CN114254469A - 一种基于拓扑结构动态分析的自动成图方法 - Google Patents

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CN114254469A CN202111584550.9A CN202111584550A CN114254469A CN 114254469 A CN114254469 A CN 114254469A CN 202111584550 A CN202111584550 A CN 202111584550A CN 114254469 A CN114254469 A CN 114254469A
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唐明群
葛善虎
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Jiangsu Denang Electric Power Design Consulting Co ltd
Jiangsu Qihou Intelligent Electrical Equipment Co ltd
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Jiangsu Denang Electric Power Design Consulting Co ltd
Jiangsu Qihou Intelligent Electrical Equipment Co ltd
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Abstract

本发明提供一种基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，包括从数据库中获取展示设备逻辑连接关系，包括以下步骤：根据实际屏幕的大小，通过四点坐标动态标定展示区域；通过自动搜索拓扑连接关系的层级及其每一层级所含设备的类型和数量，在所述展示区域内进行行、列网格划分，通过自动计算，产生一张拓扑连接关系自动生成对应的一张图形；通过展示区域的划分及其对应台区的LL层的各自开关数量，将每一个开关中心坐标设定为单元网格的中心坐标位置，则LL层的所有开关的坐标与网格中心坐标一一对应确定；通过LL层的每个开关的确定坐标以及在台区的上下级关联性，自动推演出LL层的每个开关对应坐标的上、下级的坐标；展示基于四点坐标定位的拓扑线路。

Description

一种基于拓扑结构动态分析的自动成图方法
技术领域
本发明涉及电网系统数据处理的技术领域，特别是一种基于拓扑结构动态分析的自动成图方法。
背景技术
传统的配电台区设备信息与拓扑连接关系多以纸质文件的形式保存，且由于自动化水平不足，存在电子信息化维护缺失，长此以往会造成现场实际连接关系与已有保存资料不一致的现象，该问题造成了系统维护的干扰。
伴随着电力物联网水平不断提升，配电台区智能化改造的规模日益扩大，迫切需要且能够在可视化主站系统上实现拓扑搜索、动态着色及自动成图功能，改变低压配电台区拓扑结构图主要还是以纸质文件保存的形式，避免设备信息维护不及时与直观展示不一致和不直观的缺陷。
申请号为CN111292391A的发明专利申请公开了一种低压台区图自动成图装置和方法，其中装置包括数据加载组件、台区图布局和布线组件和台区图存储组件，数据加载组件连接于电网GIS平台，用于加载电网GIS平台的低压沿布图数据，并生成中间内存数据结构；台区图布局和布线组件以中间内存数据结构为基础，创建台区图组织结构和台区图所有线路设备实体对象，并建立与低压沿布图数据中沿布图、内部接线图源对象的关联关系，生成低压台区图。该方法的缺点是当电路实时变化时不能够实时联动显示，没有按照实际体现工况，对于多维度信息实时联动展示延展性比较低。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提出的一种基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，以设备逻辑连接关系模型为载体，获取展示设备逻辑连接关系，自动推演成图展示区域边界，依托拓扑结构层级分析实现展示区域虚拟网格化，支持各种展示设备中心坐标与虚拟网格中心坐标的一一映射，在此基础上形成了设备上下级之间的线路连接定位坐标的自动推演，采用拓扑动态着色算法实现设备与线路联动展示，并支持对已形成的拓扑连接关系图进行手动调整。
本发明的目的是提供一种基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，包括从数据库中获取展示设备逻辑连接关系，还包括以下步骤：
步骤1：根据实际屏幕的尺寸大小，通过四点坐标动态标定展示区域；
步骤2：通过自动搜索拓扑连接关系的层级及其每一层级所含设备的类型和数量，在所述展示区域内进行行、列网格划分，通过自动计算，产生一张拓扑连接关系图形；
步骤3：通过所述展示区域的划分及其对应台区的LL层的各自开关数量，将每一个开关中心坐标设定为单元网格的中心坐标位置，则所述LL层的所有开关的坐标与网格中心坐标一一对应确定，其中，LL层为设备数量最多的层级；
步骤4：通过所述LL层的每个开关的确定坐标以及在台区的上下级关联性，自动推演出所述LL层的每个开关对应坐标的上、下级的坐标；
步骤5：展示基于四点坐标定位的拓扑线路。
优选的是，所述步骤1包括依据屏幕的实际大小，自适应所述展示区域的自动计算分配。
在上述任一方案中优选的是，所述展示区域的实际显示的内容框由点P1、P2、P3和P4确定，其中，P1＝[K1，K2]，P2＝[K3，K2]，P3＝[K1，K4]，P4＝[K3，K4]，K1、K2、K3和K4为常数，且K1和K3小于屏幕分辨率的宽Pixel1，K2和K4小于屏幕分辨率的高Pixel2。
在上述任一方案中优选的是，所述步骤2包括将单台区拓扑展示的内容在有效区域内完成展示效果，所述单台区分配的区域网格化大小取决于所述单台区的拓扑层级对应层的开关数量，对所述拓扑层级最大的拓扑层进行网格划分。
在上述任一方案中优选的是，所述网格划分方法包括行网格确定方法和列网格确定方法。
在上述任一方案中优选的是，所述行网格确定方法为设定所述单台区的层数为L层，行网格的划分行数占据的像素值为int[(K4-K2)/L]。
在上述任一方案中优选的是，所述列网格确定方法为设定所述单台区对应的层的开关数量为LL层的开关总量，对应的开关数值为：Q＝sum(LL)，即LL层的开关数量总和为Q，单个列像素占据网格像素点数为int[(K3-K1)/Q]。
在上述任一方案中优选的是，所述自动推演的方法包括特殊坐标处理方式、LL层的坐标推演方法、LL层上一层的坐标推演方法、LL层下一层的坐标推演方法和不同台区联络开关补充方法中至少一种。
在上述任一方案中优选的是，所述特殊坐标处理方式包括将第一层的唯一开关的坐标标定在网络区域的中央处，其坐标为[(K3-K1)/2，K2]。
在上述任一方案中优选的是，所述LL层的坐标推演方法包括针对单台区内的联络，通过数据库中有关联络开关提前绑定关系，将联络的开关放在相邻的位置，包括以下子步骤：
步骤401：将带有联络开关在内的汇集单元的其它开关分别以联络开关为左右起点分别依次定标；
步骤402：通过循环的方式完成本层中所有的单台区内的联络汇集单元，将其它的没有联络开关的汇集单元按照剩下的网格从左到右的顺序依次定标；
步骤403：通过LL的开关坐标与网格中心一一映射关系，由下往上进行推演，确定LL上一次的父节点的坐标；
步骤404：通过循环计算，计算出LL层上一级所有关联的父节点的坐标；
步骤405：通过LL的拓扑计算的结果，由上往下进行推演，确定LL下一层的坐标；
步骤406：通过循环计算，计算出LL层下一级所有关联的子节点的坐标。
在上述任一方案中优选的是，所述步骤403包括设定LL层上一层父节点开关的坐标为(X，Y)，父节点开关的列坐标为Y＝Y_LL-int[(K4-K2)/L]；父节点开关的行坐标为X＝(X_LL_max-X_LL_min)/2，则父节点的坐标标定为：((X_LL_max-X_LL_min)/2，Y_LL-(int[(K4-K2)/L])，其中，X_LL为LL层待计算开关的行坐标，Y_LL为LL层待计算开关的列坐标，X_LL_max为LL层中同一出线下最右边开关的行坐标，X_LL_min为LL层中同一出线下最左边开关的行坐标。
在上述任一方案中优选的是，所述步骤405包括设定LL层某个节点的下一层出线开关是W个，则依次坐标为(X1，Y1)，...，(Xw，Yw)开关的列坐标为Yw＝Y_LL+int[(K4-K2)/L]；当W为奇数时，开关的行坐标为Xi＝X_LL-((W-2*(i-1)-1)/2)*(K3-K1)/Q，当W为偶数且i＜W/2时，Xi＝X_LL-((W-2*(i-1))/2)*(K3-K1)/Q，当W为偶数且i≥W/2时，Xi＝X_LL-((W-2*(i-1))/2-1)*(K3-K1)/Q；其中，1≤i≤W。
在上述任一方案中优选的是，所述LL层上一层的坐标推演方法包括LL层上一层联络开关的特殊处理，通过查找联络开关数据库联络关系表，查找出对应的联络开关。
在上述任一方案中优选的是，所述LL层上一层的坐标推演方法还包括针对单台区内的联络，将联络的开关放在相邻的位置，包括以下子步骤：
步骤411：将联络的开关放在相邻的位置，将带有联络开关在内的汇集关系的其它开关分别以联络开关为左右起点分别依次定标，生成两个汇集单元；
步骤412：通过循环的方式完成本层中所有的单台区内的联络汇集单元，然后再将其它的没有联络开关的汇集单元按照剩下的网格从左到右的顺序依次定标。
在上述任一方案中优选的是，所述步骤411还包括通过排序，当查找存在带联络开关的汇集单元的开关坐标是由LL子节点推演的开关坐标时，则排序将围绕该坐标完成对应顺序的排列，联络开关分别是两个汇集单元的左右起点。
在上述任一方案中优选的是，所述LL层下一层的坐标推演方法包括通过查找数据库联络开关关系表，找出对应的联络开关，针对单台区内的联络，将联络的开关放在相邻的位置，包括以下子步骤：
步骤421：将联络的开关放在相邻的位置，将带有联络开关在内的汇集关系的其它开关分别以联络开关为左右起点分别依次定标，生成两个汇集单元；
步骤422：通过循环的方式完成本层中所有的单台区内的联络汇集单元，然后再将其它的没有联络开关的汇集单元按照剩下的网格从左到右的顺序依次定标。
在上述任一方案中优选的是，所述步骤421还包括通过排序，当查找存在带联络开关的汇集单元的开关坐标是由LL子节点推演的开关坐标时，则排序将围绕该坐标完成对应顺序的排列，联络开关分别是两个汇集单元的左右起点。
在上述任一方案中优选的是，所述自动推演方法还包括通过递推关系，不断通过LL层上一层及下一层的逻辑推演，计算出全台区的开关坐标。
在上述任一方案中优选的是，所述不同台区联络开关补充方法包括在单台区展示的时候，联络开关作为特殊的一类开关在数据库中进行类型标识，其中主要包括联络开关的层级信息，具体的坐标将随所在层级坐标调整而调整，其中母联开关放在网格的最右边单元格，用联络开关标记颜色进行标注。
在上述任一方案中优选的是，所述步骤5包括针对单台区展示模式，台区内开关节点坐标确定，通过上、下级的关系，将父节点与子节点的运行线路通过坐标的方式一一固化。
在上述任一方案中优选的是，所述固化的方法包括设定父节点与子节点开关为1进M出，父节点A的坐标(X，Y)，子节点的坐标分别为[(X1，Y1)，(X2，Y2)，……，(XM，YM)]，父节点与子节点的线统一采用四点坐标格式。
在上述任一方案中优选的是，当M为奇数时，父节点开关与子节点开关的所有线路逐一确定如下：
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-3)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-3)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，
……，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，
……，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X+M-1))/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X+(M-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}。
在上述任一方案中优选的是，当M为偶数时，父节点开关与子节点开关的所有线路逐一确定如下：
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-M/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-M/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，
……，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i+2)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i+2)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，当i<＝M/2时；
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，当i>M/2时；
……，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X+M/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X+M/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}。
本发明提出了一种基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，将设备拓扑逻辑的连接关系与主站展示系统实现多维度联动，利用现有的拓扑结构自动绘制成最新的拓扑结构图，突破传统信息彼此孤立，将围绕拓扑的所有相关信息有机贯通，最后形成多维信息有机融合、相关信息彼此联动的动态展示，能有效提高系统可视化水平，直观反映现场实际工况，提升运维人员定位问题的效率。
附图说明
图1为按照本发明的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法的一优选实施例的流程图。
图2为按照本发明的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法的自适应展示区域的一实施例的展示示意图。
图3为按照本发明的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法的单台区拓扑的一实施例的展示示意图。
图4为按照本发明的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法的固化方法的一实施例的局部连接关系图。
图5为按照本发明的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法的固化方法的另一实施例的局部连接关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例一
如图1所示，执行步骤100，从数据库中获取展示设备逻辑连接关系。具体标准格式定义如表1所示。
名称 类型 注释
id int
topological_id int 拓扑ID
device_num varchar 设备编号
device_name varchar 设备名称
device_type varchar 设备类型
substation_id int 归属台区ID
substation_num varchar 归属台区编号
substation_name varchar 归属台区名称
level int 层级
parent_device_num varchar 父节点编号
create_time datetime 创建时间
表1设备逻辑连接关系表
执行步骤110，根据实际屏幕的尺寸大小，通过四点坐标动态标定展示区域。依据屏幕的实际大小，自适应所述展示区域的自动计算分配。如通过屏幕的分辨率Pixel1 xPixel2(如Pixel1＝1920，Pixel2＝1080)，实际显示的内容框定在P1＝[K1，K2]，P2＝[K3，K2]，P3＝[K1，K4]，P4＝[K3，K4]，K1、K2、K3、K4为常数，可灵活配置(如K1＝160，K2＝100，K3＝1800，K4＝960)，K1和K3小于屏幕分辨率的宽Pixel1，K2和K4小于屏幕分辨率的高Pixel2，四个坐标框定的矩形框内或零星外延，确保整体展示的效果考虑，如图2所示。通过上述参数灵活配置，可以根据不同的荧屏大小做具体的配置就可以获得展示区域的位置。
执行步骤120，通过自动搜索拓扑连接关系的层级及其每一层级所含设备的类型和数量，在所述展示区域内进行行、列网格划分，通过自动计算，产生一张拓扑连接关系图形。通过一屏单台区展示区域的可配，将单台区拓扑展示的内容在有效区域内完成展示效果(如图3所示)，所述单台区分配的区域网格化大小取决于所述单台区的拓扑层级对应层的开关数量，对所述拓扑层级最大的拓扑层进行网格划分。台区A分配的区域网格化大小取决于台区A拓扑层级对应层(如第一层、第二层，第三层，第四层)的开关数量。一般情况下，实际应用场景中包含的拓扑层级最大来做网格划分。单台区联络开关只有台区内联络开关和台区间联络开关方式,一般联络开关数量比较少或者没有。区域分配情况随台区A开关数目变化而自适应调整变化。
网格划分方法包括行网格确定方法和列网格确定方法。
行网格确定方法为设定所述单台区的层数为L层，行网格的划分行数占据的像素值为int[(K4-K2)/L]，零星像素偏差通过视角鲁棒性可以忽略不计。
列网格确定方法为设定所述单台区对应的层的开关数量为LL层的开关总量，对应的开关数值为：Q＝sum(LL)，即LL层的开关数量总和为Q，单个列像素占据网格像素点数为int[(K3-K1)/Q]。零星像素偏差通过视角鲁棒性可以忽略不计。可以把台区A开关布局做到较对称化划分从而贴近实际应用场景。
执行步骤130，通过所述展示区域的划分及其对应台区的LL层的各自开关数量，将每一个开关中心坐标设定为单元网格的中心坐标位置，则所述LL层的所有开关的坐标与网格中心坐标一一对应确定，其中，LL层为设备数量最多的层级。依据上述网格划分依据，首先要确定台区A在网格中占据的区域四点坐标(顺序按从左到右，从上到下)为：
[K1,K2] [K3,K2]
[K1,K4] [K3,K4]
通过区域的划分及其对应台区的LL的各自开关数量，将每一个开关中心坐标设定为单元网格的中心坐标位置，则LL层所有开关的坐标就可以与网格中心坐标一一对应确定。
执行步骤140，通过所述LL层的每个开关的确定坐标以及在台区的上下级关联性，自动推演出所述LL层的每个开关对应坐标的上、下级的坐标。
自动推演的方法包括特殊坐标处理方式、LL层的坐标推演方法、LL层上一层的坐标推演方法、LL层下一层的坐标推演方法和不同台区联络开关补充方法中至少一种。
1、特殊坐标处理方式
将第一层的唯一开关的坐标标定在网络区域的中央处，其坐标为[(K3-K1)/2，K2]。
2、LL层的坐标推演方法
针对单台区内的联络，通过数据库中有关联络开关提前绑定关系，将联络的开关放在相邻的位置，包括以下子步骤：
步骤401：将带有联络开关在内的汇集单元的其它开关分别以联络开关为左右起点分别依次定标(如,Z1,Z2,Z3,Z4为一个汇集单元，Z5,Z6,Z7为另一个汇集单元，Z4,Z5为联络开关，则两个汇集单元的排列顺序为：Z1,Z2,Z3,Z4,Z5,Z6,Z7)；
步骤402：通过循环的方式完成本层中所有的单台区内的联络汇集单元，将其它的没有联络开关的汇集单元按照剩下的网格从左到右的顺序依次定标；
步骤403：通过LL的开关坐标与网格中心一一映射关系，由下往上进行推演，确定LL上一次的父节点的坐标；假设LL层上一层父节点开关的坐标为(X，Y)，其中列坐标Y是在子节点的基础上减去一个(K4-K2)/L取整的宽度的网格，即Y＝Y_LL-(K4-K2)/L；父节点开关的行坐标：X＝(X_LL_max-X_LL_min)/2，则父节点的坐标标定为：((X_LL_max-X_LL_min)/2，Y_LL-(K4-K2)/L)，其中，X_LL为LL层待计算开关的行坐标，Y_LL为LL层待计算开关的列坐标，X_LL_max为LL层中同一出线下最右边开关的行坐标，X_LL_min为LL层中同一出线下最左边开关的行坐标；
步骤404：通过循环计算，计算出LL层上一级所有关联的父节点的坐标；
步骤405：通过LL的拓扑计算的结果，由上往下进行推演，确定LL下一层的坐标；设定LL层某个节点的下一层出线开关是W个，则依次坐标为(X1，Y1)，...，(Xw，Yw)开关的列坐标为Yw＝Y_LL+int[(K4-K2)/L]，即在LL层的基础上增加一个(K4-K2)/L取整的宽度的网格；
当W为奇数时，开关的行坐标为Xi＝X_LL-((W-2*(i-1)-1)/2)*(K3-K1)/Q，
当W为偶数且i＜W/2时，Xi＝X_LL-((W-2*(i-1))/2)*(K3-K1)/Q，
当W为偶数且i≥W/2时，Xi＝X_LL-((W-2*(i-1))/2-1)*(K3-K1)/Q；
其中，1≤i≤W；
步骤406：通过循环计算，计算出LL层下一级所有关联的子节点的坐标。
3、LL层上一层的坐标推演方法
LL层上一层联络开关的特殊处理，通过查找联络开关数据库联络关系表，查找出对应的联络开关，针对单台区内的联络，将联络的开关放在相邻的位置，包括以下子步骤：
步骤411：将联络的开关放在相邻的位置，将带有联络开关在内的汇集关系的其它开关分别以联络开关为左右起点分别依次定标，生成两个汇集单元(如,U1,U2,U3,U4为一个汇集单元，U5,U6,U7为另一个汇集单元，U4,U5为联络开关，则两个汇集单元的排列顺序为：U1,U2,U3,U4,U5,U6,U7)；通过排序，当查找存在带联络开关的汇集单元的开关坐标是由LL子节点推演的开关坐标时，则排序将围绕该坐标完成对应顺序的排列，联络开关分别是两个汇集单元的左右起点；
步骤412：通过循环的方式完成本层中所有的单台区内的联络汇集单元，然后再将其它的没有联络开关的汇集单元按照剩下的网格从左到右的顺序依次定标。
4、LL层下一层的坐标推演方法
通过查找数据库联络开关关系表，找出对应的联络开关，针对单台区内的联络，将联络的开关放在相邻的位置，包括以下子步骤：
步骤421：将联络的开关放在相邻的位置，将带有联络开关在内的汇集关系的其它开关分别以联络开关为左右起点分别依次定标，生成两个汇集单元(如,G1,G2,G3,G4为一个汇集单元，G5,G6,G7为另一个汇集单元，G4,G5为联络开关，则两个汇集单元的排列顺序为：G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7)；通过排序，当查找存在带联络开关的汇集单元的开关坐标是由LL子节点推演的开关坐标时，则排序将围绕该坐标完成对应顺序的排列，联络开关分别是两个汇集单元的左右起点；
步骤422：通过循环的方式完成本层中所有的单台区内的联络汇集单元，然后再将其它的没有联络开关的汇集单元按照剩下的网格从左到右的顺序依次定标。
通过递推关系,不断通过LL层上一层及下一层的逻辑推演,可以计算出全台区的开关坐标。
5、不同台区联络开关补充方法
在单台区展示的时候，联络开关作为特殊的一类开关在数据库中进行类型标识，其中主要包括联络开关的层级信息，具体的坐标将随所在层级坐标调整而调整，其中母联开关放在网格的最右边单元格，用联络开关标记颜色进行标注。
执行步骤150，展示基于四点坐标定位的拓扑线路。针对单台区展示模式，台区内开关节点坐标确定，通过上、下级的关系，将父节点与子节点的运行线路通过坐标的方式一一固化。固化的方法包括设定父节点与子节点开关为1进M出，父节点A的坐标(X，Y)，子节点的坐标分别为[(X1，Y1)，(X2，Y2)，……，(XM，YM)]，父节点与子节点的线统一采用四点坐标格式。
当M为奇数时，父节点开关与子节点开关的所有线路逐一确定如下：
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-3)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-3)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，
……，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，
……，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X+M-1))/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X+(M-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}。
当M为偶数时，父节点开关与子节点开关的所有线路逐一确定如下：
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-M/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-M/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，
……，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i+2)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i+2)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，当i<＝M/2时；
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X-(M-2i)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}，当i>M/2时；
……，
{[X，Y]，[X，Y+(K4-K2)/2L]，[X+M/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L]，[X+M/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}。
实施例二
一种基于拓扑结构动态分析的自动成图方法还包括基于交互信息联动的可视化展示方法。
前提基础保障条件：
1、程序启动后，首次通过收集所涉台区的所有开关分合闸信息，展示初始效果
2、根据数据携带闸位信息，具体的闸位变化信息是否有效，需要根据对应的策略确定，详细请参见有关数据闸位信息与分合闸上报时间是否失效有关的具体约束条件。
3、每次动作只存在一个开关的分合闸，只存在与该开关的所有线路相关。特别地，当线路没电，开关会失压跳。因此，一个高层级开关分闸后，其下级开关及其线路也将变灰。
4、跨台区或单台区联络，联络启动只考虑一处的情况，一处锁定，其它处联络断开。
根据拓扑的上下级关系，存储台区的非联络开关的全部线路情况，存储的格式为：【第一级开关号，分合闸属性】->【第二级开关号，分合闸属性】->【第三级开关号，分合闸属性】->.......->【末级开关号，分合闸属性】，其中分合闸属性，1表示合闸，0表示分闸。
各类联络开关特殊设置：
AB台区母联络：
【台区A第一级开关号,母联络开关号,“开关属性值”，台区B第一级开关号】
AB台区分支联络：
【台区A第N1级开关号,子联络开关号,“开关属性值”，台区B第N1级开关号】
【台区A第N2级开关号,子联络开关号,“开关属性值”，台区B第N2级开关号】
A台区内联络：
【台区A第M1级开关号，联络开关号，“开关属性值”，台区A第M1级开关号】
【台区A第M2级开关号，联络开关号，“开关属性值”，台区A第M2级开关号】
线路随开关分合闸信息而改变的判别方法：
针对非联络开关的判别
(1)收到非联络开关的合闸信息：
若该非联络开关合闸后，将逐级查经过该开关下级节点的所有开关的分合闸情况，若下节点存在分闸，则下节点的分闸开关及以下线路保持不变，合闸开关到分闸开关的所有开关和线路变红；否则为红色；
(2)收到非联络开关的分闸信息：
查询该开关的下级开关是否存在联络开关。
若不存在联络开关，则将该开关及其该开关关联的所有下级开关和线路都是灰色，但不改变下级开关的分合闸情况。
若存在联络开关，且联络开关的上一级开关是该分闸开关的下级，则只改变分闸开关到联络开关的上一级这段线路变灰色，其它开关及线路保持不变。
备注：由于互锁关系，即使下级存在联络开关，由于之前该线路是合闸状态，联络开关处于断开；
针对联络开关的判别
(1)母联络情况
母联开关合闸情况，通过记录查询：
若台区A的第一级开关状态是分闸且台区B的第一级开关状态是合闸，则表明母联合闸后，台区B向台区A转供，则将A台区第一级开关以下所涉及第一级开关的所有线路逐级查看开关是否存在分闸：若存在开关分闸情况，则对应查找到的分闸开关及其下级所有开关和线路变灰色，红色延伸至分闸开关的上端口；否则变红；
注：因为互锁关系，其它两种情况不存在。全合闸再母联是不被允许；若全分闸，母联失去意义。
(2)母联开关分闸情况，通过记录查询：
若台区A的第一级开关状态是分闸且台区B的第一级开关状态是合闸，则表明母联合闸状态下，台区B向台区A转供，母联开关断开后，台区A全台区变灰色。
备注：因为互锁关系，其它两种情况忽略。
针对子联络开关情况
(1)子联络开关合闸情况，通过记录查询：
若台区A的第N级开关状态是分闸且台区B的第N级开关状态是合闸，则表明子联合闸后，台区B向台区A转供，则将A台区第N级开关以下所涉及第N级开关的所有线路逐级查看开关是否存在分闸：若存在开关分闸情况，则对应查找到的分闸开关及其下级所有开关和线路变灰色，红色延伸至分闸开关的上端口；否则变红；
备注：因为互锁关系，其它两种情况不存在。全合闸再子联是不被允许；若全分闸，子联失去意义。
(2)子联开关分闸情况，通过记录查询：
若台区A的第N级开关状态是分闸且台区B的第N级开关状态是合闸，则表明子联合闸状态下，台区B向台区A转供，子联开关断开后，台区A对应第N级开关及以下开关和线路变灰色。
备注：因为互锁关系，其它两种情况忽略。
针对A台区内联络
(1)A台区内联络合闸情况：
若台区A的第M级左侧开关状态是分闸且台区A的第M级右侧开关状态是合闸，则表明台区A内部联合闸状态下，台区A右侧向台区A左侧转供，台区A对应第M级开关左侧开关所有线路逐级查看，下级开关是否存在分闸：若存在开关分闸情况，则对应查找到的分闸开关及其下级所有开关和线路变灰色，红色延伸至分闸开关的上端口；否则变红；
若台区A的第M级左侧开关状态是合闸且台区A的第M级右侧开关状态是分闸，则表明台区A内部联合闸状态下，台区A左侧向台区A右侧转供，台区A对应第M级开关右侧开关所有线路逐级查看，下级开关是否存在分闸：若存在开关分闸情况，则对应查找到的分闸开关及其下级所有开关和线路变灰色，红色延伸至分闸开关的上端口；否则变红；
(2)A台区内联络分闸情况：
若台区A的第M级左侧开关状态是分闸且台区A的第M级右侧开关状态是合闸，则表明台区A内部联合闸状态下，台区A是由右侧向台区A左侧转供，内部联络开关断开后，台区A对应第M级左侧开关以下开关和线路变灰色。
若台区A的第M级左侧开关状态是合闸且台区A的第M级右侧开关状态是分闸，则表明台区A内部联合闸状态下，台区A是由左侧向台区A右侧转供，内部联络开关断开后，台区A对应第M级右侧开关以下开关和线路变灰色。
备注：因为互锁关系，其它两种情况忽略。
实施例三
一种基于拓扑结构动态分析的自动成图方法还包括人工调整图-模自动匹配方法。
针对拓扑结构，主要采用“前置+推算”相结合的方式实现，前置拓扑(按照实际场景，在数据库手动输入拓扑关系，结构与推算处的拓扑关系表结构完全一致，便于后期的双表合并)主要两个用途：第一，在数据积累不够多的情况下，自动推算拓扑尚不具备展示条件，调用该前置拓扑；第二，在数据积累足够多的情况下，还存在少数不用电或零星用电的情况，在推算过程中，属于弱性条件，暂缓输出拓扑情况下，将引用前置拓扑中对应弱性条件的开关的层级关系作为新拓扑展示的必要补充。特别地，考虑到现场开关有不断变更的可能，随着数据量的增加，还是以推算的拓扑为准，尽量或避免引用前置拓扑条件。
与此同时，根据自动生成的拓扑结构，支持手动局部页面修改功能和新增功能，即设置一些局部信息，格式与数据库拓扑关系记录完全一致，前端展示拓扑关系时，部分新增部分也将展示出来。
实施例四
本实施例提出一种父节点与子节点的运行线路的固化方式。
假设父节点与子节点开关为1进6出，其中父节点A的坐标(X,Y),子节点B的坐标(X1,Y1)、C的坐标(X2,Y2)、D的坐标(X3,Y3)、E的坐标(X4,Y4)、F的坐标(X5,Y5)、G的坐标(X6,Y6)，局部连接关系如图4所示。
父节点与子节点的线统一采用四点坐标格式，特殊情况下，坐标可以特殊处理，格式为：{[x1，y1],[x2，y2],[x3，y3],[x4，y4]，其他可扩容的属性，如终端所在位置，多出的线路示意等}；
针对上述具体的坐标，可以具体实例化如下：
A->B的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}
A->C的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-3)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-3)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}
A->D的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-5)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-5)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}
A->E的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-7)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-7)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}
A->F的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-9)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-9)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}
A->G的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-11)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-11)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}。
实施例五
本实施例提出另一种父节点与子节点的运行线路的固化方式。
假设父节点开关与子节点开关为1进5出，其中父节点A的坐标(X,Y),子节点B的坐标(X1,Y1)、C的坐标(X2,Y2)、D的坐标(X3,Y3)、E的坐标(X4,Y4)、F的坐标(X5,Y5)，局部连接关系如图5所示。
针对上述具体的坐标，可以具体实例化如下：
A->B的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-1)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}
A->C的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-3)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-3)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}
A->D的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X，Y+(K4-K2)/L]}，特殊性在于X＝X3,但也可以作为一般普通四点坐标处理。
A->E的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-7)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-7)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}
A->F的线坐标表示：{[X，Y],[X，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-9)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/2L],[X-(W-9)/2*(K3-K1)/Q，Y+(K4-K2)/L]}。
为了更好地理解本发明，以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。本说明书中每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

Claims (10)

1.一种基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，包括从数据库中获取展示设备逻辑连接关系，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤1：根据实际屏幕的尺寸大小，通过四点坐标动态标定展示区域；
步骤2：通过自动搜索拓扑连接关系的层级及其每一层级所含设备的类型和数量，在所述展示区域内进行行、列网格划分，通过自动计算，产生一张拓扑连接关系图形；
步骤3：通过所述展示区域的划分及其对应台区的LL层的各自开关数量，将每一个开关中心坐标设定为单元网格的中心坐标位置，则所述LL层的所有开关的坐标与网格中心坐标一一对应确定，其中，LL层为设备数量最多的层级；
步骤4：通过所述LL层的每个开关的确定坐标以及在台区的上下级关联性，自动推演出所述LL层的每个开关对应坐标的上、下级的坐标；
步骤5：展示基于四点坐标定位的拓扑线路。
2.如权利要求1所述的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，其特征在于，所述展示区域的实际显示的内容框由点P1、P2、P3和P4确定，其中，P1＝[K1，K2]，P2＝[K3，K2]，P3＝[K1，K4]，P4＝[K3，K4]，K1、K2、K3和K4为常数，且K1和K3小于屏幕分辨率的宽Pixel1，K2和K4小于屏幕分辨率的高Pixel2。
3.如权利要求2所述的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，其特征在于，所述自动推演的方法包括特殊坐标处理方式、LL层的坐标推演方法、LL层上一层的坐标推演方法、LL层下一层的坐标推演方法和不同台区联络开关补充方法至少一种。
4.如权利要求3所述的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，其特征在于，所述特殊坐标处理方式包括将第一层的唯一开关的坐标标定在网络区域的中央处，其坐标为[(K3-K1)/2，K2]。
5.如权利要求3所述的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，其特征在于，所述LL层的坐标推演方法包括针对单台区内的联络，通过数据库中有关联络开关提前绑定关系，将联络的开关放在相邻的位置，包括以下子步骤：
步骤401：将带有联络开关在内的汇集单元的其它开关分别以联络开关为左右起点分别依次定标；
步骤402：通过循环的方式完成本层中所有的单台区内的联络汇集单元，将其它的没有联络开关的汇集单元按照剩下的网格从左到右的顺序依次定标；
步骤403：通过LL的开关坐标与网格中心一一映射关系，由下往上进行推演，确定LL上一次的父节点的坐标；
步骤404：通过循环计算，计算出LL层上一级所有关联的父节点的坐标；
步骤405：通过LL的拓扑计算的结果，由上往下进行推演，确定LL下一层的坐标；
步骤406：通过循环计算，计算出LL层下一级所有关联的子节点的坐标。
6.如权利要求5所述的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，其特征在于，所述步骤403包括设定LL层上一层父节点开关的坐标为(X，Y)，父节点开关的列坐标为Y＝Y_LL-int[(K4-K2)/L]；父节点开关的行坐标为X＝(X_LL_max-X_LL_min)/2，则父节点的坐标标定为：((X_LL_max-X_LL_min)/2，Y_LL-(int[(K4-K2)/L])，其中，X_LL为LL层待计算开关的行坐标，Y_LL为LL层待计算开关的列坐标，X_LL_max为LL层中同一出线下最右边开关的行坐标，X_LL_min为LL层中同一出线下最左边开关的行坐标。
7.如权利要求5所述的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，其特征在于，所述步骤405包括设定LL层某个节点的下一层出线开关是W个，则依次坐标为(X1，Y1)，...，(Xw，Yw)开关的列坐标为Yw＝Y_LL+int[(K4-K2)/L]；
当W为奇数时，开关的行坐标为Xi＝X_LL-((W-2*(i-1)-1)/2)*(K3-K1)/Q，
当W为偶数且i＜W/2时，Xi＝X_LL-((W-2*(i-1))/2)*(K3-K1)/Q，
当W为偶数且i≥W/2时，Xi＝X_LL-((W-2*(i-1))/2-1)*(K3-K1)/Q；
其中，1≤i≤W。
8.如权利要求3所述的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，其特征在于，所述LL层上一层的坐标推演方法还包括针对单台区内的联络，将联络的开关放在相邻的位置，包括以下子步骤：
步骤411：将联络的开关放在相邻的位置，将带有联络开关在内的汇集关系的其它开关分别以联络开关为左右起点分别依次定标，生成两个汇集单元；
步骤412：通过循环的方式完成本层中所有的单台区内的联络汇集单元，然后再将其它的没有联络开关的汇集单元按照剩下的网格从左到右的顺序依次定标。
9.如权利要求3所述的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，其特征在于，所述LL层下一层的坐标推演方法包括通过查找数据库联络开关关系表，找出对应的联络开关，针对单台区内的联络，将联络的开关放在相邻的位置，包括以下子步骤：
步骤421：将联络的开关放在相邻的位置，将带有联络开关在内的汇集关系的其它开关分别以联络开关为左右起点分别依次定标，生成两个汇集单元；
步骤422：通过循环的方式完成本层中所有的单台区内的联络汇集单元，然后再将其它的没有联络开关的汇集单元按照剩下的网格从左到右的顺序依次定标。
10.如权利要求3所述的基于拓扑结构动态分析的自动成图方法，其特征在于，所述不同台区联络开关补充方法包括在单台区展示的时候，联络开关作为特殊的一类开关在数据库中进行类型标识，其中主要包括联络开关的层级信息，具体的坐标将随所在层级坐标调整而调整，其中母联开关放在网格的最右边单元格，用联络开关标记颜色进行标注。
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