Q GDW 10701-2016 电网地理信息服务平台(GIS)电网图形共享交换规范.pdf
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1、 电网地理信息服务平台( GIS) 电网图形共享交换规范 GIS Services platform of power grid Specification for the graphics interchange of power grid 2017 - 07 - 12 发布 2017 - 07 - 12 实施 国家电网公司 发 布ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 10701 2016 代替 Q/GDW 701 2012 Q/GDW 10701 2016 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和
2、定义 . 1 4 缩略语 . 2 5 基于 SVG 与 CIM 相结合的数据交换模式 . 2 5.1 基于 SVG 的数据交换格式 . 3 5.2 基于 CIM 的数据交换格式 . 6 5.3 交换数据文件命名规则 . 9 6 基于 G 语言的数据交换模式 . 9 7 基于 E 语言的数据交换模式 . 10 附录 A(资料性附录) SVG 数据样例 . 11 附录 B(资料性附录) CIM 数据样例 . 18 附录 C(资料性附录) 电网 GIS 平 台与配电自动化系统集成范例 . 24 编制说明 . 61 Q/GDW 10701 2016 II 前 言 为规范 国家电网公司电网 GIS地理
3、信息服务平台 (以下简称“电网 GIS平台 ”) 与各电力业务系统之间进行 电网图形和图形拓扑共享交换的 方式、 CIM/XML电网模型数据交换格式、 SVG公共图形交换格式、G语言的共享数据交换格式 , 制定本标准 。 本标准代替 Q GDW 701 2012,与 Q GDW 701 2012相比,主要技术性差异如下: 删除了电网设备属性、 CIM数据样例、 CIM文件元素类型定义样例、 SVG数据样例、 SVG图形资源元素引用方式和各类专题图及包含设备; 增加了 电网 GIS平台与配电自动化系统集成范例 ,包括 配电自动化电网设备模型交换范例、配电自动化 SVG图形资源元素应用范例、配电自
4、动化图层定义和与配电自动化数据交互接口 。 本标准由国家电网公司信息通信部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位: 国网冀北电力有限公司 、 国网信息通信产 业集团有限公司、 国网河南省电力公司 、国网浙江省电力公司、 国网江苏省电力公司 。 本标准主要起草人: 王继业、 柏峻峰、 吴舜、 庄玉林、李静发、 吴佳、 刘虎、张朝阳、 王震、顾建炜、李朝阳、陆俊峰、绍学俭、 黄清、张军 、陈蕾、 彭柏、 潘飚、 许大卫、苏丹、来骥、李贤、王艺霏、曹拥民、杨一民、孟继军、靳杰 、范炜豪 、 郭祥富、 刘畅 、 辛霆麟 、 张科 、孟德 、蒋行辉。 本标准 2012年 09月首
5、次发布, 2016年 09月第一次修订。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 Q/GDW 10701 2016 1 电网地理信息服务平台( GIS)电网图形共享交换规范 1 范围 本标准规定了电网 GIS 平台与相关业务系统(包含电网生产、营销、规划设计、调度、通信、客服等专业)进行电网图形和图形拓扑共享交换的方式、 CIM/XML 电网模型数据交换格式、 SVG 公共图形交换格式、 G 语言的共享数据交换格式。 本标准适用于电网 GIS 地理信息服务平台二维应用 , 电网 GIS 地理信息 服务平台与相关业务系统的电网资源数据集成交换。 2 规范性引用文件 下列文件对于
6、本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅 注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文 件。 IEC 61970 301 能量管理系统应用程序接口第 301 部分:公共信息模型基础 IEC 61968 13 电网 CIM RDF 模型交换格式 IEC 61968 100 接口协议框架 Q/GDW 215 2008 电力系统数据标记语言 -E 语言规范 Q/GDW 624 2011 电力系统图形描述规范 Q/GDW 702 2012 电网地理信息服务平台( GIS) 图元规范 Q/GDW 11636 2016 电网地理信息服务平台 ( GI
7、S) 数据模型 3 术语和定义 Q/GDW 11636 2016中界 定的 以及 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 电力系统资源 power system resource 形成电网系统网架结构的各类电网设备、设施的资源信息的统称。 3.2 国家电网公司公共数据模型 state grid common information model 在公共信息模型的基础上构建的,符合国家电网公司需求的,便于国家电网公司各业务系统集成的抽象模型。 3.3 G 语言 G language 针对基于 SVG 的公共图形交换格式无法直接表达电力系统图形和模型一体化等不足 问题 ,在 IEC 61970 453
8、 基于 CIM 的图形交换基础上,发展起来的、应用于电力系统的一种新型的图形描述语言。 Q/GDW 10701 2016 2 3.4 E 语言 E language 在 IEC 61970 301 电力系统公用数据模型 CIM 的面向对象抽象基础上,针对 CIM 在以 XML 方式进行描述时的效率缺陷所制定的一种新型高效的电力系统数据标记语言。 3.5 区域 系统图 regional system diagram 按照图形拓扑关系规则,依据一定的排布成图规则和特定数据类型,从地理电网模型抽取的反映区域电网连接关系的逻辑图。 3.6 单线图 line diagram 将地理电网接线图中单条线路(
9、馈线)以横平竖直展现的,反映电网设备连接关系和状态的逻辑图。 3.7 站内一次接线图 primary wiring diagram of station 直接用于生产、输送和分配电能的过程中的中高压电气设备连接图。 3.8 供电范围图 supply range diagram 表示特定供电区域的系统图或者地理信息专题图 。 3.9 系统图 system diagram 表示系统中符合规定要求的拓扑图形 。 3.10 图元符号 graphic element symbol 描述电网 GIS 平台内电网设备对象在图中的显示方式 。 4 缩略语 下列 缩略语适用于本文件。 CIM: 公共信息模型(
10、Common Information Model) ESB:企业服务总线 ( Enterprise Service Bus) GIS:地理信息系统( Geographic Information System) PMS2.0: 设备(资产)运维精益管理系统 ( Power production Management System2.0) SVG: 可缩放矢量图形规范( Scalable Vector Graphics) SG-CIM: 国家电网公司公共数据模型 ( State Grid Common Information Model) XML: 可扩展标记语言( eXtensible Mar
11、kup Language) 5 基于 SVG 与 CIM 相结合的数据交换模式 Q/GDW 10701 2016 3 5.1 基于 SVG 的数据交换格式 5.1.1 文件结构 SVG 文件由文件头、表现形式、图元样式 引用 、图形 ID 表达、 Metadata 关联、图层组成,见图 1所示, SVG 文件首 层 放置文件头信息,并在 defs 中定义图元( symbol)和图元样式( style) , SVG 文件主体图层 中放置 以图层( layer)为单位 、 以类别形式组织 的 电网资源数据 ,基于 SVG 的 数据样例参见附录 A 所示。 文 件 头图 形 I D 表 达图 元 样
12、 式 引 用表 现 形 式图 元样 式S V G文 件结 构图 层M e t a d a t a 关 联图 1 SVG 文件结构 5.1.2 文件头 文件头 用于定义 XML 版本、使用的字符编码 、 命名空间 、画布的宽、画布的高 ,文件头 定义遵循图2,相关要求如下: a) version=1.0, 本 文件 使用的 XML 版本为 1.0; b) encoding=UTF-8, 本 文件 使用的字符编码为 UTF-8; c) , CIM 文件的使用命名空间 ; d) 是 CIM 文件的根元素,是 CIM 文件数据的主体,电网设备以及拓扑关系的描述都内嵌其中 。 图 2 文件头结构 5.1
13、.3 表现形式 5.1.3.1 描述规则 SVG 文件中的样式和图元通过标签 定义 ,其 表 现 结构 的 定义遵循图 3,相关要求如下: a) 通过标签 定义 SVG 的样式 ; b) 通过标签 定义 SVG 中使用的图元 。 Q/GDW 10701 2016 4 定义 SVG 的表现形式 定义 SVG 的样式 定义 SVG 中使用的图元 . . 图 3 SVG 文件中的样式和图元定义的结构 5.1.3.2 图元 为实现概述中描述的共享数据交换, SVG 数据中的电网设备图元对象应与 CIM 中设备类具有完整的映射关系 , 图元对象包括变压器、断路器、负荷开关、隔离开关、母线、电缆头、线路和
14、线路设备等电力系统资源 ( 电力系统资源主要是在 CIM 中描述的类 ) , SVG 中定义的图元大小、颜色、形状 应 符合 Q/GDW 702 2012 中第 6 章、第 7 章的要求 ,其 表现形式见图 4,相关要求如下: a) 图元 id 的命名方式采用“图元类型 _图元名称编号 图元状态”方式表示 , 图元类型对应设备分类,图元名称对应具体设备,以 后缀区分不同状态( 0 为开、 1 为合、 2 为备用、 3 为试验、 4 为检修) , 对没有定义的设备状态或者无状态的设备可以不使用 字符; b) viewBox 描述图元的坐标及大小。 . . 图 4 SVG 图元 大小、颜色、形状结
15、构 5.1.3.3 样式 SVG 的表现样式由符号样式和文字样式构成, SVG 中可视化元素可以使用 “ style” 属性, “ style”属性的值是在 CSS 中样式定义的字符串,样式项使用 “ 样式参数名:样式参数值 ” 的形式表示,各项之间使用分号隔开 , 内嵌的 CSS 语句通过在 元素中定义 元素来实现,由于 元素中的CSS 样式表不符合 XML 语法,所以需要使用 XML 中的实体嵌入标记 ” 。 SVG 的表现 样式定义 见图 5,相关要求如下: a) 字体类参数 font-size,用于说 明字体的大小; b) 文字类参数包括 text-anchor 和 writing-m
16、ode,分别规定了一行文本的对齐方式和文字渲染方向; c) 媒体类参数 color,用于说明颜色; d) 渐变类参数 stop-color,用于说明色彩渐变的起止颜色值; Q/GDW 10701 2016 5 e) fill 用于说明填充的方式; f) stroke 用于说明描边的方式; g) stroke-width 用于说明描边时所使用的线条宽度; h) stroke-dasharray 用于说明虚线的样式。 图 5 SVG 的表现样式结构 5.1.4 对图元和样式的引用 5.1.3.2 和 5.1.3.3 中定义 的 图元 和样式 ,通过使用 元素引用一个在文档中其它地方定义的元素 ,
17、元素的语法 见图 6。 图 6 SVG 对图元和样式的引用 5.1.5 电力 系统 元 件表现结构 5.1.5.1 引用方式 SVG 在单体文件内的引用使用相对路径 URL 的引用方式: a) 使用“ xlink:href”的方式,可以不需要“ URL”关键字; b) 使用 URL( #xpointer( id-name)的方式,通过 元素的引用方式,将对应的 元素放到引用处,通过“ class”属性的引用方式,讲已定义的各电压等级的着色样式和样式名字放到引用处。 5.1.5.2 表现方式 电力系统 元 件的表现结构见图 7,相关要求如下: a) x、 y 为图元插入点坐标, width 和
18、height 为图元大小(与 symbol 大小保持一致) ; b) transform 的 rotate 和 scale 为 旋转和缩放变换 ; c) scale 指定放大缩小的倍数 ; d) rotate 指定翻转的角度等形式进行坐标变换 (旋转角度 ,旋转点 X,旋转点 Y),旋转角度量纲为度; e) bound 元素描述 symbol 元素的插入点坐标 (x1,y1)以及对角坐标 (x2,y2) ,得到具体的图元设备资源 。 图 7 电力系统元件的表现结构 Q/GDW 10701 2016 6 5.1.6 图形 ID 描述 SVG 图形 ID 采用 “ g” 后面加 id 方式实现 ,
19、 图形 ID 描述 遵循 见图 8, 相关 要求如下: a) 任意电力系统资源设备的图形对象 必须 有一个唯一标识符,其 ID 值必须唯一且固定不变,除非该图形发生删 除动作后重新绘制 ; b) 该 ID 须与对应的 CIM 数据文件中所描述电力资源设备的 rdf:id 值保持一致 ; c) 在不同系统图(如 站内一次接线图 ,单线图)中描述同一设备,其 ID 值必须保持一致 。 . 图 8 SVG 图形 ID 描述 5.1.7 与其它电力系统资源数据的关联 SVG 图形与电力系统资源数据采用相同 ID 映射的方式进行关联,其它 量测等信息可 选 用 Metadata(元数据)关联。 Meta
20、data 主要用于描述数据资料对应 的 属性 , 可通过指定命名空间 进行扩展,根据需求可在此区域内描述营销或调度的各类量测数据 , 设备的 Metadata 元素的量测值也可单独放入量测层来表现 。 SVG 图形与电力系统资源数据 的 关联 结构见图 9,相关 要求如下 : a) GLink_Ref 表示与该图 形对象相连的设备对象,例如母线可相连多个对象,开关相连两个对象; b) PSR_Ref 有两个属性 ObjectID 和 GlobeID, ObjectID 表示该图形对象的 ID 值, GlobeID 表示该图形对象生产管理系统( PMS2.0)中的业务 ID 号, LineTyp
21、e 表示该设备属于主干线还是分支线, 主干线用 Trunk 表示, 分支线用 Branch 表示 ,若该字段为空则用 null 表示; c) Layer_Ref 的 属性 ObjectName 指的是该图形对象所属的 SVG 图层名称 。 图 9 与其他电力系统资源数据的关联结构 5.1.8 图层 图层的描述 由图层名称组成, 遵循结构 见图 10。 . 图 10 图层 5.2 基于 CIM 的数据交换格式 Q/GDW 10701 2016 7 5.2.1 文件结构 CIM 文件由文件头、元素类型定义、元素表达、拓扑表达构成,见图 11 所示 。 CIM 的形式化描述利用 XML 实现,字符编
22、码使用 UTF-8 格式 。基于 CIM 模型实现的 CIM/XML 文档数据由文件头和根元素内的主体构成。电网设备资源及拓扑元素按 设备 类型采用并列结构,在 CIM 数据容器标签中定义。所有元素间的 逻辑结构 、 层次关系 由元素的引用属性来实现。由 CIM 元素主要的属性以及属性反映的连接关系(见IEC61970 301)构成 CIM 模型的基本结构 , 基于 CIM 的 数据样例参见附录 B 所示。 文 件 头拓 扑 表 达元 素 表 达元 素 类 型 定 义连 接 节 点设 备 端 子C I M文 件结 构图 11 CIM 文件结构 5.2.2 文件头 文件头 是 CIM 文件中不可
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