用，得益于它可以用 a c t i o n 方便地与网页中其它元素交互，因而能够很好的与页面整合。 但对于s v g 来 _ 1 3 - 华北电 力大学硕士学位论文 说根本就不存在整合的问题，因为s v g 基于x m l 建立，它本身就是网页的一部分， 在s v g 图像文件中可以使用任何一种网页元素， 甚至包括c s s , d h t m i , v r m l , d o m , x s l , j a v a s c r i p t 等各种w 3 c 标准。基于此，未来的网页中需要加入一张图片时， 不再需要链接一个j p e g 或g 工 f 图片，而可以直接用s v g 写出一个图形来。 s w f 的可编辑性较差。 s w f 的可编辑性不如s v g . s w f 是f l a s h的输出文件格式， 作为最终的动画生成格式，其创作过程封装在s w f 文件中，无法再进行二次编辑。 f l a s h 一旦输成s w f 文件就无法修改了，除非你拥有原始的. f l a 文件，虽然现在己 经有一些工具可以从s w f 中提取出各种元素，但仍不能对s w f 进行完全的修改。这 一点在知识产权保护方面虽然很有意义，但对于资源的更新和利用就显得不方便 了.对于 s v g来讲，因为它是一种文本格式，具有与 h t m l类似的结构和语法，只 需利用记事本就可以打开它，并进行编辑。 s w f不能进行图像搜索。由于 s w f 不提供对文本格式的支持，文本不能独立于 图像而存在. 因此无法建立类似于s v g 的搜索功能. 2 . 4 s v g 的应用前景 对于目 前正面临着种种难题的i n t e r n e t 及其应用而言， s v g 的诞生有着十分积 极的意义，其应用前景十分广阔。具体介绍如下川 : ( 1 )数据表格，图像地图 在应用领域，s v g 可以非常时宜的应用在数据表格和图像地图中。在 s v g的源 文件中，通过变量可以很方便的控制需要的图形生成。这就为网络图像数据表格提 供了很大的应用前景。 制作图像地图同样是s v g 的一大优势。 由于s v g 是矢量格式， 图像可以在任何显示分辨率下获得同样的图像效果，文件放大看时也不会有任何的 品质损失，而且完全可以制作出包含地理信息和文字信息的图像地图，这样的图像 地图文件的大小也仅仅是k 字节级别。 ( 2 )无线设备的要求 s v g另一个非常诱人的应用前景就是开发无线设备的图形和动画。利用 s v g , 只要在无线设备中安装一个简化的s v g 文件解析器，就可以实现对s v g 文件的识别 和显示;同时，因为是矢量的文本文件，文件的大小不会很大，非常适合无线产品 的网络传输。s v g还提供动画和多媒体编辑功能，所以可以支持二维的平面动画， 支持声音文件和视频文件的播放. 结合一些其它技术如s m i l ， 就可以实现创建一个 非常理想的多媒体无线终端解决方案。 华北电力大学硕士学位论文 ( 3 )图像搜索引擎 在s v g 图像中，信息是一元代码形式的，是开放式的。文字独立于图形信息， 这就为图像搜索和查询提供了可能。例如 键字，就可以在图像中查询到对应的信息 在一个s v g 动画中，通过搜索某一个关 而这对于同样是矢量图像和动画格式的 s w f 就不可能实现。依据 s v g 的这种交互性，可以创建大型的图像搜索引擎。 ( 4 )网页设计思想的改变 采用s v g 进行网页设计，是下一代的网页设计思想。现在的网页设计，通常是 在位图图像软件中绘制好整体页面图像，然后进行图像切割，最后完成页面的文字 编辑。通常这样的工作是很繁琐的，进行二次修改也很不简便。而利用 s v g ，则可 以实现页面图形设计和文字设计一步完成。如果要进行远程协作完成网页设计，也 只需传输创作后的页面文件，而不必将所有的图像源文件和页面文件都传输.结合 s v g 创作网页，将使网页设计师真正可以 “ 画出”页面。 2 . 5 i e c 6 1 8 5 0 标准简介 2 . 5 . 1 i e c 6 1 8 5 0 标准的目的 工 e c 6 1 8 5 0 的目的可以从三个方面理解:1 、互操作性:允许不同厂商的智能电 子设备间，通过标准的数据模型和信息交换模型，交换信息以便完成自己的功能。 2 、自由配置:用户和厂商可根据具体情况自由的设计通信网络结构以及把功能分 配到不同的层次中。3 、延长系统的生命周期:抽取公共的、长期相对稳定的数据 和功能，使之独立于快速发展的通信技术和系统需求的变化，以增加系统的长期稳 定 性 (27,281 i e c 6 1 8 5 0 的制定思路是: 1 、 由面向通信协议的描述转向面向信息交换的描述。 2 、由面向点的描述转向面向 对象的描述。3 、应对通信技术和网络技术迅速发展的 挑战。4 、满足应用技术迅猛发展的要求。 工 e c 6 1 8 5 0的最终设想是一个世界 ( 变电站自 动化世界，甚至更远分布式能量 资源，甚至更远高级分布自 动化) 、一种技术 ( 分层、分布、统一建模) 、一个标准 ( 基于工 e c 6 1 8 5 0 的标准) a i e c 6 1 8 5 0 的结构如图2 - 2 ( 2 9 ， 所示: 华北电力大学硕士学位论文 系 统 方 面 和 要 求 第 1 5 兼容逻辑节点类和兼容数据类7 - 4 配 置 语 弓 旨 . 勺 ，6 与 原 理 7 - 1 致 性 测 试 第 十 部 分 公共数据类7 - 3 抽象通信服务接口7 - 2 特定通信服务映射 8 - 9 通信网络 图2 - 2 i b c 6 1 8 5 0 的结构示意图 2 . 5 . 2 i e c 6 1 8 5 0 标准的抽象通信服务接口 电力系统信息传输的主要特点是信息的传输有轻重缓急的不同，且应能实现时 间同步，对于通信网络应有优先级和满足时间同步的要求 o n o i e c 6 1 8 5 0总结了电 力生产过程的特点和要求， 归纳出电力系统所必需的信息传输的网络服务， 设计出 了 抽象通信服务接口， 它独立于具体的网络应用层协议( 例如目前采用的 m m s ) ， 和采 用的网络( 例如现在采用的i p ) 无关。 在图2 - 3 中， 客户通过抽象通信服务接口a c s i , 由 特定通信服务映射s c s m , 3 2 , 9 3 ) ( s p e c i a l c o m m u n i c a t i o n s e r v i c e m a p p i n g )映射 到应用层具体所采用的通信栈或协议子集。在服务器侧， 通信栈或协议子集通过 s c s m 和a c s i 接口。 a c s i 定义了与实际所用的通信协议无关的应用， 它定义了相关通信服务、 通信 对象及参数。 a c s i 提供的服务模型包括: s e r v e r m o d e l ( 服务器模型) 、 a s s o c i a t i o n m o d e l ( 关联模型) 、 l o g i c a l d e v i c e m o d e l ( 逻辑设备模型)、 l o g i c a l n o d e m o d e l ( 逻辑节点模型)、d a t a m o d e l( 数据模型)、d a t a s e t m o d e l( 数据集模型)、 s u b s t i t u t i o n m o d e l( 取代模型)、s e t t i n g - g r o u p - c o n t r o l - b l o c k m o d e l( 设置 组控制块模型)、r e p o r t -