CN105550247A - 基于svg标准可自定义图符的电力系统图形显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于SVG标准可自定义图符的电力系统图形显示方法,通过SVG图元显示电力系统图像，SVG图元包括如下属性：SVG文件头；defs，用于存放图符symbol定义；图符，用于描述电力系统对象图像显示方式；图元变换，包括平移、缩放和旋转；层数，用于反映图元加入到场景的先后顺序，后加载的图元遮挡先加载的图元；组数，用于图元分组。本发明的方法可灵活绘制电力图符,减少了自主开发的工作量和成本，提高了开发效率，缩短了开发周期。

Description

基于SVG标准可自定义图符的电力系统图形显示方法

技术领域

本发明涉及一种基于SVG标准可自定义图符的电力系统图形显示方法。

背景技术

SVG(ScalableVectorGraphics)是由W3C组织发布的一种基于XML语言的二维图形描述语言，用来描述二维矢量及矢量/栅格图形，具有强大的动态交互特性，采用文本传输，尺寸小速度快，有很多开源的SVG图形编辑器可查看和编辑，很多浏览器支持查看，SVG内的文字可以为搜索引擎所用，写在点阵图像中的文字则不行。

作为网络矢量图形文件的工业标准，SVG为电力系统的图形显示提供了新的技术手段，其开放性、平台无关及网络发布等特性，完全满足电力系统一次接线图的绘制要求。

国调中心正逐步制定SVG格式的文件描述标准，以方便各级系统间的互操作，当前各厂家的监控系统图形平台都开始转向支持SVG格式的监控画面，但是鉴于电力图形的复杂性，各厂家的技术实力，实现的产品功能参差不齐，很多产品通过定制编程只实现了常用电力图符，而对于复杂的图符或特定需要的图符，就需要重新编写源代码，进行反复的修改调试。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SVG标准可自定义图符的电力系统图形显示方法，用以解决复杂电力图形设计较为复杂的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

基于SVG标准可自定义图符的电力系统图形显示方法，通过SVG图元显示电力系统图像，SVG图元包括如下属性：SVG文件头；defs，用于存放图符symbol定义；图符，用于描述电力系统对象图像显示方式；图元变换，包括平移、缩放和旋转；层数，用于反映图元加入到场景的先后顺序，后加载的图元遮挡先加载的图元；组数，用于图元分组。

图元具有id属性；图元的id属性和电力系统CIM对象关联，用于获取CIM对象的各种属性和值，以对图元进行识别和操作。

CIM量测与图元关联类型分为三类，分别是枚举类、Text类和数值类；枚举类：配置CIM量测及取值、字符串列表，不同的状态量对应不同形状或颜色的开关图元，表现在xlink:href串指向形状不同的开关图符，或者颜色class配置；Text类：配置CIM量测及量测扩展类型，直接将值转换成字符串替代svg文本对应内容，扩展标志用于获取量测的质量标志时使用；数值类：配置CIM量测及量测扩展类型，系数及偏移，将计算后的值转换成字符串替代svg文本对应内容，扩展标志用于获取量测的质量标志、统计值、历史数据使用，系数及偏移用于将数值转换成图形变换需要的几何尺寸、角度，例如风速对应的风机旋转角度，功率的棒图高度。

本发明的方法可灵活绘制电力图符，包括通用的图符和因工程需要定制的图符，也可将其它系统的图符迁移进本方法的图符库，甚至可通过网上下载的免费svg绘制工具绘制图符加入到本方法的图符库。

该方法采用灵活的量测关联技术，将图元属性与量测关联。图元可以有多个属性，因此，单个图元可关联一个量测，也可关联多个量测，可支持枚举型、文本型、数值型中任意一种或多种类型数据关联，可多层级关联，从而实现复杂的组合图元。

将QTSVG源代码解析功能进行扩充，以满足动态svg文本的解析需要，不需要为每个特定的图符编写具体的实现代码和调试。

采用QTSVG解析软件作为基础SVG解析工具，增加了解析的通用性和完备性，避免了针对特定图符编程的局限，减少了自主开发的工作量和成本，提高了开发效率，缩短了开发周期。

附图说明

图1是绘制工具主画面；

图2是量测关联对话框；

图3是属性选择对话框；

图4是阀组图元效果图；

图5是风机图元效果图；

图6是SVG格式页面显示流程图；

图7是运行状态直流场图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明方法的主要工作有：定义图符绘制的规则；对通用开源软件Qtsvg库的功能扩展；量测数据与图元svg文本的分类关联，动态svg文本生成和解析。下面进行具体说明。

SVG图元定义的规则：

1.svg文件头

创建包含svg文件头的空文件(一般通用的svg编辑器均可创建)，文件头主要包括参数：

Xmlversion；

字符编码：使用utf-8编码；

DOCTYPE:svg及版本；

Svg开始的根元素，包含场景的宽、高及名字空间等信息；

2.defs

图符symbol定义放在svg文件的defs中:<defs>…</defs>

3.图符

图元符号(简称图符)描述电力系统对象图形显示方式。

分类：图符可以按照现有标准进行绘制，称为标准图符，也可以根据实际需要绘制，称为定制图符；

图符的绘制内容放在symbol中，图符必须有id属性：<symbolid＝"xxx">…</symbol>；

所有具有id属性的图元均是svg根元素的子元素；子元素以下的子元素没有id；

图符定义type属性：type＝"dynamic"/"static"，默认static时，可不标示，对于dynamic图元，在具体增加图元时需要完整复制图符symbol中的内容，并用g替代symbol；本方法的用意在于可获取图元的svg文本，方便数据关联，修改图元属性；

4.图元变换(平移、缩放、旋转)：

采用transform＝"matrix(……)"属性-值方法，对每一个选中图元设置该属性；

变换属性获取方法：记录图元第一次加载到场景时的变换矩阵ms0，获取最终的变换矩阵mt，利用公式mt＝ms0*T，则ms0’*mt＝ms0’*ms0*T＝T，计算出T，将变换属性写入svg文件；

5.分层：

反映图元加入到场景的先后顺序，后加载的图元遮挡先加载的图元；

层数原则上可以不加限制，为方便操作，定为0－10层，0层为背景层；

层属性命名：golay＝"n"，n为层数，没有层属性时，默认为层数5；

升降层：组图元内各个图元层属性同时升一层或降一层；

组图元层数为其内子图元的最大层；移动时，组图元作为单个图元处理，由更高层的图元遮挡，介于组内最大和最小层级图元间的图元不能分别遮挡组内图元；

6.分组

组属性命名：gogrp＝"GoGrpXXX"，XXX为设置组属性时选中的第一个图元的id

组图元移动：搜索子图元，修改每个子图元的变换属性；

组图元删除：删除组图元内每个子图元。

QTSVG源码库功能扩展方法

QTSVG模块实现了基本的SVG文本的嵌套解析、文件的加载显示和保持功能，电力系统接线图的绘制复杂，需要对其进行功能扩展，由于QT是开源的软件，可方便进行修改扩充。主要扩充的功能有：

1)支持symbol图符(QTSVG源代码称为节点，一个节点可由多个子节点构成。下称节点)；

2)获取子节点列表；

3)由节点id获取和设置节点的属性，属性包括shape及style、text和动画属性；

4)由节点id获取和设置节点svg文本；

5)动态解析svg文本内容(包含全部图元的完整文件，或者是独立的一个或几个图元)；

6)获取所有节点的id列表

7)修改节点id

8)新建、删除、替换节点。

功能扩充采用的方法：

下载QTSVG源码，源码采用了模块化面向对象设计，采用C++编码，在C/C++编译环境进行功能添加，并编译生成动态库供使用。对于上述扩充功能实现过程如下：

功能1)在节点模块中新增节点QSvgSymbol类，实现符号组节点；

功能5)实现方法参考文件解析部分的代码，在svg处理器QSvgHandler类新增成员函数实现；

功能8)结构节点类QSvgStructureNode中新增成员函数管理节点的新建、删除、替换；

其余功能在节点基类中增加成员函数实现。

数据关联的实现方法

Id关联，通过SVG图元的id属性和电力系统CIM对象id进行关联，利用id关联可以获取CIM对象的各种属性和值，从而对图元进行识别操作，例如开关的分合操作。

数据关联分类及动态SVG文本替换

将CIM量测与图元关联类型分为三类，分别是枚举类、Text类和数值类，运行中根据数据变化动态替换图元SVG文本的内容，由扩展SVG动态库进行解析，动态显示电力系统图元，配置说明：

1)枚举类：配置CIM量测及取值、字符串列表，例如不同的状态量对应不同形状或颜色的开关图元，表现在xlink:href串指向形状不同的开关图符，或者颜色class配置等等；

2)Text类：配置CIM量测及量测扩展类型，直接将值转换成字符串替代svg文本对应内容，扩展标志用于获取量测的质量标志时使用；

3)数值类：配置CIM量测及量测扩展类型，系数及偏移，将计算后的值转换成字符串替代svg文本对应内容，扩展标志用于获取量测的质量标志、统计值、历史数据等使用；系数及偏移用于将数值转换成图形变换需要的几何尺寸、角度，例如风速对应的风机旋转角度，功率的棒图高度(相对坐标)等。

通过上述关联，形成整个系统的量测图元配置表，在系统运行时，根据量测变换，动态更新对应图元的svg文本，从而更新绘制图元，形成实际的监控图形效果。

下面对具体的绘制过程进行介绍。

如下图1所示，左侧为图符区，可按需要将图符分类，在每一类中添加、删除图符；上面为svg文本浏览器，可按语法高亮显示当前绘制页面的svg格式的内容，画面中部是图形绘制显示区。

图符绘制与加载：在svg图符编辑器中绘制好图形，添加id属性，将整个图形保存到选定的图符库中，图符库刷新显示新绘制的图符；免费的svg编辑器也可编辑图符，但是需要手工修改id属性，并复制到对应的图符文件；

图符删除：在图符库区选中相应的图符，按删除键，进行删除。图

元与CIM量测关联方法：

CIM量测与图元关联类型分为三类，分别是枚举类、text类和数值类。量测和图元的关联数据结构如下：

A.以直流输电的阀组图元为例说明

1)量测：在接线图上阀组图元处按右键菜单，选择“量测关联”，在弹出的对话框的“量测列表”中选择需要关联的量测及类型，双击关联的量测后该量测加入到右侧“枚举型”中，如图2；

2)前缀串：从“图元svg文本”中选择部分字符串作为前缀串，copy到“前缀串”框中，本例根据阀组状态显示不同的class属性(形状已绘制在图符DCVGA中，线和填充颜色属性，已编辑好，存放在svg文件的style部分中)，因此只需修改class的属性值，前缀串为<useid＝"vg11" x＝"254.5"y＝"256.5"xlink:href＝"#DCVGA"class＝"；

3)属性值列表：在枚举类页面“属性值列表”中插入行，输入量测可能的取值，双击该行“svg串”列，在“图元一般属性配置”对话框中选择对应的属性，生成属性字符串，如下图3；

4)图2中，将“枚举型”页面内容写入下面的“图元与量测关联列表”中；

5)结尾串：将class取值后的字符串复制到对话框最下面的“结尾串”，本例为"/>；

6)最后“保存”，完成配置。

阀组图元配置后，根据阀组的当前状态分别显示图4中不同表现的阀组图形，图中从左到右状态依次为0，1和2，3，4和5，255。

B.以风电风机图元为例说明

1)在接线图风机图元按右键菜单，选择量测关联，选择“数值型”页面，将量测加入其中；

2)因为需要将风机转速(rpm)转换成每周需要的时间，所以只需要准备dur属性，前缀串为：

3)由于SCADA系统本身具有复杂的计算功能，本处假定转速量测数据已计算为每转需要的时间(秒)，则k＝1,b＝0；k、b值在绘制棒图和曲线时可用来将数值转换为相对的坐标高度，使数据显示在有效范围内；

4)图2中，将“数值型”页面内容写入下面的“图元与量测关联列表”中；

5)复制结尾串，本例为：

s"repeatCount＝"indefinite"/>

</use>

</g>

6)最后“保存”，完成配置。

风机图元配置后，根据转速耗时，风机图元旋转变化，如图5。

SVG格式页面文件显示流程如图6所示。

本发明方法绘制的页面，关联量测后，获取实际的量测值，图元按量测的状态进行动态绘制，以直流场接线图为例，与实现的效果一致，效果图如图7所示。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.基于SVG标准可自定义图符的电力系统图形显示方法，其特征在于，通过SVG图元显示电力系统图像，SVG图元包括如下属性：SVG文件头；defs，用于存放图符symbol定义；图符，用于描述电力系统对象图像显示方式；图元变换，包括平移、缩放和旋转；层数，用于反映图元加入到场景的先后顺序，后加载的图元遮挡先加载的图元；组数，用于图元分组。

2.根据权利要求1所述的基于SVG标准可自定义图符的电力系统图形显示方法，其特征在于，图元具有id属性；图元的id属性和电力系统CIM对象关联，用于获取CIM对象的各种属性和值，以对图元进行识别和操作。

3.根据权利要求2所述的基于SVG标准可自定义图符的电力系统图形显示方法，其特征在于，CIM量测与图元关联类型分为三类，分别是枚举类、Text类和数值类；枚举类：配置CIM量测及取值、字符串列表，不同的状态量对应不同形状或颜色的开关图元，表现在xlink:href串指向形状不同的开关图符，或者颜色class配置；Text类：配置CIM量测及量测扩展类型，直接将值转换成字符串替代svg文本对应内容，扩展标志用于获取量测的质量标志时使用；数值类：配置CIM量测及量测扩展类型，系数及偏移，将计算后的值转换成字符串替代svg文本对应内容，扩展标志用于获取量测的质量标志、统计值、历史数据使用，系数及偏移用于将数值转换成图形变换需要的几何尺寸、角度，例如风速对应的风机旋转角度，功率的棒图高度。