CN104166568A - 一种基于cim/g的电力系统图形文件并行加载的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，包括以下步骤：S01,建立标准图形文件：建立CIM/G标准图形文件；S02，解析图形文件：图形文件解析模块根据CIM/G规范解析图形文件；S03,建立图形浏览工具：图形浏览工具通过图形文件解析模块获取CIM/G标准图形文件各个平面或图元的描述信息地址，创建多个线程同时处理平面或图元。本发明电力系统客户端人机界面加载图形文件时，可以充分利用现代处理器多核的优势，将图形文件拆分为不同平面的指针或不同图元的指针，然后以任务的形式分配给每一个核进行并行加载。本发明的方法可缩短启动画面所需要的时间，给电力系统调度人员更好的人机体验。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，该方法用于缩短调度自动化系统客户端人机界面打开图形的时间，属于电网调度自动化领域。
背景技术
计算机性能快速发展，从单CPU单核已经发展成为多CPU多核，并且还有往众核发展的趋势。在现今的电网调度自动化系统发展方向中，应用并行计算从而适应计算机多核发展趋势成为电网调度自动化系统发展的方向。
CIM/G（Common Information Model Based Graphic Exchange Format，基于公共信息模型的图形交换格式）是一种新型的电力系统图形描述语言，中国相对应行业标准为《电力系统图形描述规范》，即是一种开放的电力系统图形存储格式同时也是适用于不同应用系统、不同厂家和不同电力企业之间进行电网图形交换的标准。当不同应用系统、不同厂家和不同电力企业之间图形文件数量庞大，串行的处理方式耗时，效率低，需要进行并行处理。例如，专利CN103353871公开了一种基于CIM/G 标准的互操作图形文件校验方法，能够从多方面判断出互操作图形文件是否存在问题，减少了由于文件格式错误导致影响数据交互的正确性或不符合操作标准而产生的信息无法解析的问题,然而数量庞大的图形文件进行校验时，增加了图形文件的处理量，该发明对图形文件的加载方式并未涉及。
电网调度自动化系统在并行计算、并行处理方面已经取得了一些成果。随着电力调度系统图形文件日益复杂，很多地区的全网潮流图已经超过10个平面，文件大小超过15兆字节。与此同时，CPU的计算频率并没有成倍提高，而是核数成倍增加。这导致图形文件的加载并没有充分利用CPU性能的提升，在部分网省调系统上，打开图形的时间已经无法满足技术规范的要求。
基于上述问题，如何提供一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，满足图形并行加载的需求，克服并行加载中遇到的难题问题，是本领域人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，满足调度自动化系统对缩短图形加载时间的需要。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，包含以下步骤：
S01,建立标准图形文件：采用电力系统公共图形标准CIM/G存储和交互图形文件，建立CIM/G标准图形文件；
S02，解析图形文件：图形文件解析模块根据CIM/G规范解析所述CIM/G标准图形文件，所述图形文件解析模块包括第一接口和第二接口，所述第一接口获取CIM/G标准图形文件各个平面和图元描述信息的起止地址，所述第二接口获取指定平面或图元的子元素信息和属性信息，具体包括平面或者图元的坐标、颜色、长、宽、高等；第一接口和第二接口分别获取各个平面和图元描述信息的起止地址及子元素信息和属性信息，方便多任务同时处理；
S03,建立图形浏览工具：所述图形浏览工具通过所述图形文件解析模块获取CIM/G标准图形文件各个平面或图元的描述信息地址，创建多个线程同时处理所述平面或图元，将CIM/G标准图形文件转变成程序能够识别的数据结构，并且根据所述数据结构创建对应的数据库连接。充分利用现代处理器多核的优势，将图形文件拆分为不同平面的指针或不同图元的指针，然后以任务的形式分配给每一个核进行并行加载，缩短启动画面所需要的时间，给电力系统调度人员更好的人机体验
在步骤S01中，所述CIM/G标准图形文件符合电力系统图形描述规范，遵循CIM/G标准协议，采用G格式对图形文件的内容进行描述。实现不同系统间电力图形和电力设备信息交互。解决异构系统间图形文件，设备信息无法共享问题。
步骤S02中，图形文件解析模块将文件内容读入内存池中，基于CIM/G规范使用括号和斜杠等格式标准化字符扫描文件内容，只获取平面或图元信息在内存中的起止位置，而不用关心这段信息中有哪些属性。图形解析模块也可以根据上述功能提供的地址范围解析其中包含的每一个属性信息。图形文件解析模块可以在不解析各个平面具体内容的情况下获取每一个平面描述信息的起始地指针址，可以在不解析各个图元具体内容的情况下获取每一个图元描述信息的起始地址指针，也可以根据给定的平面指针或图元指针解析其详细内容。
在步骤S03中，所述图形浏览工具的并行加载方式包括基于平面的并行加载（即平面并行加载，而平面内图元顺序加载）和基于图元的并行加载（即平面顺序加载，而平面内图元并行加载）；
当基于平面并行加载时，图形浏览工具根据平面个数创建对应的加载任务，当基于图元并行加载时，图形浏览工具根据平面内图元个数创建对应的加载任务；图形浏览器可以根据硬件实际的核数和加载任务的数量创建出合适数量的解析线程，并进行任务的调度与管理。
基于平面的并行加载方式具体包括以下步骤：图形解析模块首先在不解析平面具体内容的情况下获取各个平面指针，按照平面将CIM/G标准图形文件拆分为不同的平面碎片，每一个平面碎片作为一个任务交给一个CPU核处理，CPU在处理任务时，串行的处理每一个平面碎片中的图元。
图元并行化加载方式具体包括以下步骤：图形浏览工具首先找到CIM/G标准图形文件中的第一个平面，然后在不解析图元具体内容的基础上获取各个图元的指针，按照图元将平面信息分为不同的图元碎片，每一个图元碎片作为一个任务交给一个CPU处理，当第一个平面内所有图元都处理完成后，图形浏览工具继续找到下一个平面并使用与所述第一个平面相同的方法进行处理，直到每一个平面均被处理完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：电力系统客户端人机界面加载图形文件时，可以充分利用现代处理器多核的优势，将图形文件拆分为不同平面的指针或不同图元的指针，然后以任务的形式分配给每一个核进行并行加载。本发明的方法可缩短启动画面所需要的时间，给电力系统调度人员更好的人机体验。
附图说明
图1为本发明一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法流程示意图
图2为基于平面的并行加载示意图；
图3为基于图元的并行加载示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，包含以下步骤：
S01,建立标准图形文件：采用电力系统公共图形标准CIM/G存储和交互图形文件，建立CIM/G标准图形文件；
S02，解析图形文件：图形文件解析模块根据CIM/G规范解析所述CIM/G标准图形文件，所述图形文件解析模块包括第一接口和第二接口，所述第一接口获取CIM/G标准图形文件各个平面和图元描述信息的起止地址，所述第二接口获取指定平面或图元的子元素信息和属性信息，具体包括平面或者图元的坐标、颜色、长、宽、高等；
S03,建立图形浏览工具：所述图形浏览工具通过所述图形文件解析模块获取CIM/G标准图形文件各个平面或图元的描述信息地址，创建多个线程（各CPU核心）同时处理所述平面或图元，将CIM/G标准图形文件转变成程序能够识别的数据结构，并且根据所述数据结构创建对应的数据库连接，各CPU核心解析各个平面或图元的描述信息地址，绘制电力系统图形文件。
在步骤S01中，所述CIM/G标准图形文件符合电力系统图形描述规范，遵循CIM/G标准协议，采用G格式对图形文件的内容进行描述。实现不同系统间电力图形和电力设备信息交互。解决异构系统间图形文件，设备信息无法共享问题。
步骤S02中，图形文件解析模块将文件内容读入内存池中，基于CIM/G标准使用括号和斜杠等格式化字符扫描文件内容，只获取平面或图元信息在内存中的起止位置，而不用关心这段信息中有哪些属性。图形解析模块也可以根据上述功能提供的地址范围解析其中包含的每一个属性信息。图形文件解析模块可以在不解析各个平面具体内容的情况下获取每一个平面描述信息的起始地指针址，可以在不解析各个图元具体内容的情况下获取每一个图元描述信息的起始地址指针，也可以根据给定的平面指针或图元指针解析其详细内容
在步骤S03中，所述图形浏览工具的并行加载方式包括基于平面的并行加载（即平面并行加载，而平面内图元顺序加载）和基于图元的并行加载（即平面顺序加载，而平面内图元并行加载）；
图2 为基于平面的并行加载示意图，图形解析模块首先在不解析平面具体内容的情况下获取各个平面指针（平面1、平面2……平面n），按照平面将图形文件拆分为不同的碎片，每一个平面碎片作为一个任务交给一个CPU核处理，CPU在处理任务时，串行的处理每一个碎片中的图元。
图3 是图元并行化加载示意图。图形浏览工具首先找到图形文件中的第一个平面，然后在不解析图元具体内容的基础上获取各个图元的指针，按照图元将平面信息分为不同的碎片，每一个图元碎片作为一个任务交给一个CPU处理，当平面内所有图元都处理完成后，图形浏览工具继续找到下一个平面并使用同样的方法进行处理，直到每一个平面均被处理完成。
当基于平面并行加载时，图形浏览工具根据平面个数创建对应的加载任务，当基于图元并行加载时，图形浏览工具根据平面内图元个数创建对应的加载任务；图形浏览器可以根据硬件实际的核数和加载任务的数量创建出合适数量的解析线程，并进行任务的调度与管理。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：电力系统客户端人机界面加载图形文件时，可以充分利用现代处理器多核的优势，将图形文件拆分为不同平面的指针或不同图元的指针，然后以任务的形式分配给每一个核进行并行加载。本发明的方法可缩短启动画面所需要的时间，给电力系统调度人员更好的人机体验。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，包含以下步骤：
S01,建立标准图形文件：采用电力系统公共图形标准CIM/G存储和交互图形文件，建立CIM/G标准图形文件；
S02，解析图形文件：图形文件解析模块根据CIM/G规范解析所述CIM/G标准图形文件，所述图形文件解析模块包括第一接口和第二接口，所述第一接口获取CIM/G标准图形文件各个平面和图元描述信息的起止地址，所述第二接口获取指定平面或图元的子元素信息和属性信息；
S03,建立图形浏览工具：所述图形浏览工具通过所述图形文件解析模块获取CIM/G标准图形文件各个平面或图元的描述信息地址，创建多个线程同时处理所述平面或图元，将CIM/G标准图形文件转变成程序能够识别的数据结构，并且根据所述数据结构创建对应的数据库连接。
2.根据权利书1所述的一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，其特征在于：在步骤S01中，所述CIM/G标准图形文件符合电力系统图形描述规范，遵循CIM/G标准协议，采用G格式对图形文件的内容进行描述。
3.根据权利书1所述的一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，其特征在于：所述步骤S02中，图形文件解析模块将文件内容读入内存池中，基于CIM/G规范标准化字符扫描文件内容，只获取平面或图元信息在内存中的起止位置；图形解析模块根据所述起止位置的地址范围解析平面或图元信息包含的属性信息。
4.根据权利书1所述的一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，其特征在于：在步骤S03中，所述图形浏览工具的并行加载方式包括基于平面的并行加载和基于图元的并行加载；
当基于平面并行加载时，图形浏览工具根据平面个数创建对应的加载任务，当基于图元并行加载时，图形浏览工具根据平面内图元个数创建对应的加载任务；所述图形浏览器根据硬件实际的核数和加载任务的数量创建出相适应数量的解析线程，并进行任务的调度与管理。
5.根据权利书4所述的一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，其特征在于，所述基于平面的并行加载方式具体包括以下步骤：图形解析模块首先在不解析平面具体内容的情况下获取各个平面指针，按照平面将CIM/G标准图形文件拆分为不同的平面碎片，每一个平面碎片作为一个任务交给一个CPU核处理，CPU在处理任务时，串行的处理每一个平面碎片中的图元。
6.根据权利书4所述的一种基于CIM/G的电力系统图形文件并行加载的方法，其特征在于，所述图元并行化加载方式具体包括以下步骤：图形浏览工具首先找到CIM/G标准图形文件中的第一个平面，然后在不解析图元具体内容的基础上获取各个图元的指针，按照图元将平面信息分为不同的图元碎片，每一个图元碎片作为一个任务交给一个CPU处理，当第一个平面内所有图元都处理完成后，图形浏览工具继续找到下一个平面并使用与所述第一个平面相同的方法进行处理，直到每一个平面均被处理完成。
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