（电路与系统专业论文）应用svg技术的变电站配置描述工具.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 针对变电站自动化系统中各种不同厂家的智能电子设备 ( i e d s ) 间互操作和系统集成的困难，国际电工委员会制定了 i e c 6 18 5 0 变电站通信网络和系统的系列国际标准，旨在统一变电站 自动化系统( s a s ) 的通信协议，提高系统的扩展性和可维护性， 实现完全的互操作。目前，对该标准的研究及相关产品的研制已成 为热点之一。本课题以1 e c 6 1 8 5 0 标准为依据，研究图形化的系统 配置描述工具的原理及开发问题。 1 e c 6 1 8 5 0 标准将整个s a s 划分为变电站层、间隔层和过程层 等三个层次，图形化的人机界面是变电层的必要组成部分。图形表 示所含的信息与配置信息是基本一致的。然而根据i e c 6 l8 5 0 标准， 图形表示与配置信息之间没有要求存在直接对应关系，也不要求图 形绘制与配置信息生成必须统一。所以，按通常的做法，图形表示 与配置信息由各自的工具生成，没有关联。 本课题的重点是s a s 图形界面以及如何实现图形表示与配置 信息的统一，即在绘制图形的同时，生成符合i e c 6 1 8 5 0 标准的配 置文件。 i e c 6 1 8 5 0 标准的第六部分定义了变电站配置语言s c l 来严格 描述变电站自动化系统的配置信息，s c l 是基于x m l 的；而s v g ( s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ) 是w 3 c 推荐的一种基于x m l 的开放 性图形格式标准，因此，如果将s v g 用于s a s 图形界面，应当可 以在x m l 的基础上解决图形表示与配置信息统一的问题。 要实现图形表示与配置信息的统一，实际是寻找某种途径，在 s c l 和s v g 二者间建立关联关系。文章详细讨论了s c l 与s v g 嵌 山东大学硕士学位论文 套结合的可行性和途径，给出了一种将s c l 嵌入s v g 的方法，分 析了扩展后的s v g 文件结构，实现了通过图形绘制生成s s d 文件 的功能，达到了统一图形表示与配置信息的目的。 本课题通过对s c l 和s v g 的研究，给出了以浏览器作为绘制 环境，结合j a v a c r i p t 语言控制，完成基本的图形绘制和编辑功能， 并能输出符合i e c 6 1 8 5 0 6 的s s d 文件的方法。 关键词：i e c 6 1 8 5 0 ，系统描述配置工具，s c l ，s v g 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t a i ma tt h ed i f f i c u l t i e so ft h ei n t e r o p e r a b “i t yb e t w e e ni n t e l l i g e n t e l e c t r o n i cd e v i c e s ( i e d ) f r o md i f f e r e n tm a n u f a c t u r e r si ns u b s t a t i o n a u t o m a t i o ns y s t e m ( s a s ) a n do fs y s t e m i n t e g r a t i o n ，i n t e r n a t i o n a l e l e c t r o t e c h n i c a lc o m m i s s i o n ( i e c ) c o n s t i t u t e ds t a n d a r di e c 618 5 0 - t h es e r i e so ft r i t e r i o na b o u ts u b s t a t i o nc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k s a n d s y s t e m s t h em a i np u r p o s eo ft h es t a n d a r d si su n i f yc o m m u n i c a t e p r o t o c o lo fs a s ，e n h a n c et h ee x p a n s i b i l i t ya n dm a i n t a i n a b i l i t yo ft h e s y s t e m ，a n da e c o m p l i s hf u l l yi n t e r o p e r a b i l i t y n o w a d a y s ，t h e r e s e a r c ho ft h es t a n d a r d sa n d d e v e l o pi n t e r r e l a t e dp r o d u c t sh a s b e c o m et h ef o c u sf i e l d b a s e do ni e c 6 i8 5 0 ，t h ep r o j e c ti st or e s e a r c h a n dd e v e l o pt h eg r a p h i c a ls y s t e mc o n f i g u r a t i o nd e s c r i p t i o nt 0 0 1 a c c o r d i n gt o i e c 6 1 8 5 0 ，t h es a sm a yb ea l l o c a t e do nt h r e e d i f f e r e n t l e v e l s ( s t a t i o nl e v e l ，b a yl e v e l ，o rp r o c e s sl e v e l ) ，a n d g r a p h i c a li n t e r f a c e si sa nn e c e s s a r yc o m p o n e n to ft h es t a t i o nl e v e l i n f o r m a t i o ni n c l u d e di n g r a p h i c m o d ei s a l m o s ts a m ew i t h c o n f i g u r a t i o nf i l e s b u ta c c o r d i n gt oi e c 618 5 0 ，t h e r ei sn on e c e s s a r y c o r r e s p o n d i n gr e l a t i o nb e t w e e ng r a p h i cm o d ea n dc o n f i g u r a t i o n i n f o r m a t i o n a l s o ，i ti sn o tr e q u i r e dt h a tt h ep r o c e s s e so fp l o ta n d i n f o r m a t i o nc r e a t i o na r eu n i f i e d s oi nc o m m o ni m p l e m e n t ，t h e g r a p h i cm o d ea n dt h ec o n f i g u r a t i o ni n f o r m a t i o na r eg e n e r a t e db y d i f f e r e n tt o o ls a n dt h e r ei sn or e a la s s o c i a t i o nb e t w e e nt h e m t h ee m p h a s i so ft h i sp r o j e c ti st h eg r a p h i c a li n t e r f a c eo fs a s ， a n dh o wt oa c c o m p l is ht h e p e r f e c tc o r r e s p o n d i n gb e t w e e ng r a p h i c m o d ea n dc o n f i g u r a t i o ni n f o r m a t i o n c r e a t er e l a t i v ec o n f i g u r a t i o n - 3 山东大学硕士学位论文 f i l e sa st h ep l o ti sb e i n gm a d e t h es i x t hp a r to fi e c 618 5 0s t a n d a r dd e f i n e st h es u b s t a t i o n c o n f i g u r a t i o nl a n g u a g e ( s c l ) w h i c hb a s e do nx m lt os t r i c t l y d e s c r i b et h es u b s t a t i o n c o n f i g u r a t i o ni n f or m a t i o n s v g ( s c a l a b l e v e c t o rg r a p h i c s )s v gi sae x o t e r i cs t a n d a r do fv e c t o r g r a p h i c s w h i c hr e c o m m e n d e db yw 3 c ，i fu s i n gs v gi nt h ed e v e l o p m e n to f g r a p h i c a l i n t e r f a c e ，t h e p r o b l e m i n u n i f y i n gg r a p h i c a n d c o n f i g u r a t i o ni n f o r m a t i o nc o u l db er e s o l v e d t o a c c o m p l i s ht h eu n i f i c a t i o nb e t w e e nt h eg r a p h i cm o d ea n d c o n f i g u r a t i o ni n f o r m a t i o n ，i ti sn e c e s s a r yt of i n ds o m ea p p r o a c h e s t oa s s o c i a t es c la n ds v g i e c618 5 0 s p e c i f i e s as u b s t a t i o n c o n f i g u r a t i o nl a n g u a g ec a l l e ds c lw h i c hc a nb eu s e df o rd e s c r i b e s a s sc o n f i g u r a t i o ni n f o r m a t i o ns t r i c t l y i nt h ep a p e r ，t h ep e n m a n d i s c u s s e dt h ef e a s i b i l i t ya n dm e t h o do fc o m b i n i n gs c la n ds v g ， a n a l y s i st h ee x t e n d e ds v gf i l e ，a n dp r e s e n t saw a yt h a ti n s e ts c l i n t os v g ，f u l f i i l e dt h eg o a lt h a t g e n e r a t es s df i l eb yp r o t r a c t i n g g r a p h i c s b yt h er e s e a r c h o ns c la n ds v g ，t h ep a p e rp r o p o s e st h e i m p l e m e n to ft h eb a s i cp r o t r a c ta n de d i tf u n c t i o n st h a tu s i n gb r o w s e a st h ep l o te n v ir o n m e n t ，a n dp r e s e n t st h ew a yf o re x p o r t i n gt h e s s df i l ew h i c hi sa c c o r dw i t hi e c 6 1 8 5 0 k e y w o r d s ；i e c 6 1 8 5 0 ，s y s t e mc o n f i g u r a t i o nd e s c r i p t i o nt 0 0 1 。s c l s v g 4 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：銎拯麴日期：逊! ：堡 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：壹麴导师签名： 华一 加7 i ，j 3 山东大学硕士学位论文 第一章课题背景 随着电力系统的迅速发展，变电站的结构和功能也日趋复杂， 变电站中智能电子装置( i e d s ) 间的实时信息传送量成倍增加，对 变电站自动化系统( s a s ) 中的数据通信提出了更高的要求。s a s 中使用的1 e d s 产品一般来自多个不同厂家，采用了不同的通信规 约，造成设备间的互操作性差，使s a s 的安装、和维护非常复杂， 也影响了运行可靠性。 针对上述问题，国际电工委员会( i e c ) 制定了关于变电站自 卅 动化系统通信网络的国际标准i e c 6 18 5 0 ，统一了变电站自动化系一 统的通信协议，提高了系统的开放性、扩展性和可维护性，解决了 不同厂家的设备间通信需要复杂的协议转换问题，可以实现完全的 互操作。目前，研制符合i e c 6 18 5 0 标准的s a s 是国内外电力系统 和相关设备生产公司的热点之。 按照i e c 6 1 8 5 0 标准，s a s 分为变电站层、间隔层和过程层等 三个层次，其中变电站层需要有图形人机界面，通过图形界面展示 发布信息和数据，进行交互操作，方便快捷而且直观，因而是s a s 变电站层的重要组成部分。变电站层图形界面包含的信息实际是完 全包括在变电站的配置信息中的，然而符合i e c 6 l8 5 0 的变电站系 山东大学硕士学位论文 统配置工具并不要求生成图形显示信息的配置文件，目前也未见到 兼备绘图功能的配置工具。一般情况下，系统的配置信息与图形表 示是区别对待的。通常的做法是单独维护一个配置信息库保存系统 的配置信息，而图形是用特制软件人工绘制，图形记录格式也是特 定的，配置信息和图形表示之间几乎没有关联，不同s a s 的图形 格式不统一，无法兼容。 i e c 6 l8 5 0 标准中定义的变电站配置语言s c l 是完全基于x m l 的，可以严格描述变电站及其自动化系统的配置信息。而s v g 是 w 3 c 推荐的基于x m l 的开放式矢量图形标准，功能强大灵活。将 s c l 与s v g 嵌套结合，应用到系统配置描述工具的开发中，完成 变电站图形绘制的同时生成相应的配置文件，保证图形与配置信息 的统一，无疑是一种非常有益的尝试。 1s 0 1 语言 第二章s o l 语言及s v g 技术 i e c 6 18 5 0 标准的第六部分定义了专用的变电站配置语言s c l ， s c l 语言在语法上遵循可扩展标记语言x m l 的语法规定，语义上 基本包括了变电站配置所涉及的各类对象，包含了系统模型、智能 电子设备i e d 模型、通信系统模型以及实例化的逻辑节点模型等方 山东大学硕士学位论文 面的信息。一个s c l 文件包含五个子元素：h e a d e r 、s u b s t a t i o n 、 i e d 、d a t at y p et e m p l a t e s 及c o m m u n i c t i o n 。其中h e a d e r 部分包含 了s c l 文件的版本和修订号，文件书写工具标识以及名称映射信 息；s u b s t a t i o n 部分包含了变电站的功能性结构，主要元件及其电 器连接关系；i e d 描述了i e d 的预配置，它所包含的逻辑装置、逻 辑节点、数据对象和所具备的通信服务能力，l e d 部分涵盖了功能 和通信两方面的内容；d a t at y p et e m p l a t e s 详细定义了在文件中出 现的逻辑节点，包含它的类型及该逻辑节点所包含的数据对象； c o m m u n i c a t i o n 部分定义了逻辑节点间通过逻辑总线和l e d 接入点一 之间的联系方式。这五种元素又各有其子元素和属性，层层包含， 最终形成兼容配置模型的描述。 根据数据交换方式和目的不同，s c l 文件分为四种类型： 1 i c d 文件。数据的交换是从i e d 的配置工具到系统配置工 具。该类型文件应仅包含对唯一的l e d 的功能描述，文件 的扩展名为i c d 。 2 s s d 文件。数据的交换是从系统的描述工具到系统配置工 具。该类型文件是对变电站的单线图和所需的逻辑节点的描 述。文件的扩展名为s s d 。 3 s c d 文件。数据的交换是从系统配置工具到i e d 配置工具。 山东大学硕士学位论文 该类型文件包含所有l e d 的数据类型模板、一个通信配置 部分和一个变电站描述部分。文件的扩展名是s c d 。 4 c i d 文件。数据交换是从l e d 配置工具到l e d 设备。该类 型文件描述了一个工程中实例化的l e d 。文件的扩展名 为c i d 。 整个s c l 文件受一套s c h e m a 模式文件约束，s c h e m a 严格定义 了s c l 文件的内容和结构，因此系统描述工具牛成的文件，除了 要求格式良好，还要通过s c h e m a 的验证。 2s v g 技术介绍 s v g ( s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ，可升级矢量图形) 是由w 3 c 制定的一种开放的文本式矢量图形标准，主要面向网络应用。w 3 c 推出s v g 标准的初衷是希望能够满足w e b 开发人员对动态的、平 台无关的w e b 内容表现和交互手段日益增长的需求。作为一种新 的开放性的图形标准，s v g 具有很多鲜明的特点： 1 基于x m l 语言 x m l 被公认为是下一代的网络标记语言，拥有良好的开 放性、可扩展性及跨平台性能，它将s g m l 的可扩展功能与 h t m l 的易用性良好的结合到应用中。与h t m l 不同，x m l 山东大学硕士学位论文 是一种元标记语言，是一套定义语义标记的规则，x m l 本身拥 有大量的的标记，可以用来描述各种复杂的对象。x m l 不再使 用固定的标签，格式不再像h t m l 那样一成不变，它允许用户 根据需要定义自己的标记、多种格式的数据以及信息结构的嵌 套等，从而使文件的内容更加丰富，更容易组成一个完整的信 息体系。 s v g 作为一种使用x m l 来描述图形的语言，继承了x m l 的可扩展和平台无关性。x m l 的标准的语法结构分析器已经发 展的很成熟，这就意味着s v g 的实现可以不再需要进行低层 的语法分析，此外基于x m l 使得s v g 可以使用绝大部分现今 网络成熟的技术如：j a v e s c r i p t ，v b s e r i p t ，c s s ，d o m 等，也 可以无缝应用x m l 家族中的优秀技术标准如 x s l ，x h t m l ，x p o i n t e r ，s m i l 等。s v g 可以很方便的插入 h t m l 网页中，或是其他的x m l 格式的文档中，而x m l 内容 也可以嵌入s v g 当中。不同的s v g 的图形可以自由的组合， 构成新图形，提高了图形的可重用性。 2 文本构成的图形，方便灵活 s v g 的一大特点是文本格式的图形，无需借助任何绘图工 具，仅仅用一个文本编辑器，就可以生成一个s v g 图形。文本 山东大学硕士学位论文 的格式使得s v g 图形可以是数据驱动的，软件可以直接从提供 的数据中创建图形，能够跟踪快速变化的信息，很方便的对图 形做修改，而不用重新绘制整个图形。s v g 扩展了图形的文件 格式，它由3 个部分组成：矢量图形、文字和点阵图像，这样 s v g 除了可以应用矢量图形和文字对象外，还能够引入点阵图 像作为补充。 3 支持交互性 图形和交互在以前是两个分开的概念，图形仅仅是一个显 示，而交互部分是网页的j a v a s c r i p t 提供的。而s v g 支持s m i l ， 通过s m i l 模块支持动画、缩放和转换视角、各种图形基本处 理、分组、脚本、超链接、结构化元数据，使得在图片内交互 成为可能，从而突破了上述限制i s 。 s v g 完全支持d o m 。d o m 是一种允许程序或脚本动态地 访问更新文档内容的，独立于平台和语言的规范化接口。s v g 定义了丰富的d o m 接口，几乎所有的元素都可以通过d o m 来 访问。s v g 内部绑定了j a v a s c r i p t 脚本语言的支持，使用 j a v a s c r i p t 可以很方便的访问s v g 文档，通过各d o m 接口下的 方法创建或修改s v g 图形。此外s v g 的绝大数元素( 可视化 元素) 都支持对事件的响应。正是s v g 这种对交瓦的良好支持， 山东大学硕士学位论文 使基于i e 绘图成为可能。 4 矢量图形 作为矢量图形，s v g 提供了更高的图形质量，可以在不影 响图形质量的前题下对图形进行无级缩放、旋转变形等操作， 而且文件的大小与图形的具体尺寸无关，仅与图形的复杂程度 有关，这些都是位图图形无法比拟的优点。 第三章变电站图形的绘制 1 变电站图形的绘制要求 s v g 推出的初衷就是面向下一代的w e b 站点图形，作为开放 性的图形标准，s v g 仅仅是对图形格式的规范，只是图形的技术标 准。所以s v g 本身不包含变电站系统的信息，要将它应用到变电 站的图形当中，就必须根据变电站图形的要求，使s v g 图形具备 变电站设备的特征。 经过分析，变电站图形绘制的要求如下( 这里主要针对一次接 线图) ： 1 图形应能动态绘制。图形生成有两种途径，一是由外部数据 源提供数据，软件根据数据信息自动生成所需的图形。这种 方式一般用在图形外观变化不规则，联机关系复杂的场合， 山东大学硕士学位论文 如w e b g i s 系统一般都采用数据库提供数据，后台程序牛成 相应图形显示在界面的方法。另外一种方式是直接用鼠标动 态绘制，而不需要外部数据，该方式一般用在图形的外观比 较规则，结构比较简单的场合。考虑到变电站一次接线图的 图形外观较规则，结构相对简单，连接关系不是很复杂，所 以可以选择用鼠标动态绘制的方法。 2 定义图元。注意到一次接线图中，除去极少的元件是用基本 图形表示的以外，绝大多数的元件都是由图元构成的，所以 要定义符合变电站要求的图元，建立较完备的图元库，表示 变电站的设备。为适应不同场合的要求，可以提供附加的动 j 坠定义功能，根据不同的需要随时增加图元，加入图元库以 备再用。 3 连接关系的定义。一方面，变电站自动化系统由大量的监控、 数据采集、保护等部分组成，各种不同的设备相互交联，来 完成数据的采集传输、保护等操作。另一方面，s s d 文件明 确规定了其内容要包含变电站一次设备的电气连接关系，其 中的如p o w e r t r a n s f o r m e r 元素和s u b e q u i p m e n t 元素都包含 有t e r m i a l 端子及c o n n e c t i v i t y n o d e 连接点等了元素，来表 示设备间的瓦连关系。所以一次接线图中的图元不是孤立存 在的，不能简单用普通的画线连接，应在图元的附加属性或 山东大学硕士学位论文 附加子元素中，以及绘制的操作过程中体现连接关系的存 在。 4 图形的编辑功能。对单一图元要能够实现如拖拉移动，改变 填充色和变宽颜色，改变边框线纹粗细，删除等操作，对多 个图元要能够实现如编组，划分图层等操作。 2 基本的绘制功能 图形绘制部分完成的工作主要是在浏览器界面上，通过各种图 元的组合，画出变电站的一次接线图，完成的接线图可以用作生成 s s d 文件，也可以用作信息发布的界面，通过与其他控制系统的互 联，读取设备的数据，与设备交互操作。对绘制部分，不论是使用 鼠标拖拉绘制图形，还是对已经存在的图形做移动、删除操作，实 质上都是应用j a v a s c r i p t 脚本访问s v g 的d o m 接口，调用不同接 口下的方法，完成与图形的交互操作。 参考前述变电站变电站图形的绘制要求，将图形的基本绘制功 能分为：绘制环境、图元的定义、图形的编辑功能、菜单及快捷键 等4 个部分。图l 给出了图形基本绘制的粗略表示： 山东大学硕士学位论文 2 1绘制环境 图1 图形的基本绘制 目前绝大数厂商提供的图形工具，大都是在m f c 的环境下开 发的，难以实现良好的平台无关性，移植到不同操作系统平台比较 困难。s v g 作为面向网络应用的图形格式，浏览器为其提供了天然 的显示界面，而且不受操作系统的限制，是平台无关的，只要有浏 览器，加装相应的插件后就可以显示s v g 图形。j a v a s c r i p t 是脚本 语言的一种，几乎可以用在所有的浏览器中。前期的探索表明，基 于浏览器，结合j a v a s c r i p t 的控制，完全可以实现动态绘制的功能。 采用上述机制开发的绘制工具，除了能满足变电站对绘制图形界面 山东大学硕士学位论文 的全部要求，图形直接输出为s v g 格式外，而且拥有良好的平台 无关性，跨平台移植很方便。 2 2 图元的定义 图元定义分为两个部分：一是基本图元，该类图元不包含有变 电站的信息，没有附加的数据属性，所以采用s v g 自定义的图形， 如：直线、矩形、圆等等。二是自定义的变电站图元，要含有相关 的变电站信息。 自定义图元的定义： 设备的图形表示符号定义 类 对于设备图形表示符号的定义方式，按照需求可分为两 1 s v g 提供了 、 和 3 个框架元素，可 以用 和 定义出设备符号库，在使用的时候 由 引用。但是根据s v g 的标准，这种方式定义的符 号在后期应用时，无法修改 中定义好的属性，而且 不能单独的对引用的符号进行操作。所以仅对操作需要少 的符号采用此种定义方式。 2 使用 和 两个框架元素，将构成符号的基本图形 山东大学硕士学位论文 元素添加到 标签下，形成一个“组”的概念，在绘制 的时候根据鼠标的位置信息，动态的创建一个组，绘制出 所需的图元。采用这种方式定义的符号库可以是动态的， 修改很方便，而且在后期工程使用时，可以根据外部的数 据信号实时的改变图形的位置、填充色等，体现不同的操 作动作。所以绝大数的图元符号均采用成组的定义方式。 实用属性的定义 如第3 部分所述，s v g 并不特别针对某一专业领域，其各 个元素仅包含关于图形的属性信息。变电站图形应用时往 往需要包含附加的如连接等方面的信息，所以除了定义图 元的几何形状外，还要有实用属性。根据s v g 标准提供的 扩展机制，我们可以自定义私有的( p r i v a t e ) 信息，也可 以嵌入来自其他命名空间的内容。有三种可行的途径 1 嵌入其他命名空间的内容。i e c 6 18 5 0 标准的第六部分定 义了变电站配置语言( s c l ) ，其中的变电站描述部分描 述了变电站的功能性结构，一次设备以及一次设备的电气 连接关系。因此，可以嵌入s c l 的内容来定义实用属性， 而不影响图形的正常显示。这种方式难度较大，s c l 本身 要求很严格，所以对s c l 要有一定的理解。 山东大学硕士学位论文 2 将实用属性定义为子元素。依据s v g 标准中定义私有部 分的规定，为每一个图元添加相应子元素，由子元素说明 图元的应用属性。如下例 1 lo k v o n d i s6 该例在 元素下添加了自定义的 元；素，断 路器的电压等级、连接关系、开关状态等信息，均放在 中描述。采用这种方式，实用属性的定义层 次清晰明确，可读性好。缺点是增加了代码量，进行交 山东大学硕士学位论文 互操作时比白定义属性的方式繁琐一些。 3 添加a 定义的属性，如下例 该例是一个断路器的描述，添加了v o l t a g e l e v e l 、 r e l a t i v e 和s t a t e 三个私有的属性。这种扩张方式比较 直观明了，但是随着图形的复杂，图元的增多，霞要 添加大量的私有属性，极易与s v g 本身的属性混淆， 可读性差。 动态编辑生成符号 山东大学硕士学位论文 前面提到的符号库是预定义好的，用户使用时不能修改其内 容。工具提供了符号的动态编辑功能，允许用户根据实际需 要，定义新的符号，并保存到符号库中。用户可以用基本的 图形绘制自己的符号，也可以用手写s v g 文本的方式自定 义符号。 2 3图形的编辑功能 对图形的编辑实质上是应用j a v a s c r i p t 语言，结合d o m 接1 = 1 函数完成了一系列的交互操作。文章给出的绘制工具，基本具备了 主流图形工具的编辑功能，如拖动、旋转、组合、复制、剪贴等等。 图形编辑时有两个基础但十分重要的部分，一是要给图形赋予合适 的i d 标识，便于后续的操作。i d 号在图形绘制时自动加入作为缺 省值，用户也可以根据需要，按照一定规则写入自己的i d 号。另 一个重要部分时对编辑状态的设定，因为对图形的操作是响应各种 鼠标或键盘事件，往往在一个事件中包含有许多操作，所以必须自 定义状态，根据状态不同完成不同操作。 2 4 菜单及快捷键 这部分相对比较简单，快捷键直接使用s v g 制作，右键屏蔽 掉原被a d o b es v gv i e w 占用的菜单，改为自定义的菜单项，并根 据操作对象及方式的不同进行不同的定义，更方便使用。 山东大学硕士学位论文 第四章描述工具的文件生成实现 1s c l 与s v g 的结合 1 1s c l 与s v g 结合的目的 s c l 与s v g 结合的目的希望能将二者的内容嵌套在一起，既 能正常的显示图形，同时在图形的绘制过程中加入设备的配置信 息，这样做的原因主要有以下两点： 1 保证图形表示与设备配置信息的统一。完成图形的绘制，同 时要能够生成符合s c ls c h e m a 规定的s s d 文件，是系统配 置描述工具最重要的功能。图形与配置信息在描述设备方面 是一致的，图形不再仅仅是设备的符号表示，与配置信息应 当存在紧密的对应关系。但是s v g 不提供任何与变电站有 关的信息。s c l 是变电站配置语言，描述的是变电站内的各 种设备的功能、设备间的连接关系以及如何通信等配制信 息，本身也不包含可视化的信息。经过分析，s v g 的框架 和可视化元素的层次关系，可以很好的与s c l 的结构层次 对应，如果将s v g 与s c l 的内容相互嵌套，完全可以保证 图形表示与设备配置信息的统一。 2 对s v g 图形的扩展。如第三部分所述，用s v g 表示变电站 山东大学硕士学位论文 图形，应对s v g 作必要的扩展，使s v g 图形具备变电站设 备的特征。信息的扩展应当做到严格完整，在最大程度上保 证扩展后的图形与配置信息的一致性。可以采用添加自定义 属性和子元素的方式来扩展s v g 图形。该方法虽然比较简 单快捷，但层次性较差，添加的内容很容易与s v g 混淆， 可读性不好，而且如果附加信息添加不合理或是有遗漏，则 势必对生成s s d 文件造成困难。如下例： o n d i s6 该例描述了一个名为c b r i 的断路器，虽然添加了 山东大学硕士学位论文 v o l t a g e l e v e l 等属性和p r o p e r t y 等予元素，但是层次性较 差，添加的子元素也很容易与s v g 本身的元素混淆。s c l 语言对一次接线图中各种设备的信息有很完备严格的描 述，如设备类型，所属电压等级，所属间隔，以及连接点 等等，s c ls c h e m a 对这些信息由严格的规范，规定了哪 些信息必须出现，哪些信息选择性出现。如下例描述的变 压器： b a yn a m e 2 ”q 1 。 从上面的文件片断可以很明显的看出变压器的类型，所属 电压等级，以及连接点的信息。所以，如果将s c l 的内 容引入对s v g 的扩张，则能都很好的体现层次结构，也 避免了对s v g 扩展时出现遗漏等错误。 1 2s v g 与s o l 嵌套的可行性分析 s v g 与s c l 是x m l 语言在特殊应用领域的子集，继承了x m l 语言良好的可扩展性，为相互嵌套提供了可能性，而且二者都提供 很多途径，扩展各自的内容。 1 2 1s v g 的扩展方式 s v g 主要提供了引入其它命名空间和私有的数据、嵌入外部对 象类型、将私有元素和属性加入d t d 等三种方式来扩展自身的内 容i s ： 1 引入其它命名空间的和私有的数据。s v g 允许将其它命名 空间或是私有的信息添加到任意一个s v g 的元素内容中， 如下例： m y a p p ：p i e c h a r t x m l n s ：m y a p p = ”h t t p ：e x a m p l e o r g m y a p p ” t i t l e = ”s a l e sb yr e g i o n ” t h i sc h a r ti n c l u d e sp r i v a t ed a t ai na n o t h e r n a m e s p a c e 该方法是最简单的添加方式。缺点是尽管s v g 文件的d o m 里包含了添加的其它命名空间的元素对象，然而由于这些元 素并不是在s v g 的d t d 中定义的，所以在解析器实际解析 2 0 山东大学硕士学位论文 s v g 文件的过程中，这些添加的元素是被忽略掉的。虽然这 并不影响s v g 图形的渲染，但是添加的信息如果有遗漏， 则有图形信息生成的s s d 文件极有可能无法通过s c l s c h e m a 的验证。 2 嵌入外部对象类型。可以通过“f o r e i g n o b j e c t ”元素将其它 命名空间的内容引入s v g 文件，该方法更多的是用于引入 外来的图形性信息。 3 将私有元素和属性写入内部d t d 实现扩展。s v g 的d t d 允许通过内部d t d 子集的方式扩展s v g 语言，即用户可以 根据需要书写内部d t d 文档，达到扩展s v g 的目的。如下 例： i n f oc d a t a e x t e n dt h e v i e w e l e m e n tv i at h ei n t e r n a ld t d s u b s e t 该方法可以说是对s v g 最完备的一种扩展，最大程度的避免 2 2 山东大学硕士学位论文 了添加信息的错误和遗漏。 1 2 2s o l 的扩展方式 与s v g 相比，s c l 语言提供扩展途径更加丰富，主要有以下 几种【2 】： 1 按照i e c6 l8 5 0 7 x 部分对语义上新添加的l n s 和d o s 的扩 展规则，扩展数据模型。 2 对已存在的语法元素附加新的语义。s c l 某些元素，像d e s c 和t e x t 元素有较弱的语义定义，这些元素可以根据应用作 必要的扩展。 3 数据类型的约束。对于语法层上基于x m ls c h e m a 的数据 类型，在使用时允许对一些数据值的范围作进一步的约束。 这种约束应当使用在核心语言中定义好的类型所允许的子 类型。 4 x m l 的命名空间。如果存在一个已定义的x m l 命名空间， 那么该命名空间里的在语义上定义好的所有标签元素、子元 素及属性，都可以添加到s c l 中。该命名空间应不同于s c l s c h e m a 的目标命名空间。如下例： 2 4 山东大学硕士学位论文 5 私有数据。在对s c l 作少量的简单的扩展时，可是使用 p r i v a t ee l e m e n t s 。这种方法的一个优点是在工具间交换数据 时，私有的数据内容是被保护的。私有的数据实体可以出现 在s c l 的多个层面上。从s c l 的角度看，这些x m l 元素 是透明的文本。如果私有部分包含x m l 数据，那么就需要 使用外部的命名空间。 1 3s v g 与s o l 嵌套的实现 s v g 与s c l 的嵌套在理论上是完全可行的，实现的途径有两 种，一是将s v g 的信息嵌入s c l 文件中，前面讲过，s c l 允许通 过外来的命名空间，引入附加的信息，这时只需在文件的主标签 中对外部命名空间定义即可。如下例： 山东大学硕士学位论文 上例中在 元素下，添加了s v g 对变压器的图形 描述信息，文件能够通过s c ls c h e m a 的验证。但由于文件不符合 s v g 的格式，图形无法显示，这与通过图形生成s s d 文件的目标 是不一致的。 另一种途径是将s c l 信息嵌入s v g 当中，这时需要书写自定 义的内部d t d ，将s c l 信息引入s v g 文件。s v g 的外部d t d 文 件中，几乎每一个元素下，都给出了一个 实体定义接口，通过在该接口中 填入s c l 语言命名空间的元素，并在内部d t d 中对这些元素和属 性定义及声明，即可实现s c l 信息嵌入s v g 文件。如下例： s c l ：p o w e r t r a n s f o r m e rn a m e = ”t 1 t y p e = ”p t r ” s c l ：t r a n s f o r m e r w i n d i n gn a m e 2 ”w 2 ” 3 1 山东大学硕士学位论文 上面的文件片断展示了如何将s c l 信息嵌入s v g ，很明显所 添加的s c l 元素除了标签的前缀“s c l ：”外，是严格符合s c l s c h e m a 要求的。以t e r m i a n l 元素为例，在s c ls c h e m a 中对t e r m i a n l 的定义如下 x s ：c o m p l e x t y p en a m e = ”t t e r m i n a l ” x s ：a t t r i b u t en a m e = ”n a m e ”t y p e 2 ”t a n y n a m e ” u s e = “o p t i o n a l ”， 一3 2 山东大学硕士学位论文 可以看到t e r m i a n l 的5 个属性：c o n n e c t i v i t y n o d e