CN104598581A - 一种基于rdf的电网资源可视化方法 - Google Patents

Abstract

一种基于RDF的电网资源可视化方法，包括如下步骤：1)加载RDF文件，该RDF文件中包含标准化的电网模型资源；2)根据层级结构查询电网资源，得到存储于缓冲中的电网资源和属性；3)利用层次化布局方法进行运算和布局，以将电网资源和属性布局成树状图，实现可视化展示。通过解析RDF文件中的电网资源并进行可视化展示，比传统的单纯查阅RDF文件中的文本更加直观，维护起来更加方便、高效和灵活，从而提高工作人员的工作效率。

Description

一种基于RDF的电网资源可视化方法

技术领域

本发明涉及配电网领域，特别是一种通过基于RDF的电网资源可视化方法。

背景技术

资源描述框架RDF(Resource Description Framework)是一种通用的元数据结构，是描述数据的保存、分布、产生、使用等情况的XML应用，提供了针对数据的模型以及语法，可被计算机阅读和理解。RDF的一个有用的特性就是它允许电力系统模型的任意一个子集能够表示在文档中。RDF文件能够完整描述模型数据，并具有结构清晰的特性，因此通常使用RDF文件做为电网资源的载体。传统方法中，通常为单纯查阅RDF文件中的文本，不够直观、层级关系不明确。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种基于RDF的电网资源可视化方法，将RDF文件中的电网资源进行可视化，可方便清晰的查阅电网资源，使得数据展示更加直观。

本发明采用如下技术方案：

一种基于RDF的电网资源可视化方法，其特征在于：包括如下步骤

1)加载RDF文件，该RDF文件中包含标准化的电网模型资源；

2)根据层级结构查询电网资源，得到存储于缓冲中的电网资源和属性；

3)利用层次化布局方法进行运算和布局，以将电网资源和属性布局成树状图，实现可视化展示。

2、如权利要求1所述的一种基于RDF的电网资源可视化方法，其特征在于：在步骤1)中，通过RDFLib库的parse接口，将RDF文件加载至计算机内存中。

优选的，在步骤2)中，根据层级结构查询电网资源是通过RDFlib库中查询服务接口库与SPARQL语句实现。

优选的，所述步骤3)具体如下

3.1)计算电网资源层次等级总数，对所有节点按照层次等级分级并设置各个等级的纵坐标值；

3.2)寻找根节点，设置根节点坐标，将根节点从未处理队列中删除并加入已处理队列；

3.3)判断未处理队列是否为空,若否，则取未处理队列中一个节点，进入步骤3.4)；若是，则进入步骤3.5)，

3.4)分配该节点的横坐标值，将该节点放入暂存节点队列，寻找该节点的子节点，放入暂存子节点队列中，判断暂存子节点队列是否为空，若是，则回到步骤3.3)；若否，则重复步骤3.4)；

3.5)返回暂存节点队列，完成布局。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)功能封装，本发明方法实现的电网资源查询与展示符合面向对象的开发思想，逻辑清晰且封装良好，可维护性强。

(2)实现简单，只需要定义非常少的接口，就可以获取资源对象并能够展示，且展示结果清晰、美观。

(3)性能高效，通过解析RDF文件中的电网资源并进行可视化展示，比传统的单纯查阅RDF文件中的文本更加直观，维护起来更加方便、高效和灵活，从而提高工作人员的工作效率。

(4)成图美观实用，成图的树形层次结构鲜明，容易看出树同层之间节点并列关系明确，上下层节点之间继承-包含结构联系紧密，空间利用合理，在图的美观性与实用性上都达到要求。

附图说明

图1为本发明步骤3)的流程图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

一种基于RDF的电网资源可视化方法，包括如下步骤

1)通过RDFLib库的parse接口，将RDF文件加载至计算机内存中，该RDF文件中包含标准化的电网模型资源。

2)层级结构查询电网资源，得到存储于缓冲中的电网资源和属性。配电网资源有着显著的层级结构，比如，地理区域GeographicalRegion中包含变电站Substation，变电站Substation中包含电压等级VoltageLevel，电压等级VoltageLevel中包含间隔Bay，间隔Bay中包含可导设备ContainsEquipment。首先，按照此结构查询要展示的资源及其属性信息。该查询是利用RDFLib库中的查询服务接口与SPARQL查询语句，查找RDF文件中的资源。

以变电站的展示为例，其查询过程如下：

首先，查找变电站：采用select语句用来查询Substation类型的资源，得到具体变电站，查询结果只是某个资源对象及其信息。

其次，查找变电站的属性和资源对象，分两个部分，第一个是查找变电站下所有属性：第二个是查找包含变电站关系的所有属性：得到的属性依次为变电站名称，变电站所属的电压等级，变电站包含的电压等级，变电站所属子地理区域。变电站包含3个电压等级，两个110KV和一个220KV。

最后，查找指定的电压等级，并查找该电压等级的属性。

查找指定的电压等级。找到的电压等级及其属性信息包括电压等级包含的间隔，电压等级名称，电压等级下包含的连接节点，电压等级下包含的一次设备资源，电压等级所属变电站，属于该电压等级的间隔，属于该电压等级的一次设备资源等。

3)利用层次化布局方法进行运算和布局，以将电网资源和属性布局成树状图。一个相对完美的树形图要满足以下特性：具有相同父节点的子节点对应父节点对称排列，在所有节点不重叠的情况下相邻节点间距相等，所有节点均不能重叠。其次，算法应适应于任意宽度，任意深度的树。再次，算法依赖的数据并不具有树形数据结构，仅仅是描述节点和节点关系，需要通过算法来确定树形结构。最后，考虑到树形结构具有明显的层次性，算法结果应该能够体现这种层次结构。

参照图1，实现可视化展示具体步骤如下：

3.1)计算电网资源层次等级总数，对所有节点按照层次等级分级并设置各个等级的纵坐标值；

3.2)寻找根节点，设置根节点坐标，将根节点从未处理队列中删除并加入已处理队列；

3.3)判断未处理队列是否为空,若否，则取未处理队列中一个节点，进入步骤3.4)；若是，则进入步骤3.5)，

3.4)分配该节点的横坐标值，将该节点放入暂存节点队列，寻找该节点的子节点，放入暂存子节点队列中，判断暂存子节点队列是否为空，若是，则回到步骤3.3)；若否，则重复步骤3.4)；

3.5)返回暂存节点队列，完成布局。

为了定位一个树形结构每个节点的坐标，算法首先分析树形图的拓扑结构，计算树层。考虑到一个树只有一个根节点开始，算法首先从根节点入手，构建坐标系，x轴向右为正方向，y轴向下为正方向，将根节点放置于坐标系(0,0)位置，然后将根节点下挂的子节点布局在根节点的右方，按照数据中的顺序从上至下等间距布局。在之后每一层中，递归使用此算法，实现层与层之间从左至右，层内部从上至下的自动布局。

上述步骤实现原理如下：首先给出重叠的判断方法：将同层内节点设置序号，从上至下编号为{1,2，...，n}，且序号小的节点父节点序号必定小于等于序号大节点父节点的序号。设定和序号后，我们可以通过比较相邻序号节点的y值，如果序号小的节点y坐标大于序号大的节点y坐标，则可以判定为重叠。必须意识到，重叠节点有一个共同点：他们的父节点不是同一个节点。这是由正推规则决定的。由此，通过移动重叠节点的父节点以及所有相关子节点来解决子节点的重叠问题。

从此思路出发，算法计算当前节点子树的规模，构建一个以父节点为(0,0)位置的临时坐标系，在此坐标系中递归布局父节点的所有子树。用一个矩形来表示布局子树所使用的空间：单个叶子节点空间矩形为包含此节点的最小矩形，子树的空间矩形为包含此子树的最小矩形。通过计算能够包含父节点以及所有子树的空间矩形的最小矩形，来确定父节点布局的空间矩形。这样，两个父节点的距离设定为两个父节点空间矩形高度之和的一半，加上一个固定距离。从布局方法可以看到，这样的距离设定可以避免子节点以及相关子树所有节点的重叠。

通过对树形数据的分析，经过逐层正推，算法实现了对节点的树形坐标定位。层次化布局方法成图层次结构鲜明，容易看出树同层之间节点并列关系明确，上下层节点之间继承-包含结构联系紧密。空间利用合理。在图的美观性与实用性上都达到要求。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.一种基于RDF的电网资源可视化方法，其特征在于：包括如下步骤

1)加载RDF文件，该RDF文件中包含标准化的电网模型资源；

2)根据层级结构查询电网资源，得到存储于缓冲中的电网资源和属性；

3)利用层次化布局方法进行运算和布局，以将电网资源和属性布局成树状图，实现可视化展示。

2.如权利要求1所述的一种基于RDF的电网资源可视化方法，其特征在于：在步骤1)中，通过RDFLib库的parse接口，将RDF文件加载至计算机内存中。

3.如权利要求1所述的一种基于RDF的电网资源可视化方法，其特征在于:在步骤2)中，根据层级结构查询电网资源是通过RDFlib库中查询服务接口库与SPARQL语句实现。

4.如权利要求1所述的一种基于RDF的电网资源可视化方法，其特征在于：所述步骤3)具体如下

3.1)计算电网资源层次等级总数，对所有节点按照层次等级分级并设置各个等级的纵坐标值；

3.2)寻找根节点，设置根节点坐标，将根节点从未处理队列中删除并加入已处理队列；

3.3)判断未处理队列是否为空,若否，则取未处理队列中一个节点，进入步骤3.4)；若是，则进入步骤3.5)，

3.4)分配该节点的横坐标值，将该节点放入暂存节点队列，寻找该节点的子节点，放入暂存子节点队列中，判断暂存子节点队列是否为空，若是，则回到步骤3.3)；若否，则重复步骤3.4)；

3.5)返回暂存节点队列，完成布局。