陸海應(yīng)1，樓楠1，李林輝2，辛闊1，梁彥杰1，張坤1，黎值源1

　?。?. 中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣東 廣州 510663；2. 南瑞集團(tuán)公司(國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院)，江蘇 南京 210003）

       摘要：隨著智能電網(wǎng)的逐步建設(shè)，為了滿足調(diào)度業(yè)務(wù)精細(xì)化管理的要求，快速高效的可視展現(xiàn)技術(shù)是提高電網(wǎng)運(yùn)行決策水平的有效手段之一。文章實(shí)現(xiàn)的框架以Widget技術(shù)為思路，討論了模型管理、公式編輯器、布局設(shè)計(jì)的可視化方案，同時(shí)框架具備Flash、SVG、HTML等多種技術(shù)展現(xiàn)手段。除此之外，統(tǒng)一展現(xiàn)框架的最終目標(biāo)是面向用戶層面，展現(xiàn)框架采用向?qū)?，從模型建立?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/可視化設(shè)計(jì)" title="可視化設(shè)計(jì)" target="_blank">可視化設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)綁定等步驟建立統(tǒng)計(jì)分析頁(yè)面的雛形，在運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析功能。

　　關(guān)鍵詞：統(tǒng)一展現(xiàn)；Widget；可視化設(shè)計(jì)；多態(tài)展現(xiàn)

　　中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI： 10.19358/j.issn.1674-7720.2017.07.024

　　引用格式：陸海應(yīng)，樓楠，李林輝，等.基于Widget的統(tǒng)一展現(xiàn)框架的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2017,36（7）：81-83，87.

0引言

　　隨著南方電網(wǎng)公司逐步加快信息化建設(shè)的步驟，以及智能終端的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息量呈幾何級(jí)增長(zhǎng)趨勢(shì)。在數(shù)據(jù)激增的背景下，目前電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)在日常監(jiān)視運(yùn)行、決策分析上，缺少靈活有效的可視化手段，缺少簡(jiǎn)單易用的信息挖掘與分析手段，為了解決傳統(tǒng)電網(wǎng)在信息表達(dá)上的滯后性和局限性，直觀展現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)背后隱藏的信息，方便用戶從可視化圖形中及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)存在的問(wèn)題和變化趨勢(shì)［15］，本文提出一種基于Widget的統(tǒng)一展現(xiàn)框架的實(shí)現(xiàn)思路，框架具備下述特點(diǎn)：

　?。?）輕量級(jí)：可視化展現(xiàn)功能在大多數(shù)場(chǎng)景下不依賴程序開(kāi)發(fā)，通過(guò)后臺(tái)向?qū)脚渲玫姆绞?，?shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析頁(yè)面的展現(xiàn)。

　?。?）插件化：實(shí)現(xiàn)展現(xiàn)模塊的插件化管理，框架對(duì)于展現(xiàn)插件提供統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，具備良好的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展能力。

　　（3）模型與展現(xiàn)的無(wú)縫對(duì)接：通過(guò)向?qū)娇梢暬O(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)展現(xiàn)插件與業(yè)務(wù)模型的自動(dòng)關(guān)聯(lián)，做到兩者的無(wú)縫對(duì)接。

　?。?）多態(tài)展現(xiàn)：展現(xiàn)插件以Widget引擎接入功能頁(yè)面，與具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式無(wú)關(guān)，豐富框架實(shí)例頁(yè)面的展現(xiàn)方式。

　　基于Widget的統(tǒng)一展現(xiàn)框架由UI展現(xiàn)、邏輯控制、模型管理三部分組成，框架整體采用MVC架構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型與可視化展現(xiàn)的松耦合特征，有利于系統(tǒng)模型的擴(kuò)展與復(fù)用。

1平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　在統(tǒng)一展現(xiàn)框架中，MVC架構(gòu)通過(guò)相對(duì)獨(dú)立的模型、控制器、視圖協(xié)同工作，采用分治的思想實(shí)現(xiàn)展現(xiàn)與數(shù)據(jù)的相對(duì)分離。業(yè)務(wù)對(duì)象、指標(biāo)模型、Widget插件對(duì)象等扮演模型的角色，插件管理、可視化布局、向?qū)皆O(shè)計(jì)、Widget統(tǒng)一展現(xiàn)引擎扮演控制器的角色，對(duì)于視圖部分，在統(tǒng)一展現(xiàn)引擎的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)Flash、SVG、HTML5、3D HTML等多種技術(shù)方式的動(dòng)態(tài)展現(xiàn)?；赪idget的統(tǒng)一展現(xiàn)框架的架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

　　從架構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)看，框架首先以可視化方式描述相關(guān)對(duì)象模型，其中業(yè)務(wù)模型描述平臺(tái)應(yīng)用的業(yè)務(wù)對(duì)象，評(píng)價(jià)模型描述在業(yè)務(wù)模型基礎(chǔ)上的統(tǒng)計(jì)對(duì)象，平臺(tái)具備指標(biāo)公式的可視化編輯功能，除此之外，本文介紹平臺(tái)的核心目標(biāo)是以插件方式動(dòng)態(tài)展示可視化頁(yè)面，因此平臺(tái)必須具備展現(xiàn)插件的管理功能。其次平臺(tái)通過(guò)可視化布局、向?qū)皆O(shè)計(jì)等功能實(shí)現(xiàn)展現(xiàn)頁(yè)面的描述，結(jié)合統(tǒng)計(jì)對(duì)象數(shù)據(jù)源的動(dòng)態(tài)定義，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一展現(xiàn)頁(yè)面的動(dòng)態(tài)生成。由于統(tǒng)一展現(xiàn)框架是基于瀏覽器實(shí)現(xiàn)的，與具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)，通過(guò)展現(xiàn)引擎獲取插件配置信息，動(dòng)態(tài)展現(xiàn)Flash、SVG、HTML等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可視化頁(yè)面。

2核心功能實(shí)現(xiàn)

　　從框架使用目標(biāo)來(lái)看，系統(tǒng)核心價(jià)值體現(xiàn)在模型可視化管理、可視化插件管理、界面可視化設(shè)計(jì)等功能上，通過(guò)這些核心功能，提升統(tǒng)一展現(xiàn)框架的易用性，解決用戶與開(kāi)發(fā)人員的時(shí)間沖突問(wèn)題，避免功能研發(fā)滯后問(wèn)題延遲電力運(yùn)行的決策分析。

　　2.1模型管理與公式編輯器

　　統(tǒng)一展現(xiàn)框架主要包括業(yè)務(wù)模型和評(píng)價(jià)模型，業(yè)務(wù)模型對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理表，評(píng)價(jià)模型是業(yè)務(wù)對(duì)象的量化過(guò)程。平臺(tái)采用可視化方式管理業(yè)務(wù)模型、評(píng)價(jià)模型［67］。業(yè)務(wù)模型主要采用類圖、ER圖方式進(jìn)行展示，平臺(tái)支持Oracle、Sql server、MySQL等多種主流數(shù)據(jù)庫(kù)，具備直接從數(shù)據(jù)庫(kù)提取業(yè)務(wù)對(duì)象物理表抽象為業(yè)務(wù)模型的功能。評(píng)價(jià)模型通過(guò)樹(shù)形結(jié)構(gòu)可視化表示指標(biāo)計(jì)算公式的層次，且評(píng)價(jià)模型具備復(fù)用特征，同時(shí)具備公式編輯器功能，其基于MathML實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算原子項(xiàng)與業(yè)務(wù)對(duì)象的關(guān)聯(lián)功能。

　　下面以供電電壓綜合合格率為例，說(shuō)明MathML在評(píng)價(jià)模型與業(yè)務(wù)模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無(wú)功管理規(guī)定》，供電電壓合格率按照A類、B類、C類和D類電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)分別統(tǒng)計(jì)，綜合電壓合格率是在這四類電壓合格率基礎(chǔ)上，加權(quán)平均計(jì)算。假設(shè)某地市公司的四類電壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)均覆蓋，其計(jì)算公式如下：

　　上述計(jì)算公式用MathML語(yǔ)法描述如下：

　　<math>

　　<mrow>

　　<msub>

　　<mrow><mi>V</mi></mrow>

　　<mrow><mtext>綜合</mtext></mrow>

　　</msub>

　　<mo>=</mo>

　　<msubm='A類電壓合格率'>

　　<mrow><mi>V</mi></mrow>

　　<mrow><mtext>A</mtext></mrow>

　　</msub>

　　<mo>+</mo>

　　<mfrac>

　　<mrow>

　　<msubm='B類電壓合格率'>

　　<mrow><mi>V</mi></mrow>

　　<mrow><mtext>B</mtext></mrow>

　　</msub>

　　<mo>+</mo>

　　<msubm='C類電壓合格率'>

　　<mrow><mi>V</mi></mrow>

　　<mrow><mtext>C</mtext></mrow>

　　</msub>

　　<mo>+</mo>

　　<msub m='D類電壓合格率'>

　　<mrow><mi>V</mi></mrow>

　　<mrow><mtext>D</mtext></mrow>

　　</msub>

　　</mrow>

　　<mrow><mn>6</mn></mrow>

　　</mfrac>

　　</mrow>

　　</math>

　　從上述MathML的表現(xiàn)形式來(lái)看，VA、VB、VC和VD通過(guò)前臺(tái)可視化的方式與電壓合格率統(tǒng)計(jì)模型綁定，在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算。

　　2.2插件管理

　　在傳統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員通過(guò)文本文件配置、腳本文件配置、功能配置等常規(guī)手段實(shí)現(xiàn)用戶的個(gè)性化需求。面對(duì)用戶的個(gè)性化需求，需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、功能測(cè)試、系統(tǒng)升級(jí)檢修等多個(gè)步驟，不能滿足功能使用的及時(shí)性要求。本文提出的框架主要服務(wù)于可視化統(tǒng)計(jì)分析展示的配置實(shí)現(xiàn)，核心功能之一體現(xiàn)在可視化插件的組件化，通過(guò)可視化插件的組合實(shí)現(xiàn)用戶統(tǒng)計(jì)分析功能，利用可視化設(shè)計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)所見(jiàn)即所得的功能。

　　插件管理功能的基本思想是開(kāi)放統(tǒng)一展現(xiàn)公共接口，根據(jù)公共接口規(guī)范，開(kāi)發(fā)人員制作標(biāo)準(zhǔn)插件，通過(guò)配置管理設(shè)置插件的可視化長(zhǎng)寬值、實(shí)現(xiàn)技術(shù)、參數(shù)列表、版本信息等注冊(cè)信息，便于頁(yè)面運(yùn)行的動(dòng)態(tài)加載。插件管理框架由統(tǒng)一展現(xiàn)接口規(guī)范、插件模型管理、配置管理、服務(wù)發(fā)布管理、插件預(yù)覽、系統(tǒng)日志管理等部分構(gòu)成，插件管理功能如圖2所示。　

　　插件注冊(cè)管理是對(duì)插件模型的配置維護(hù)、定義可視化插件的啟動(dòng)參數(shù)信息，為了方便調(diào)試可視化插件，插件注冊(cè)管理要求具備版本管理功能，在注冊(cè)過(guò)程中，系統(tǒng)能夠提供預(yù)覽功能，方便用戶查看實(shí)際運(yùn)行效果。在可視化插件的動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，可以根據(jù)版本配置加載不同的插件。對(duì)于已注冊(cè)的可視化插件，通過(guò)框架提供的發(fā)布功能，用戶不僅能夠直接引用可視化插件，而且框架將管理范圍內(nèi)的插件以SOA方式通過(guò)Web進(jìn)行發(fā)布，同時(shí)提供數(shù)據(jù)接入格式描述，對(duì)于外部系統(tǒng)相當(dāng)于采用可視化模板的方式動(dòng)態(tài)接入，有利于不同應(yīng)用系統(tǒng)在業(yè)務(wù)集成過(guò)程中對(duì)于相同功能的快速應(yīng)用。系統(tǒng)日志為可視化插件在動(dòng)態(tài)加載過(guò)程中的異常提供可查詢的調(diào)試信息，同時(shí)也為用戶提供異常的歸類信息，便于用戶處理不同的情況。

　　由于統(tǒng)一展現(xiàn)框架是基于瀏覽器實(shí)現(xiàn)的，可視化插件支持Flash、SVG、HTML5等可視化技術(shù)手段，統(tǒng)一展現(xiàn)引擎通過(guò)動(dòng)態(tài)獲取插件在網(wǎng)格的位置信息、參數(shù)信息、數(shù)據(jù)源配置信息［8］，在前臺(tái)展現(xiàn)給用戶，同時(shí)支持在移動(dòng)設(shè)備上的展現(xiàn)。

　　2.3可視化設(shè)計(jì)

　　統(tǒng)一展現(xiàn)框架的目標(biāo)用戶是系統(tǒng)使用人員，針對(duì)目標(biāo)用戶不具備簡(jiǎn)單程序開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，統(tǒng)一展現(xiàn)框架在統(tǒng)計(jì)分析頁(yè)面的設(shè)計(jì)上要求具備簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)。

　　統(tǒng)一展現(xiàn)框架的可視化設(shè)計(jì)采用所見(jiàn)即所得的方式，設(shè)計(jì)界面由容器和Widget組成，通過(guò)網(wǎng)格化的容器實(shí)現(xiàn)Widget的布局定位，框架具備M×N網(wǎng)格的定義功能，以及網(wǎng)格的合并與拆分功能。在頁(yè)面設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)網(wǎng)格與可視化插件的綁定，實(shí)現(xiàn)用戶期望的統(tǒng)計(jì)分析功能。

　　統(tǒng)一展現(xiàn)框架的核心目標(biāo)是為用戶以向?qū)Х绞脚渲脴I(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)分析頁(yè)面，以用戶供電可靠性為例，框架配置統(tǒng)計(jì)分析頁(yè)面的流程如圖3所示。

　　從圖3的流程描述上來(lái)看，可視化設(shè)計(jì)模型與可視化插件模型的設(shè)計(jì)過(guò)程描述如下：

　?。?)用戶選擇業(yè)務(wù)模型、指標(biāo)模型，配置模型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如果指標(biāo)模型不存在，用戶能夠通過(guò)前臺(tái)的可視化公式編輯器自動(dòng)生成指標(biāo)模型。

　　（2)生成統(tǒng)計(jì)模型實(shí)例，模型采用“.”訪問(wèn)方式，比如A類電壓合格率的訪問(wèn)路徑=電壓合格率模型.綜合電壓合格率.A類電壓合格率，統(tǒng)計(jì)模型實(shí)例的目標(biāo)是通過(guò)頁(yè)面參數(shù)與字段對(duì)應(yīng)關(guān)系的綁定實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成SQL語(yǔ)句。

　?。?)選擇可視化布局工具，配置頁(yè)面參數(shù)，綁定模型字段與頁(yè)面參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，方便頁(yè)面展示在不同參數(shù)值的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。

　?。?)選擇可視化插件，區(qū)域a選擇曲線圖插件，實(shí)現(xiàn)用戶供電可靠率RS1歷史數(shù)據(jù)曲線的展示；區(qū)域b選擇柱狀圖插件，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域公司AIHC1的同期對(duì)比展示；區(qū)域c選擇表格插件，實(shí)現(xiàn)用戶供電可靠率、不同區(qū)域公司所有供電可靠率指標(biāo)的詳細(xì)數(shù)據(jù)展示。

　?。?)簡(jiǎn)單查詢條件下的Widget插件，通過(guò)設(shè)置插件參數(shù)，以及參數(shù)與模型字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用向?qū)皆O(shè)計(jì)逐步綁定數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析功能。對(duì)于復(fù)雜查詢條件下的Widget插件，可以通過(guò)后臺(tái)設(shè)置SQL語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)可視化插件與數(shù)據(jù)模型的綁定。

　?。?)生成菜單，與自定義設(shè)計(jì)頁(yè)面綁定，并設(shè)置頁(yè)面權(quán)限，完成自定義查詢統(tǒng)計(jì)分析功能的定制工作。

3結(jié)論

　　基于Widget的統(tǒng)一展現(xiàn)框架目前應(yīng)用于南方電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用挖掘與分析研究項(xiàng)目，針對(duì)用戶的個(gè)性化需求，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員不介入的情況下，通過(guò)向?qū)脚渲猛瓿赡Ｐ蜕?、公式編輯、?yè)面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)綁定、統(tǒng)計(jì)分析頁(yè)面展現(xiàn)的全過(guò)程管理，滿足電能質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析的大部分應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員按照統(tǒng)一展現(xiàn)公共接口設(shè)計(jì)Widget組件，并通過(guò)系統(tǒng)發(fā)布方便用戶進(jìn)一步使用。

　　根據(jù)南方電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用挖掘與分析研究項(xiàng)目的使用場(chǎng)景，目前在指標(biāo)公式編輯器方面僅滿足簡(jiǎn)單的四則運(yùn)算、標(biāo)準(zhǔn)方差等簡(jiǎn)單運(yùn)算規(guī)則，不支持復(fù)雜計(jì)算公式的編輯；其次可視化布局采用網(wǎng)格方式設(shè)計(jì)，不規(guī)則統(tǒng)計(jì)分析頁(yè)面的支持程度比較弱，后期將逐步完善基于Widget的統(tǒng)一展現(xiàn)框架。

　　參考文獻(xiàn)

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