SVG在繼電保護業(yè)務管理系統(tǒng)中的研究與應用

徐云苑

摘 要：針對光纖通道繼電保護業(yè)務的管理需求，研究了SVG技術在繼電保護業(yè)務管理系統(tǒng)中的應用，提出結合基于Ajax的SVG技術的動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，并對研究結果進行了分析。

關鍵詞：繼電保護；SVG；管理系統(tǒng)；Ajax

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.141

0 引言

電信設施、通信線路隨著社會建設的變化時常需要進行更新?lián)Q代，需要管理的電路信息較為復雜，工作量大。在處理新的業(yè)務時往往需要專業(yè)人員花費較長的時間來分析，這些都極大的影響了繼電保護業(yè)務開展的效率。目前國內(nèi)也有不少開發(fā)出較為成熟的繼電保護專業(yè)管理系統(tǒng)，每個系統(tǒng)的針對性各有不同，基本都實現(xiàn)了繼電保護運行、計算、管理的自動化和網(wǎng)絡化。系統(tǒng)中，圖紙的顯示對系統(tǒng)用戶的可操作性起到了很大的影響，好的圖形和操作既能提升各種電路信息描述與展示的直觀性，同時也增加了工作效率。大多基于Web的圖像多采用JPG、CGM等格式，但其交互性和可編輯性已經(jīng)較難的滿足于繼電保護業(yè)務的需求。本文研究了SVG（Scalable Vector Graphics）圖形在繼電保護業(yè)務系統(tǒng)中的應用，綜合Ajax等相關技術，實現(xiàn)了實時動態(tài)顯示電路，根據(jù)用戶交互，自動地對線路關系進行分析，輔佐工作人員進行業(yè)務判斷，減少了人工電路分析時間，提高了工作效率。

1 需求分析

本文通過開發(fā)一個基于SVG的實時圖形化信息管理系統(tǒng)，對電網(wǎng)繼電保護光纖通道業(yè)務進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析與管理，其統(tǒng)計和分析的結果能為電網(wǎng)規(guī)劃提供輔助指導意見。本文中的繼電保護業(yè)務管理系統(tǒng)架構圖如圖1所示。通過對電網(wǎng)繼電保護光纖通道業(yè)務的調(diào)查和研究，本系統(tǒng)應具備以下幾項功能。

（1）安全分析功能。該系統(tǒng)根據(jù)預先導入的省內(nèi)繼電保護光纖通道的業(yè)務信息，分析出每條業(yè)務上的兩套保護經(jīng)過的光纜及設備信息。當子公司向上級請求線路開斷或合并的工作時，導入該條線路信息，分析功能可以檢測開斷或合并后的的線路是否存在同一個業(yè)務的兩套保護走在同一條光纜或是同一個設備的現(xiàn)象。若是存在，圖形中該線段顯示紅色警告，駁回子公司的請求；反之，則通過申請。

（2）數(shù)據(jù)顯示功能。以一線線路圖、光纜路由圖為基礎，通過設備列表、線路通道等信息了解繼電保護業(yè)務的內(nèi)容，并可以通過關聯(lián)按鍵快速跳轉到需要查詢的主要事項中。

（3）人機交互功能。繼電保護業(yè)務管理是較為復雜的，系統(tǒng)提供了常見的人機交互功能，通過鼠標、鍵盤的操作方式，個性化展示和分析繼電保護光纖通道的相關信息，人機交互時圖形根據(jù)后臺數(shù)據(jù)變化自動刷新，提高了用戶體驗，是信息管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

（4）圖形展示功能。該系統(tǒng)中的主要信息通過幾幅信息互相關聯(lián)的線路拓撲圖直觀的展示。具體的線路設備、承載通道等信息通過右擊線路線段彈出的二級菜單查詢。系統(tǒng)采用SVG矢量圖形，實現(xiàn)了無失真縮放、移動和編輯等功能。

2 關鍵技術

2.1 SVG技術

SVG技術是對矢量圖形的一種較新的網(wǎng)絡描述語言，是基于XML的二維圖形格式，由W3C組織提出。SVG技術的特點有交互性高、可編輯性高、可縮放、動態(tài)生成、可定位等。SVG對圖形格式的特點、圖形的顯示、描述語法、文檔對象模型（DOM）都有規(guī)范，統(tǒng)一了對SVG圖形的操作方式。用戶在瀏覽器客戶端中解析SVG文檔需要專門的閱讀器，如Adobe公司的SVG Viewer等。以SVG技術開發(fā)可視化系統(tǒng)具有以下幾個優(yōu)點。

（1）易交互。SVG對基本的集合圖形的形狀可進行描述和組合，支持圖形縮放；有多種特效顯示效果。

（2）易傳輸。SVG通過語句描述圖形結構和顯示，并支持壓縮，文件小，數(shù)據(jù)傳輸速度快，減輕網(wǎng)絡負擔。

（3）易開發(fā)。目前SCADA系統(tǒng)接口支持完善，能夠以SVG的格式導出接線圖等，開發(fā)工作量小，降低開發(fā)和維護成本。

2.2 Ajax技術

Ajax（Asynchronous JavaScript and XML）技術是XMLHttpRequest、XML、DOM、Javascript幾種技術的新的組合。Ajax技術使B/S架構的系統(tǒng)中用戶的操作和服務器的響應異步化代替?zhèn)鹘y(tǒng)的同步交互，異步傳輸?shù)哪Ｊ皆试S用戶和服務器并行操作，解決了實時數(shù)據(jù)傳輸顯示中界面閃爍的問題，優(yōu)化了用戶使用界面。Ajax技術的響應模式如下圖2所示。

3 技術實現(xiàn)

系統(tǒng)模型。由于SVG圖形基于XML語言，易嵌入網(wǎng)頁中，能滿足系統(tǒng)圖形的操作需求；且利用Ajax技術可實現(xiàn)對圖形的編輯和動態(tài)顯示，所以本系統(tǒng)采用SVG和Ajax技術來實現(xiàn)系統(tǒng)平臺的圖形化。

系統(tǒng)圖形分為靜態(tài)和動態(tài)兩種形式。線路的文字描述、基本圖元和地理信息等屬于靜態(tài)部分，該部分圖形在載入web頁面時進行一次性加載；動態(tài)部分主要包括線路通道標識、線段等，該部分則通過用戶需求與實時數(shù)據(jù)庫進行交互來顯示圖形。利用Ajax技術實現(xiàn)SVG圖形實時刷新的系統(tǒng)架構如圖3所示。

實時更新模型采用了表現(xiàn)層、邏輯層和技術層相結合的三層結構模型。表現(xiàn)層在客戶端，利用SVG圖形展示與用戶之間進行信息的交互。邏輯層和技術層在服務器端，前者接收用戶提出的業(yè)務信息，并對基礎信息進行處理；后者向前端提供數(shù)據(jù)，實時圖形信息的支持。處理的具體過程如下所示：

（1）瀏覽器定時發(fā)送請求，利用JavaScript調(diào)用XMLHttpRequest對象，實現(xiàn)與服務器端的通信。以下代碼顯示如何調(diào)用XMLHttpRequest對象：

（2）在服務器端，根據(jù)請求信息的參數(shù)與數(shù)據(jù)庫進行實時數(shù)據(jù)交互，得到所需的數(shù)據(jù)，并以異步傳輸?shù)姆绞絺骰乇环庋b成XML格式的數(shù)據(jù)給客戶端。

（3）當返回的數(shù)據(jù)到達客戶端后，客戶端會調(diào)用回調(diào)函數(shù)FunctionCallback對數(shù)據(jù)進行解析和處理。

（4）返回的信息通過JavaScript調(diào)用DOM樹，更新了HTML的內(nèi)容，使新數(shù)據(jù)成為SVG文檔的組成部分，從而實現(xiàn)了圖形的更新。

4 圖形平臺的實現(xiàn)

繼電保護業(yè)務管理系統(tǒng)圖形展示中光纜路由邏輯圖如圖4所示，該圖按照地圖方位顯示了省內(nèi)電路線路站點分布以及一次線路連接，鼠標移至線路和站點上，出現(xiàn)該單元的基本信息，鼠標右擊可關聯(lián)到具體電路信息表。圖5所示為光纜路由系統(tǒng)圖，該圖按站點間邏輯連接部局得出該圖。鼠標右鍵也可鏈接相關信息通道。

5 結論

本文詳細描述了繼電保護業(yè)務管理系統(tǒng)的實現(xiàn)功能，并給出了系統(tǒng)運行界面，證明了系統(tǒng)的可行性。本系統(tǒng)的投入使用降低了電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)維護人員的工作強度，提高了工作效率。系統(tǒng)目前涉及業(yè)務面較窄，使用范圍有限，但系統(tǒng)預留了擴展接口，為二次開發(fā)提供了途徑。

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