一种电网调度移动应用中电网实时潮流图的展示方法

一种电网调度移动应用中电网实时潮流图的展示方法
【专利摘要】一种电网调度移动应用中电网实时潮流图的展示方法，包括在数据源、服务端、移动端三个层面从实时潮流图的数据源采集、图形预处理、本地存储、缓存以及图形更新方面，以电网潮流图的数据特性，预估一般智能手机的运算、存储能力。本发明提出的电网实时潮流信息的图形数据在智能移动终端的展示方法，解决了实时潮流图加载到移动终端效率低的问题，实现了电网实时潮流信息在智能移动终端的展示。
【专利说明】-种电网调度移动应用中电网实时潮流图的展示方法

【技术领域】
[0001] 本方法涉及电力工程领域，本方法主要是实现了电网实时潮流图在智能移动终端 的展示。

【背景技术】
[0002] 通过智能移动终端技术构建电网移动调度应用平台（以下简称"移动调度")，实现 电网运行信息在智能移动终端的全景多维展示，能有效克服现有办公方式中的局限性，提 高管理水平和工作效率，帮助各级管理者和运行人员"随时随地"掌握电网运行状态，实现 多元化办公。
[0003] 需要在移动终端上展示的信息之一实时潮流图，能快速的为移动端使用人员提供 准确的电网运行信息。但实时潮流图实时性强、数据量大，在其他行业的手机应用中处理的 是比较少的，如何在智能移动终端上实现实时潮流图的展示，是实现移动调度必须解决的 问题之一。


【发明内容】

[0004] 一种电网调度移动应用中电网实时潮流图的展示方法，本发明方法特征在于，包 括在数据源、服务端、移动端三个层面从实时潮流图的数据源采集、图形预处理、本地存储、 缓存以及图形更新方面，以电网潮流图的数据特性，预估一般智能手机的运算、存储能力， 提出了一种在移动终端展示电网实时潮流的方法；步骤为， 1) 服务端，对数据源中的SVG图源文件进行了预处理，对图形文件压缩、加密； 2) 移动端，在智能移动终端内存卡中分配专有的存储空间对压缩、加密后的SVG图源 文件进行本地存储，利用MD5 (Message-Digest Algorithm 5)的一致性管理功能，实现底 图的更新管理； 3) 对本地存储的文件进行解密、解压，存入HTML5缓存中，SVG图形的展示通过图形加 载机制直接从缓存中获取； 4) 采用E格式的数据解析技术，当在数据源中获取到实时潮流信息的最新E格式文件 后，在服务端启动解析、检索组件，依据每个SVG文件中标识信息与E格式文件中量测数据 的属性进行关系对应，生成相应的对象数组，存放于内存数据库中，以供调用； 5) 移动端的定时数据加载机制，利用定时器，定时向服务端提交请求，获取需更新的实 时数据；移动端应用中打开电网实时潮流图后，通过对SVG图源文件的D0M节点解析出测点 信息，形成一个对象数组，作为请求对象提交到服务端，服务端依据请求的测点信息，从内 存数据库取得实时数据并返回到移动端，移动端获取到实时数据后，将数据传递给数据加 载组件，通过SVG的D0M编程接口实现潮流数据的动态更新； 6) 智能移动终端浏览器将SVG图和实时潮流信息快速加载到HTML5中，通过HTML5的 webview嵌入技术，实现不同平台移动手机终端，包括：I0S、Android的统一风格展示。
[0005] 1. 1.关键技术 电网实时潮流图在智能移动终端的展示，主要依赖于以下五种技术的有机结合，从而 克服了实时潮流图更新时间间隔端、图形大，导致在移动终端传输速率慢等问题，实现了实 时潮流图在移动终端的展示。
[0006] 图形压缩技术 SVG(Scalable Vector Graphics)是基于XML的可扩展二维矢量图形格式，具有文件 尺寸小、极限缩放无锯齿、交互性强等特点，由W3C制定，有开放标准，并非私有格式，也不 属于个体专利，基于此通用标准，结合电力行业图形交换标准，在标签模型、交互规范等方 面制定出符合业内需求的专业规范，以适应电力系统之间的集成和扩展。SVG的XML描述文 件中每个节点作为D0M对象模型，可通过D0M编程接口规范与外界的程序进行交互，通过更 新SVG图中的D0M节点可实现图形上数据动态交互，从而实现实时潮流信息在SVG图上的 刷新。
[0007] 对SVG图形文件预处理的主要目的是转化出更规范的SVG文件，同时精简SVG文 件。SVG文件主要包括标准元素、电气模型、私有属性三部分信息，处理的内容包括： 1) 依据移动端SVG规范，分析现有系统中的SVG图文件，提出针对性的优化方案； 2) 原有图形文件的结构中，保持图形文件头、图元定义、显示属性定义以及拓扑关系 等标准和电气模型的元素不变； 3) 对用户交换逻辑、图形渲染以及对象描述等标签及内容进行优化。主要包括：删除 对画图不影响的节点内容（如辅助描述信息）和为支持PC端控件的事件等；对样式和事件 内容采用CSS文件和JS文件独立于SVG文件处理； 通过上述处理，转化出轻量级且支持移动端展示的SVG图文件。
[0008] 的webview嵌入技术 HTML5是由W3C组织制定统一标准，其跨平台特性比以往针对多平台的web开发效率 上有了质的改进，API文档公开以来，HTML5为网页应用开发者提供了更多功能上的优化选 择，带来了更多体验功能的优势，HTML5提供了前所未有的数据与应用接入开放接口，使外 部应用可以直接与浏览器内部的数据直接相连，为统一开发及多平台运行提供了有力的支 持。
[0009] HTML5已支持内嵌SVG标签，图形、状态显示及交互的实现过程非常方便。智 能移动终端浏览器通过调用操作系统内置组件(如IOS/Android采用WebView，WP采用 WebBrower)，无需安装插件，将SVG图快速加载到HTML5中，从而实现潮流图在移动端浏览 器中的展示。
[0010] 常用加载方式有两种：一、在HTML5标准中，SVG本身是一个用来绘制矢量图的标 签，与其他的HTML标签操作一致，可将本身独立的SVG图形文件内容以标签的方式加载到 HTML5的div标签中；二、在HTML代码中以相对路径的方式关联独立的SVG文件。
[0011] 数据存储和缓存机制 SVG技术支持图形设计和数据内容分离，合理的SVG图形文件的存储机制能够极大地 提升其传输效率和展示性能。
[0012] 1) SVG图文件移动端本地存储与更新 通过在服务端对SVG图形文件压缩、加密，在智能移动终端内存卡中分配专有的存储 空间进行存放，避免每次打开页面时下载SVG图文件，在传输效率和安全保障上会取得明 显效果。另外可利用基于版本控制和在线自动更新技术的更新组件完成下载、存储过程。
[0013] 潮流图在应用安装时，与应用程序同时存储到本地；厂站接线图，由于文件数量较 多，每个厂站图采用首次打开下载并存储在本地的方式，避免一次性下载因数据量多而影 响传输效率。
[0014] 潮流图底图更新机制：利用MD5 (Message-Digest Algorithm 5)的一致性管理功 能，实现底图的更新管理。该机制实现过程是：在服务端的底图文件会有唯一的MD5编码， 当服务端采集到的新的底图文件内容发生更新时，MD5编码值就会发生变化，此时服务端就 会发送更新提示给手机端，手机端收到更新提示就可以及时更新，而无需实施刷新底图。实 现方式如图2所示。
[0015] 2) SVG图展示时的缓存机制 为加强电网潮流图的安全性，本方法利用HTML5具有缓存特性，在内存中建立SVG文件 的缓存，在每次登陆查看时才解密解压，这样一方面可以满足电网数据的高安全性，另一方 面可以提高SVG图展示速度。具体实现过程如下 ： 先对本地存储的文件进行解密、解压(下文统称为解包)，存入HTML5缓存中，SVG图形 的展示直接从缓存中获取，在移动应用退出登录之前，缓存中文件保持储存，这样能够保证 由查看潮流图切换到其他功能后再回看潮流图时，免去重新解包的运算操作，从而提升浏 览速度和用户体验。一旦退出应用登录状态，缓存中文件将被删除，确保数据的安全。缓存 机制如图3所示。
[0016] 格式的数据解析技术 E语言是：为满足电力系统数据模型的高效描述和大量在线数据的高效交换，提出的 数据模型描述语言。它具有标记语言的基本特点和优点，所形成的实例数据是一种标记化 的纯文本数据。它通过少量标记符号和描述语法，可以简洁高效地描述电力系统各种简单 和复杂数据模型，数据量越大则效率越高，且更符合人们使用的自然习惯，计算机处理也更 简单。相对于私有协议而言，E格式文件具有通用性更强，易于技术实现的优点。因此，智 能移动终端展示的实时潮流信息数据源宜采用E格式文件。
[0017] 因电网潮流实时数据具有刷新频率快，测点数量大的特点，故在服务器端采用定 时机制，周期性获取E格式量测文件。这可以避免庞大的数据存储，服务器端仅缓存当前断 面的电网实时数据，即服务器仅存储最新获取的E格式文件数据，之前文件数据将被覆盖。 此外，为消除传统磁盘数据库的I/O瓶颈，取得更高的存取速度，以满足实时潮流数据快速 响应和高吞吐量的应用要求，在服务器端采用内存数据库存储实时潮流数据。
[0018] 内存数据库中数据组织方式是：对于单个SVG文件，在内存库中构建一个相应的 对象数组，此对象数组包含了该SVG文件内部的所有测点。多个SVG文件则生成同样数量 的存储数组。这样的数据结构能实现SVG所需实时数据的快速寻址操作，快速响应移动端 对数据的高速访问需求。
[0019] 具体实现过程大致是，当获取到最新E格式文件后，启动解析组件，依据每个SVG 文件中标识信息与E格式文件中量测数据的属性进行关系对应，生成相应的对象数组，存 放于内存库中，以供调用。E格式文件结构及解析方法详见图4。
[0020] 潮流信息实时刷新 1) D0M解析过程 DOM作为模型对象为SVG的XML与HTML提供API接口，通过脚本和编程语言，可实现应 用程序与SVG图形节点的交互。SVG文档的D0M解析过程是基于SVG文档结构的。SVG文 档结构是一个完整的树型的节点结构，一个SVG文件有且只有一个根节点，从根节点出发， 自上而下可遍历并获取该文档中所有的图形元素。当获取根结点的详细信息（存储位置， 存储内容等）之后，以根据树型结构的各种算法对树中的任一结点进行操作（读和写）。从 而实现了对SVG文档的D0M解析。
[0021] 通过对SVG图形文件各节点元素的遍历，可获取潮流展示所需的测点信息，将这 些测点信息打包处理，即可以此为入口参数向服务器端获取SVG潮流展示所需的实时数 据。
[0022] 2)实时潮流数据刷新方式 SVG图上实时潮流数据的更新，主要通过移动端的定时机制和数据加载组件完成。数据 刷新过程如图5所示。
[0023] 利用定时器，移动端定时向服务器提交请求，获取需更新的实时数据。移动端应用 中打开电网实时潮流图后，通过对SVG图的D0M节点解析出测点信息，形成一个对象数组， 作为请求对象提交到服务端，服务端依据请求的测点信息，从内存数据库取得实时数据并 返回到移动端，从而完成实时数据一次定时周期的获取过程。
[0024] 移动端获取到实时数据后，将数据传递给数据加载组件，通过SVG的D0M编程接口 实现潮流数据的动态更新。
[0025] 1. 2.本发明功能和效果 通过本发明，移动终端能顺利的展示电网实时潮流图，本发明主要实现的功能及效果 点有： 1、 实现了实时潮流图SVG图形文件在服务器端应图形和模型的存储，在移动终端本地 缓储，减少在移动终端的图形数据传输量，最终实现了是实时潮流图在移动终端的展示； 2、 在移动端实现电网实时潮流显示，主要是显示线路以及厂站间的静态潮流；支持放 大、移动等操作，点击网络图上"厂站"图标，可进入厂站潮流图的显示； 3、 厂站实时潮流显示，显示厂站内部的静态潮流，支持放大、移动等操作； 4、 支持对厂站、设备等图元的选取，并可进一步查看其属性，包括容量、历史曲线等数 据。

【专利附图】

【附图说明】
[0026] 图1电网实时潮流图展示方法流程图； 图2 SVG底图本地存储及更新机制； 图3 SVG实时潮流数据加载缓存机制； 图4 E格式的数据解析技术； 图5实时潮流数据刷新过程。

【具体实施方式】
[0027] 本发明方法是一套实现电网实时潮流图在移动终端展示的技术方法。其特征主要 在图像文件的压缩技术、HTML5的webview嵌入技术、E格式数据的解析以及潮流信息实时 刷新技术结合运用，在运算和存储能力有限的移动终端实现了实时潮流图的展示。
[0028] -种电网调度移动应用中电网实时潮流图的展示方法，本发明方法特征在于，包 括在数据源、服务端、移动端三个层面从实时潮流图的数据源采集、图形预处理、本地存储、 缓存以及图形更新方面，充分考虑以电网潮流图的数据特性，预估一般智能手机的运算、存 储能力，因而提出了一种在移动终端展示电网实时潮流的方法；步骤为， 1) 服务端，对数据源中的SVG图源文件进行了预处理，对图形文件压缩、加密； 2) 移动端，在智能移动终端内存卡中分配专有的存储空间对压缩、加密后的SVG图源 文件进行本地存储，利用MD5 (Message-Digest Algorithm 5)的一致性管理功能，实现底 图的更新管理； 3) 对本地存储的文件进行解密、解压，存入HTML5缓存中，SVG图形的展示通过图形加 载机制直接从缓存中获取； 4) 采用E格式的数据解析技术，当在数据源中获取到实时潮流信息的最新E格式文件 后，在服务端启动解析、检索组件，依据每个SVG文件中标识信息与E格式文件中量测数据 的属性进行关系对应，生成相应的对象数组，存放于内存库中，以供调用； 5) 移动端的定时数据加载机制，利用定时器，定时向服务端提交请求，获取需更新的实 时数据；移动端应用中打开电网实时潮流图后，通过对SVG图源文件的D0M节点解析出测点 信息，形成一个对象数组，作为请求对象提交到服务端，服务端依据请求的测点信息，从内 存数据库取得实时数据并返回到移动端，移动端获取到实时数据后，将数据传递给数据加 载组件，通过SVG的D0M编程接口实现潮流数据的动态更新； 6) 智能移动终端浏览器将SVG图和实时潮流信息快速加载到HTML5中，通过HTML5的 webview嵌入技术，实现不同平台移动手机终端，包括：I0S、Android的统一风格展示。
[0029] 通过对基于SVG和HTML5智能移动终端展示技术的研究，并结合电网实时潮流数 据获取方式和实时数据在SVG图上刷新的技术，给出了总体的实时潮流信息在智能移动终 端展示的技术实现方案。总体方法框架如图1所示： 实时潮流图从源头采集到最终展示大致可分为数据源、服务端和移动端三层。
[0030] 1.数据源主要提供现有系统的SVG图文件和实时潮流数据。SVG图文件也就是在 本地存储和缓存的底图，而实时潮流数据是需要展示时加载的信息； 2.服务端主要实现了数据获取和优化处理，确保图形文件和实时数据更加规范和通 用，并能提供更高效率的数据服务，为移动端提升传输效率、降低计算负荷提供支持。服务 端主要完成实时潮流图底图的更新采集，通过版本管理提醒移动端更新；当手机端需要展 示潮流图时，采集实时潮流图数据，加载发送到手机端。
[0031] 移动端利用SVG图的本地存储和实时潮流信息展示技术，完成本地底图的更新， 保证潮流数据的快速加载；通过HTML5的嵌入技术，保证不同移动端操作系统展示风格一 致。
【权利要求】
1. 一种电网调度移动应用中电网实时潮流图的展示方法，其特征在于，包括在数据源、 服务端、移动端三个层面从实时潮流图的数据源采集、图形预处理、本地存储、缓存以及图 形更新方面，以电网潮流图的数据特性，预估一般智能手机的运算、存储能力，提出一种在 移动终端展示电网实时潮流的方法；步骤为， 1) 服务端，对数据源中的SVG图源文件进行预处理，对图形文件压缩、加密； 2) 移动端，在智能移动终端内存卡中分配专有的存储空间对压缩、加密后的SVG图源 文件进行本地存储，利用MD5 (Message-Digest Algorithm 5)的一致性管理功能，进行更 新管理； 3) 对本地存储的文件进行解密、解压，存入HTML5缓存中，SVG图形的展示通过图形加 载机制直接从缓存中获取； 4) 采用E格式的数据解析技术，当在数据源中获取到实时潮流信息的最新E格式文件 后，在服务端启动解析、检索组件，依据每个SVG文件中标识信息与E格式文件中量测数据 的属性进行关系对应，生成相应的对象数组，存放于内存数据库中，以供调用； 5) 移动端的定时数据加载机制，利用定时器，定时向服务端提交请求，获取需更新的实 时数据；移动端应用中打开电网实时潮流图后，通过对SVG图源文件的D0M节点解析出测点 信息，形成一个对象数组，作为请求对象提交到服务端，服务端依据请求的测点信息，从内 存数据库取得实时数据并返回到移动端，移动端获取到实时数据后，将数据传递给数据加 载组件，通过SVG的D0M编程接口实现潮流数据的动态更新； 6) 智能移动终端浏览器将SVG图和实时潮流信息快速加载到HTML5中，通过HTML5的 webview嵌入技术，实现不同平台移动手机终端，包括：I0S、Android的统一风格展示。
【文档编号】G06F17/30GK104104719SQ201410316374
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】何超林, 周志烽, 黄文载, 孙北宁, 赵凌, 杨震乾, 余琳 申请人:中国南方电网有限责任公司, 云南云电同方科技有限公司