（电力系统及其自动化专业论文）基于svg的电力异构信息系统间图形复用及交互性技术.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t g r a p h i ct e c h n o l o g yo fp o w e rs y s t e mh a sa l w a y sb e e nap o p u l a ra n dd i f f i c u l t p r o b l e mi nt h es t u d yo fa d v a n c e dp o w e ra p p l i c a t i o ns o t t w a r e s r e c e n t l y , a l lk i n d so f h e t e r o g e n e o u sp o w e ri n f o r m a t i o ns y s t e m sh a v es p e c i a i lg r a p h i cd a t am o d e l s ，a n dt h e y a l s oh a v ed i v e r s i f i e dg r a p i cs y s t e m sw h i c ha r es e tu po nt h e m t h i sg r a p i cs y s t e m s a r en o tc o m p a t i b l ea n du n a b l et oi n t e r o p e r a b i l i t ye a c ho t h e r ，s ot h e yc o m et ob e i n g s i n g l yi n f o r m a t i o ns i l o s m o r e o v e r , a st h ep o w e rs y s t e ma r es e c u r i t yi s o l a t e da n d z o n e d t h es h a r eo fg r a p i ci n f o r m a t i o ni nd i f f e r e n tz o n e si sb e c o m i n gm u c hm o r e h a r d n e s s t h e n c o n s u m e r sh a v et oi n p u tt h es a n l eg r a p i ci n f o r m m i o nt oa l ls o r t so f t h i sa d v a n c e dp o w e ra p p l i c a t i o ns o f t w a r e sa g a i n 。a n dh a v et om a i n t e n a n c et h e ma l s o t h i sn o to n l yl c a d st ol a r g ew o r ko fp l o t b u ta l s oi n c r e a s e st h ed i 伍c u l t yo fm a i n - t a i r m gt h eg r a p h i c sa n du p g r a t i n gt h eg r a p h i cs y s t e m s g r a p h i cr e u s i n gi sae f f e c t i v ew a y t os e t t l et h ep r o b l e m sw h i c hw e r ei n t r o d u c e d a b o v e a c c o r d i n gt oi e c 619 7 0 t h ec i ma n ds v gw h i c ha r eo u t p u tf r o me m sd e s c r i b et h ee l e c t r i ca n dg r a p h i ci n f o r m a t i o no fp o w e rs y s t e m t h es v gd e s c r i b et h e s t a t i cs t a t eo fg r a p h i ci n f o r m a t i o n a n dt h ec i md e s c r i b et h ea n a l y t i c a la n dd y n a m i c i n f o r m a t i o n i ta l s os e tu pt h em a p p i n gr e l a t i o n s h i pb e t w e e ns v g g r a p h i c sa n dc i m m o d e l s t h u si tc a nb es e e nt h a tt h ei e c 619 7 0c a np r o v i d es o l u t i o nt oi n t e r o p e r a t i o n o ft h eh e t e r o g e n e o u sp o w e ri n f o r m a t i o ns y s t e m s a n di tc a no f f e rp o s t u l a t eo ft h e g r a p h i c sr e u s i n gt h eh e t e r o g e n e o u sp o w e ri n f o r m a t i o ns y s t e m s o nt h eb a s i so ft h ec i mi ni e c619 7 0s t a n d a r da n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so fs v q a l la r c h i t e c t u r ef o rg r a p h i cr e u s m ga m o n gh e t e r o g e n e o u sp o w e rl n f o r m a t i o ns y s t e m s i sp r o p o s e d i nt h ep a p e r , t h ek e yt e c h n o l o g yo fg r a p h i cr e u s i n gi n c l u d i n gt h em e t h o d t os e tu pt h ee q u i p m e n tr e l a t i o n s h i pb e t w e e nd m i s o m sm o d e la n dc i m 、t h et e c h n i q u eo fs t a n d a r d i z a t i o np r o c e s so fs v gg r a p h i c sa n dt h ew a yo fs v gc o m p r e s s i o n a r er e s e a r c h e d a c c o r d i n g l y , t h em a p p i n gr e l a t i o n s h i pb e t w e e nd m i s o m sm o d e la n d c l ma r ei m p l e m e n t e d t h ei n t e r a c t i v ep e r f o r m a n c eo fs v g g r a p h i c sa r es t r e n g t h e n e d a n dt h es v gg r a p h i c ss t a n d a r d i z e df o r m a ti nd m i s o m sd o m a i ni sp u tf o r w a r d t h e n e t w o r kt r a n s m i s s i o nt i m ei sr e d u c e d t h ef e a s i b i l i t yo ft h i ss o l u t i o ni sv a l i d a t e di nt h e t y p i c a lr e s e a r c he n v i r o n m e n tb e t w e e ne m sa n dd m i s o m st h r o u g hap o w e rs v g m a n a g e m e n tc o m p o n e n td e s i g nw h i c hi m p l e m e n t st h ef u n c t i o n sn e e d e d t h ev a l i d i t y a n dp r a c t i c a lv a l u eo ft h i ss o l u t i o ni sp r o v e df r o mt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o nl e v e l t h r o u g ht h es u c c e s s f u li m p l e m e n t a t i o nt h el i n ep r o t e c t i o na n dc h a n n e lc o n f i g u r a t i o n a p p l i c a t i o no fc h i n as o u t h e r np o w e rg r i d k e vw o r d s ：g r a p h i cr e u s i n g 、c i m 、s v g 、d m i s 、o m s 国网南京自动化研究院学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得国网南京自动化研究院或 其它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。 研究生签名： 学位论文使用授权声明 国网南京自动化研究院有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档， 可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文 的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权国网南京自 动化研究院科教中心办理。 第一章绪论 1 1 课题研究背景及其意义 1 绪论 电力系统图形技术一直是电力系统高级应用软件研究的热点和难点。目前， 各种电力应用系统大多拥有自己专门的图形数据模型和据此而建立起来的各种 图形系统，它们互不兼容，难以互操作，形成一个个“图形信息孤岛”。从工作方 式上看，这是一种如手工作坊式的数据操作，越来越不满足日益增加的应用需求。 此外，由于电力系统安全隔离和分区，使得不同分区间图形信息共享变得更加的 困难。这就使得用户对于相同的图形信息，要在各种不同的图形应用软件中重复 输入和维护，不仅绘图工作量巨大，大大加大了图形维护的难度，而且由于不同 图形数据模型，一旦用户要对图形系统进行升级，要么选择原厂家进行，要么放 弃原有的稳定运行的图形化信息，完全重新实现，造成图形系统升级的困难。 如何解决这些问题? 在电力系统软件的数据模型还没有完全做到开放性以 及不同厂商开发的图形信息还不能相互识别及共享的今天，图形复用无疑是一种 明智而有效的解决方法，也契合电力信息化过程中需要图形复用的迫切需求。 i e c 6 1 9 7 0 标准考虑了图形信息互操作的问题。该标准是能量管理系统之间 和涉及电力系统运行的其它系统之间的集成，异构和互操作的基础性标准【l j 。包 括公共信息模型c i m 、组件接口标准c i s 、图形交互方案草案等3 部分核心内容。 c i m 模型定义了电网模型的综合的逻辑视图：c i s 规定了各组件之间以标准的方 式交换信息或访问公共的数据接口；图形交互方案定义了基于x m l 语言的可缩 放矢量图形格式s v g ，用于图形的交互i l 巧j 。 依据i e c 6 1 9 7 0 标准e m s 系统输出的c i m 文件和s v g 文件描述了电力系统 的电气和图形信息，其中s v g 文件承载图形静态信息，拓扑和动态信息由c i m 承载，并建立了s v g 图形对象和c i m 模型对象之间的映射关系【6 7 l 。 上述可以看出，i e c 6 1 9 7 0 标准为电力异构信息系统问图形的互操作提供了 解决方案，同时也为电力异构信息系统间图形的复用创建了基本条件。 所谓电力异构信息系统是指系统平台、数据库和开发工具相关的硬件和软件 不一致，而且由力系统安全分区不能直接兼容的电力信息系统1 8 j 。调度中心的信 国网南京自动化研究院硕一l ：学位论文 息系统包括能量管理系统( e m s ) 配电管理系统( d m s ) 、调度生产管理系统 操作管理系统( d m i s o m s ) 、地理信息系统( g i s ) 、电量计费系统( 刑s ) 等 等。 本文以d m i s o m s 复用e m s 系统输出的s v g 图形为典型的验证环境，提 出了电力异构信息系统间图形复用及交互性技术的解决方案。文中研究了 d m i s o m s 模型和c i m 模型的设备关联、s v g 规格化技术、s v g 压缩技术等图 形复用的关键技术，从而实现了d m i s o m s 与c i m 的模型映射、加强了s v g 图形的交互性能和降低了s v g 图形的网络传输时间，并在s v g 规格化处理的基 础上提出了d m i s o m s 领域s v g 图形统一标准格式。通过设计及实现电力s v g 图形应用组件，验证了该方案的可行性，复用的图形也完全满足d m i s o m s 图 形的交互性需求。采用该解决方案成功实施的南方电网线路保护和通道配置图应 用，也从实际应用层面论证了其j 下确性和实用价值。 本论文提出的图形复用解决方案的优势体现在： ( 1 ) 满足电力信息化过程中，需要图形复用的迫切需求。 ( 2 ) 同样的图形信息，用户不需要在d m i s o m s 及其它异构信息系统中 重复输入，降低了图形维护的难度及人力资源的浪费，将用户从重复 作图中解放出来。同时，图形系统的升级也变得更加简单。此外复用 目标系统的图形包也将大大简化。 ( 3 ) s v g 图形强大的交互功能，使用户操作体验大大加强。 ( 4 ) 原本只是调度或其他专业人员使用的厂站接线图或地理图，现在能给 其他各类管理人员使用，而熟悉的操作环境也会使用户亲切感倍增。 i e c 6 1 9 7 0 标准在国内外都是研究热点，s v g 图形格式的图形在电力系统中 的应用也起步不久，两者的结合在国内只局限于e m s 、d m s 系统。在d m i s o m s 领域的研究i e c 6 1 9 7 0 只局限于根据c i m 模型建模设备库的理论分析1 9 1 ，本文的 研究也为i e c 6 1 9 7 0 标准在d m i s o m s 领域的研究提供了一个方向，在保持原有 d m i s o m s 数据建模的基础上，利用图形复用机制充分发挥s v g 图形格式的交 互性优势，具有很高的研究价值。 2 第一章绪论 1 2 研究现状及发展趋势 本课题在电力异构信息系统间的图形复用及交互性技术的研究是根据实际 应用经验基础上，满足实际应用需求而提出的，其后续研究依赖于i e c 6 1 9 7 0 标 准的完善、s v g 技术的发展、d m i s o m s 图形系统的优化。 1 2 1i e c 6 1 9 7 0 研究和应用现状 研究和应用i e c 6 1 9 7 0 标准一直是国内外电网调度技术的热点和潮流。 i e c 6 1 9 7 0 标准结构庞大、内容繁多、涉及到很多新技术，尚处于研究和完善阶 段。就对于图形互操作密切相关的3 个核心内容：c i m 模型、c i s 组件接口和图 形交互方案来说，只有c i m 模型已是i e c 标准，国内外对c i m 和c i s 都进行了 互操作实验。很多大公司包括国外的有a b b 、s i e m e n s 、s i s c o 和国内的国电南 瑞、电力科学研究院、东方电子都在运用遵循c i m 标准开发e m s 系统，并都有 了相应的系统产品( 国电南瑞的o p e n 3 0 0 0 ，科东公司的c c 2 0 0 0 等) 。 而对于图形互操作，目前还是处于草案阶段，2 0 0 6 年，国家电网公司在 i e c 6 1 9 7 0 4 5 3 标准的基础上提出了基于s v g 的公共图形交互规范v 1 0 并进 行了互操作实验，该规范也需完善化。虽然很多厂家为满足客户的需求，已经将 s v g 技术应用于实际系统的图形交互中，但只是草案的应用。各个厂家的理解 肯定存在差异，也就造成了各厂家在图元定义和引用上存在差异，因此需要通过 互操作的实验来完善和规范化。 i e c 6 1 9 7 0 标准的完善，特别是图形交互方案草案的规范化，将改变各个生 产厂家输出的s v g 图形存在差异的现状，特利于复用图形时对各个生产厂家做 到透明化，无需在复用体系结构中的规格化处理阶段来屏蔽该问题。 1 2 2 图形文件格式和s v g 技术应用 图形格式发展到目前为止只有两种格式：向( 矢) 量图形与光栅图形。在力维 网出现的大部分时问罩，浏览器显示的都是光栅阔形( 如g i f 、j p g 格式) ，文件 包含图像中每个像素的颜色值。浏览器读取这些值并做出相应行动。它仅认识到 单独的部分，而没有整体概念。另外，光栅文件格式的二进制性质难以( 尽管不 3、， 国网南京自动化研究院硕十学位论文 是不可能) 基于数据库信息动态地创建图像【i o 】。 向量图像克服了其中的一些困难，最早的w e b 上的向量图像是虚拟现实标 记语言( v r m l ) 图像，接着v m l 、g m l 、s v g 、f l a s h 、w p f 大量涌现。可 伸缩向量图形( s v g ) 使得用文本指定出现在页面上的图像成为可能。 s v g 是由w 3 c 组织推出的新一代矢量图形标准，是一种开放标准的文本矢 量图形描述语言。它允许三种形式的图像对象存在，分别是矢量图形、点阵图形 和文本。s v g 的功能包括嵌套变换、路径裁减、透明度处理、滤镜效果，支持 动画和交互，也支持完整的x m l 的d o m 接口，能处理各种鼠标和键盘事件， 并且能够在同一个w e b 页面内凭借继承自x m l 的名字空间特性完成一系列的交 互操作【l l 】。 2 0 0 1 9 月，s v g i 0 成为w 3 c 推荐的标准，该标准是w 3 c 组织通过联合和 协调各感兴趣的研究机构、公司、大学开发和形成的一种w e b 互操作技术，包 括规范、指南。s v g i 1 是w 3 c 目前推荐的最新版本，功能扩充主要面向移动 装置，如s v gt i n y ( 移动电话) 、s v gb a s i c ( p d a 和智能电话) 。s v g i 2 版本目前 正在研究当中，新一代的s v g 标准更新和升级的功能主要体现在面向交互技术 的更好实现：多媒体( 视频和音频) 、流和文本装箱支持、更好的网络交互、向 量功能扩充、更好的合成一种新的绑定语言s x b l t m l5 1 。 目前s v g 图形标准已经被运用到电力系统的图形互操作中。需要说明的是 图形的交互不是独立进行的，必须和c i m 模型配合使用。s v g 只是图形显示和 交互工具，不具体针对电力系统的标准，而电力系统的图形包含着具体的电气信 息，这些电气信息在c i m x m l 中描述。同时，复用图形在复用目标系统中的交 互功能到底能做到一个什么样的程度，s v g 技术的发展才是关键。 1 2 3d m i s o m s 图形系统发展概况 我国电力企业m i s 系统的应用是从9 0 年代初开始的，随着电力工业的发展， 电力企业对生产调度信息的要求越来越高。在1 9 9 8 年以后，我国网省级的电力 调度管理信息系统d m i s 从分散、分批地单独应用到目前的统一应用平台，得到 了很大程度的发展。去年，国家电网公司将d m i s 更名为o m s ，明确表达了对 d m i s o m s 系统建设的重视。而代表电力应用软件成熟度水平的图形系统更是 4 第一章绪论 重中之重。目前在统一应用平台中南瑞信息的p 1 3 0 0 0 平台是其中的佼佼者，其 图形包的功能包括独立的矢量图系统、提供x m l 格式的图像导入导出功能、支 持将图形导出为s v g 格式文件或标量图片文件、提供缺省的动态连接线图元、 支持拓扑关系定义、提供缺省的动态标注图元、支持可视化图形编辑、提供新图 元扩展的接口等等1 1 6 l 。应该说这样的图形包已经能满足当前客户的需求，但是 需要重复作图，造成各调度中心用户的重复劳动。 d m i s o m s 图形的重心在于图形的交互性，图形系统需求的深化也将影响到 本课题的后续研究，复用图形系统因为s v g 图形强大的交互性带来的超强的交 互体验也推动了d m i s o m s 图形系统的发展。 1 3 课题研究的主要内容、难点及创新点 本文针对电力异构信息系统间图形信息目前没有共享和复用的现状，同时又 有图形复用的迫切需求，提出了本课题的研究。本小节将课题研究的主要内容、 难点和创新点陈述如下： 主要研究内容包括： s v g 技术特别是s v g 交互性技术的研究。 j a v a 和n e t 两种技术路线的研究，包括开发语言、开发环境及开发工具的学 习使用。 i e c 6 1 9 7 0 标准及依据该标准的e m s 导出的c i m x m l 和s v g 图形文件的研 究。 b s 模式下s v g 图形的显示技术，了解和掌握a d o b es v gv i e w e r 3 0 提供的 a p i 。 在研究了d m i s o m s 对于图形的典型需求的基础上，依据i e c 6 1 9 7 0 标准导 出的c i m x m l 和s v g 文件的特性，提出了电力异构信息间图形复用及交 互性技术的解决方案，包含d m i s o m s 与e m s 的模型和图形信息同步及设备 关联、s v g 图形的规格化处理技术、s v g 图形的压缩技术和电力s v g 图形 应用组件的设计及实现等内容。 d m i s o m s 与e m s 的模型和图形信息同步及设备关联，保证导入 d m i s o m s 的图形和模型的一致性，以及研究了r d f 的查询技术，并建立 5 固州南京自动化研究院硕i ：学位论文 起了d m i s o m s 的设备对象与c i m 模型中的设备对象之白j 的映射。 s v g 图形的规格化处理技术，针对e m ss v g 图形文件交互性不足的情况提 出了相关的问题并给出了相应的解决方案，并在此基础上研究并整理出 d m i s o m s 领域s v g 图形的统一标准格式。 s v g 图形的压缩技术，并采用m e r c u r yl o a d r u n n e r 测试软件对压缩与未压 缩s v g 文件进行模拟并发多用户、较大数据量情况下的性能测试。 电力s v g 图形应用组件的设计及实现，组装了测试页面对实现的功能进行 了功能测试。 利用该解决方案成功部署了南方电网线路保护及通道配置图应用，不同的应 用需求丰富了电力s v g 图形应用组件接口，也从实际层面验证了该解决方 案的实用性。 课题研究的难点： i e c 6 1 9 7 0 标准的研究，特别是图形互操作方面的内容的研究。 基于d m i s o m s 的典型需求，结合c i m x m l 和s v g 文件的特性提出的电 力异构信息间图形复用及交互性技术的解决方案，该解决方案避免了二次作 图，有很高的实用价值。 d m i s o m s 与e m s 的模型和图形信息同步及设备关联，涉及r d f 技术和 r d f 查询语言的使用以及c i m 模型更新后的导入。 s v g 图形的规格化处理技术，针对e m s 导出的s v g 图形文件交互性不足的 情况，提出了相关的问题并给出了相应的解决方案，并在此基础上研究并整 理出d m i s o m s 领域s v g 图形的统一标准格式。 电力s v g 图形应用组件的接口功能设计，如何做到接口的复用性好和低耦 合，而又覆盖d m i s o m s 交互需求的大部分功能。 课题研究的创新点： 基于d m i s o m s 的典型需求，结合c i m x m l 和s v g 文件的特性提出了电 力异构信息问图形复用及交互性技术的解决方案，该解决方案避免了二次作 图的，有很高的实用价值。 s v g 图形的规格化处理技术，针对e m s 导出的s v g 图形文件交互性不足的 情况，提出了相关的问题并给出了相应的解决方案，并在此基础上研究并整 6 第一章绪论 理出d m i s o m s 领域s v g 图形的统一标准格式。 7 第二章f e c 6 1 9 7 0 标准的c l m 、s v g 2 i e c 6 19 7 0 标准的c i m 、s v g 电力异构信息系统间图形复用的基础是e m s 导出的c i m 模型文件及s v g 图形文件。s v g 文件承载图形静态信息，动态拓扑的电气信息由c i m x m l 承 载，两者必须配合使用才能达到图形复用的目标。 2 1c i m 模型 i e c6 1 9 7 0 3 0 1 ，定义了公共信息模型( c i m ) 的基本包集，这些包提供了 电网模型的物理的逻辑视图。公共信息模型( c i m ) 是一个抽象模型，它描述 电力企业的所有主要对象，特别是那些与电力运行有关的对象。通过提供 一种用对象类和属性及他们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法， 明确了电力系统的资源、属性以及关系等的通用语义。c i m 方便了实现不 同卖方独立开发的能量管理系统( e m s ) 应用的集成，多个独立开发的完 整e m s 系统之间的集成，以及e m s 系统和其他涉及电力系统运行的不同 方面的系统，例如发电或配电管理系统之间的集成。这是通过定义一种基 于c i m 的公共语言( 即语法和语义) ，使得这些应用或系统能够不依赖于信 息的内部表示而访问公共数据和交换信息来实现的。c i m 中描述的对象类 本质上是抽象的，可以用于各种应用。c i m 的使用超出了它在e m s 中应用 的范围，应当把本标准理解为一种能够在任何一个领域实行集成的工具， 只要该领域需要一种公共电力系统模型，使得应用和系统之间能够实现互 操作和插入兼容性，而与任何具体实现无关1 4 】。 c i m 是一个包集，是将相关模型元件认为分组的方法。主要有c o r e 、d o m a i n 、 g e n e r a t i o n ，l o a d m o d e l ，m e a s ，o u t a g e ，s c a d a ，p r o t e c t i o n ，t o p o l o g y ，w i r e s ， e n e r g y s c h e d u l i n g 、f i n a n c i a l 、r e s e r v a t i o n 等1 3 个包。图2 1 展示了i e c6 1 9 7 0 3 0 1 中定义的c i m 基本包及它们之间的依赖关系。虚线表示依赖关系，箭头从依赖 性包指向它所依赖的包。 9 固i 旬9 南京自动化研究院硕士学位论文 图2 - 1c l m3 0 1 部分的包 c i m 模型的基类是核心( c o r e ) 包中的p o w e r s y s t e m r e s o u r c e 类，其它特殊 化的子类s u b s t a t i o n 、s w i t c h 、b r e a k e r 等都依赖于核心包的简单关联、聚集和 普遍化。以b r e a k e r 为例阐述c i m 各类之间的相互关系，如图2 2 所示。电线包 ( w i r e s ) 中的断路器类b e a k e r 类只有两个固有属性a m p r a t i n g 和i n t r a n s i t t i m e ， a m p r a t i n g 即遮断容量( 故障跳闸的安培额定值) 。其n o r m a l o p e n 属性从s w i t c h 继承，连接关系和保护设备从c o r e 包中的c o n d u c t i n g e q u i p m e m 类继承，电压等 级属性从核心包中的e q u i p m e n t 包中继承，n a m e 属性继承至c o r e 包中的n a m i n g 类。 图2 - 2断路器类b r e a k e r 1 0 第二章i e c 6 19 7 0 标准的c i m 、s v g 普遍化是一个较普遍的类与一个较具体的类之间的一种关系，普遍化 使具体的类可以从它上层的所有更普遍的类继承属性和关系。b r e a k e r 是 s w i t c h 类更具体的类型，b r e a k e r 是s w i t c h 的普遍化，同样s w i t c h 是c o n d u c t i n g e q u i p m e n t 类的普遍化，c o n d u c t i n g e q u i p m e n t 是e q u i p m e n t 的普遍化， e q u i p m e n t 是p o w e r s y s t e m r e s o u r c e 类的普遍化。 简单关联是类与类之间的一种联系，各个类可以指定一个作用。聚集 表明类与类之间的关系是一种整体部分关系，即关联的一种特殊情况。 b r e a k e r 与p r o t e c t i o n e q u i p m e n t 类之间是一种简单关联关系，保护设备动作 使断路器跳闸，一个断路器可以有0 个或多个断路器保护，这就是简单关 联的多样性。终端类的c o n n e c t i v i t y n o d e 属性中c o n n e c t i v i t y n o d e 类与 t o p o l o g i c a l n o d e 类之间就是一种聚集关系，t o p o l o g i c a l n o d e 类能包含一个 或多个c o n n e c t i v i t y n o d e 成员，但c o n n e c t i v i t y n o d e 只能是一个t o p o l o g i c a l n o d e 的一个成员，即没有t o p o l o g i c a l n o d e 类，则c o n n e c t i v i t y n o d e 不存在。 2 2c i m x m l 及其互操作性 为了使电力系统模型间能够进行信息交换，电力行业开发并采用了c 1 m 模 型作为模型，为能以标准的方式交换电力系统数据及信息，c i m 模型采用x m l 作为模型载体即c i m x m l 。c i m x m l 是x m l r d f 的应用，使用r d f 和r d f s c h e m a 来组织c i m 模型的x m l 文档结构1 1 7 1 。 r d f ( r e s o u r c ed e s c r i p t i o nf r a m e w o r k ，资源描述框架) 是用于表达关于万 维网( w o r l dw i d ew e b ) 上的资源的信息的语言它专门用于表达关于w e b 资源 的元数据。r d f 提供了一种用于表达这一信息、并使其能在应用程序间交换而 不丧失语义的通用框架：用w e b 标识符u r i s ( u n i f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r s ，统 一资源标识符) 来标识事物，用简单的属性及属性值来描述资源。这使得r d f 可以将一个或多个关于资源的简单陈述表示为一个由结点和弧组成的图( g r a p h ) ， 其中的结点和弧代表资源、属性或属性值，也可以描述为一个主体、谓词、客体 的结构，其中主体为事物、谓词是属性、客体是属性值，从而也表述了事物的资 源1 1 刀。图2 3 为w 3 c r d f 说明文档中一个图例，本文引用它解释资源的这种结 构的表述方式。 国刚南京自动化研究院硕t 学位论文 图2 - 3 一个r d f 图 以m a i l b o x 为例说明，其主体为h t t p ：w w w w 3 o r g p e o p l e e m c o n t a c t # m e ，谓词 为h t t p ：w w w w 3 o r g 2 0 0 0 10 s w a p p i r n c o n t a c t # m a i l b o x ，客体m a i l t o ：e m w 3 o r g 。 上述r d f 图表达成r d f x m l 为： e r i cm i l l e r d r c i m x m l 为了简化模型表达，只使用了r d f x m l 完全语法的一个子集， 并且c i m x m l 对r d fs c h e m a 词汇表进行了一些扩展。这些扩展支持逆属性的 描述以及多值( 基数) 约束。多值( 基数) 约束用来描述对于一个给定资源的一个 给定属性允许的作为其值的实例个数( 对于一个多值声明允许的值是c 零值或单 1 2 第二章i e c 6 19 7 0 标准的c i m 、s v g 值”、“单值”、- t 零值或多值”、t 单值或多值，) 【1 7 1 。以一个b r e a k e r 在c i m x m l 中的描述为例展示c i m x m l 文档。 2 2 7 开关 t r u e 2 0 316 4 7 c i m ：e q u i p m e n t m e m b e r o f _ e q u i p m e n t c o n t a i n e rr d f ：r e s o u r c e = ”撑宝峰站 2 3 0 0 0 千伏”今 c i m ：c o n d u c t i n g e q u i p m e n t b a s e v o l t a g er d f ：r e s o u r c e = ”# 2 0 0 0 0 0 0 0 2 ”今 c i m x m l 的互操作性已经是毋庸置疑的，国内外都对其作过好几次的互操 作试验，c i m 模型也已经成为i e c 6 1 9 7 0 标准中最重要的一部分。 2 3 电力s v g 图形概述 i e c 6 1 9 7 0 标准推荐s v g 作为电力系统图形交互的标准格式。s v g 只是一 种图形格式，其不涉及任何电力系统的内容或背景，要将其使用到电力系统中， 必须将其和电力系统的设备关联起来。即电力s v g 图形必须满足s v g 文档的特 征，同时和电力系统设备关联。 2 3 1 基本s v g 文档i i s v g 文档本质上是x m l 文档，是x m l 的一个子集。这就决定了s v g 文 档必须有x m l 的一些基本特征。 ( 1 ) 所有的标记都有开始标记和结束标记，否则必须注明为空标记。空标 记用反斜杠结束，如 r e c t 胁。 ( 2 ) 标记必须正确嵌套。如果一个标记在另一个标记中开始，那么它也必 须在那个标记中结束。例如， h e l l o 是正确的， 而 h e l l o 贝j j 不正确。 ( 3 ) 文档必须只有一个根。一个 元素包含一个s v g 文档的 所有内容。 1 3 国网南京自动化研究院硕士学位论文 ( 4 ) 文档应该以x m l 声明 开始。 该声明通知浏览器以下为x m l 文档。s t a n d a l o n e 属性是指x m l 文件 是独立的还是引用了外部的d t d ( d o c u m e n tt y p ed e f m e ) ，s t a n d a - l o n e = ”n o ”表示该x m l 文档引用了外部的d t d 。 ( 5 ) 文档应该包含一个d o c t y p e 声明，该声明指向一个允许元素的列 表。s v g1 0 文档的d o c t y p e 声明是： 。 2 3 2s v g 基本形状元素及路径i l l i s v g 定义了六种基本形状，这些基本形状和路径一道，可以组合起来形成 任何可能的图像。每个基本形状都带有指定其位置和大小的属性。它们的颜色和 轮廓分别由f i l l 和s t r o k e 属性确定。这些形状是： ( 1 ) 圆( c i r c l e ) ：显示一个圆心在指定点、半径为指定长度的标准的圆。例： c i r c l ec x = ”3 0 ”c y = ”3 0 ”产”2 0 ”f i l l = ”b l u e ”s t r o k e = n r e d ”今 ( 2 ) 椭圆( e l l i p s e ) ：显示中心在指定点、长轴和短轴半径为指定长度的椭圆。 例： e l l i p s ec x = ”3 0 ”c y = ”4 0 ”d ( = ”5 0 ”d r = n 2 5 ”f i l l = ”b l u e ”s t r o k e = ”r e d ”今。 ( 3 ) 矩形( r e c t ) ：显示左上角在指定点并且高度和宽度为指定值的矩形( 包 括正方形) ，也可以通过指定边角圆的x 和y 半径画成圆角矩形。例： 一般矩形： r e c tx = ”5 0 ”) r = ”5 0 ”w i d t h = 7 5 ”h e i g h t = ”10 0 “f i l l = b l u e s t r o k e = ”r e d ”胗 圆角矩形： r e c tx = ”5 0 ”y = ”5 0 w i d t h = 7 5 ”h e i g h t = - 10 0 ”i x = 竹3 0 ”旷”2 0 ” f i l l = ”b l u e ”s t r o k e = ”r e d ”胗。 ( 4 ) 折线( p o l y l i n e ) ：显示顶点在指定点的一组线。例： p o l y l i n ep o i n t s 一5 0 ，17 515 0 ，17 515 0 ，12 52 5 0 ，2 0 0 ”今 ( 5 ) 多边形( p o l y g o n ) ：类似于p o l y l i n e ，但增加了从最末点到第一点的连线， 从而创建了一个闭合形状。例： 1 4 第二章i e c 6 19 7 0 标准的c i m 、s v g 路径( p a t h ) 是用点的集合来描述的，用来描述图像一部分精确定义的形状。 可以是形状的外框，也可以是用来剪裁的路径线条；形状封闭的话，可以被填充。 上述6 种基本形状元素的轮廓线都属于路径的范畴。 2 3 3s v g 图形的交互性 图片和交互以前是分开的两个概念，例如在一个网页中，一张图片是一个按 钮，按钮的交互部分是由网页中的脚本语言来实现的，图片本身并没有交互功能。 s v g 突破了这个限制，其支持s m i l ( s y n c h r o n i z e dm u l t i m e d i ai n t e g r a t i o nl a n g u a g e ，同步多媒体语言) 从而支持动画，支持其在图片内进行交互1 1 2 】。 s v g 的图像结构是用x m l 表示的，可以使用s v g d o m 和x m l d o m 来操 纵s v g 。有三种方法对s v g 的d o m 对象进行操作。 ( 1 ) 通过j a v a s c r i p t 脚本语言在s v g 文档内部进行交互操作。s v g 支持 元素，该元素用于在s v g 文档内嵌入一段脚本，它的功能几乎与 h t m l 语言中的 标签一模一样【1 2 1 。脚本语言的语法段不属于合法 的x m l 语句，所以需要使用实体嵌入( c d a t a ) 的方式，一般格式为： 元素主要有两个属性： t y p e = ”c o n t e n t - t y p e ”用m i m e 的方式指明所用s c r i p t 语言的类型。 x l i n k ：h e f t = ” ”指明一个引用外部文件的u r l ，脚本可以写在文 档外部。由于使用t 元素，可直接访问s v g 文档对象，故不 把其归纳在( 2 ) 中。 ( 2 ) 通过j a v a s c r i p t 脚本语。舌- - 1 4 在s v g 文档外部进行交互操作。这和( 1 ) 没有 本质区别，不同在于外部的脚本访问s v g 文档时，需要一些中间环节。 一般情况下，s v g 文档都是通过h t m li 拘 或 嵌入到网 页中，通过访i b 或 标签，获得s v g 的文档对象，然后 1 5 因网南京自动化研究院硕r j j 学位论文 对文档对象或其内部的s v g 元素进行交互操作。以下为通过 标 签嵌入s v g 文档的例子： ( 3 ) 在j a v a 环境下通过b a t i k 的相关接1 2 1 获取s v g 的d o m 对象，使用j a v a 语言进行交互处理。b a t i k 是一个基于j a v