陸海應1，樓楠1，李林輝2，辛闊1，梁彥杰1，張坤1，黎值源1

　?。?. 中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣東 廣州 510663；2. 南瑞集團公司(國網(wǎng)電力科學研究院)，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)運行決策水平的有效手段之一。文章實現(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)計的可視化方案，同時框架具備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" title="可視化設(shè)計" target="_blank">可視化設(shè)計、數(shù)據(jù)綁定等步驟建立統(tǒng)計分析頁面的雛形，在運行過程中動態(tài)實現(xiàn)統(tǒng)計分析功能。

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

　　中圖分類號：TP311文獻標識碼：ADOI： 10.19358/j.issn.1674-7720.2017.07.024

　　引用格式：陸海應，樓楠，李林輝，等.基于Widget的統(tǒng)一展現(xiàn)框架的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.微型機與應用，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用，電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息量呈幾何級增長趨勢。在數(shù)據(jù)激增的背景下，目前電網(wǎng)運行系統(tǒng)在日常監(jiān)視運行、決策分析上，缺少靈活有效的可視化手段，缺少簡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發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)存在的問題和變化趨勢［15］，本文提出一種基于Widget的統(tǒng)一展現(xiàn)框架的實現(xiàn)思路，框架具備下述特點：

　?。?）輕量級：可視化展現(xiàn)功能在大多數(shù)場景下不依賴程序開發(fā)，通過后臺向?qū)脚渲玫姆绞?，實現(xiàn)統(tǒng)計分析頁面的展現(xiàn)。

　?。?）插件化：實現(xiàn)展現(xiàn)模塊的插件化管理，框架對于展現(xiàn)插件提供統(tǒng)一的接口標準，具備良好的動態(tài)擴展能力。

　?。?）模型與展現(xiàn)的無縫對接：通過向?qū)娇梢暬O(shè)計，實現(xiàn)展現(xiàn)插件與業(yè)務(wù)模型的自動關(guān)聯(lián)，做到兩者的無縫對接。

　　（4）多態(tài)展現(xiàn)：展現(xiàn)插件以Widget引擎接入功能頁面，與具體技術(shù)實現(xiàn)方式無關(guān)，豐富框架實例頁面的展現(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)計方案，實現(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)模型的擴展與復用。

1平臺架構(gòu)設(shè)計

　　在統(tǒng)一展現(xiàn)框架中，MVC架構(gòu)通過相對獨立的模型、控制器、視圖協(xié)同工作，采用分治的思想實現(xiàn)展現(xiàn)與數(shù)據(jù)的相對分離。業(yè)務(wù)對象、指標模型、Widget插件對象等扮演模型的角色，插件管理、可視化布局、向?qū)皆O(shè)計、Widget統(tǒng)一展現(xiàn)引擎扮演控制器的角色，對于視圖部分，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)方式的動態(tài)展現(xiàn)。基于Widget的統(tǒng)一展現(xiàn)框架的架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

　　從架構(gòu)設(shè)計來看，框架首先以可視化方式描述相關(guān)對象模型，其中業(yè)務(wù)模型描述平臺應用的業(yè)務(wù)對象，評價模型描述在業(yè)務(wù)模型基礎(chǔ)上的統(tǒng)計對象，平臺具備指標公式的可視化編輯功能，除此之外，本文介紹平臺的核心目標是以插件方式動態(tài)展示可視化頁面，因此平臺必須具備展現(xiàn)插件的管理功能。其次平臺通過可視化布局、向?qū)皆O(shè)計等功能實現(xiàn)展現(xiàn)頁面的描述，結(jié)合統(tǒng)計對象數(shù)據(jù)源的動態(tài)定義，實現(xiàn)統(tǒng)一展現(xiàn)頁面的動態(tài)生成。由于統(tǒng)一展現(xiàn)框架是基于瀏覽器實現(xiàn)的，與具體技術(shù)實現(xiàn)無關(guān)，通過展現(xiàn)引擎獲取插件配置信息，動態(tài)展現(xiàn)Flash、SVG、HTML等技術(shù)實現(xiàn)的可視化頁面。

2核心功能實現(xiàn)

　　從框架使用目標來看，系統(tǒng)核心價值體現(xiàn)在模型可視化管理、可視化插件管理、界面可視化設(shè)計等功能上，通過這些核心功能，提升統(tǒng)一展現(xiàn)框架的易用性，解決用戶與開發(fā)人員的時間沖突問題，避免功能研發(fā)滯后問題延遲電力運行的決策分析。

　　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)模型和評價模型，業(yè)務(wù)模型對應數(shù)據(jù)庫的物理表，評價模型是業(yè)務(wù)對象的量化過程。平臺采用可視化方式管理業(yè)務(wù)模型、評價模型［67］。業(yè)務(wù)模型主要采用類圖、ER圖方式進行展示，平臺支持Oracle、Sql server、MySQL等多種主流數(shù)據(jù)庫，具備直接從數(shù)據(jù)庫提取業(yè)務(wù)對象物理表抽象為業(yè)務(wù)模型的功能。評價模型通過樹形結(jié)構(gòu)可視化表示指標計算公式的層次，且評價模型具備復用特征，同時具備公式編輯器功能，其基于MathML實現(xiàn)，在設(shè)計過程中，計算原子項與業(yè)務(wù)對象的關(guān)聯(lián)功能。

　　下面以供電電壓綜合合格率為例，說明MathML在評價模型與業(yè)務(wù)模型的對應關(guān)系，根據(jù)《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功管理規(guī)定》，供電電壓合格率按照A類、B類、C類和D類電壓監(jiān)測點分別統(tǒng)計，綜合電壓合格率是在這四類電壓合格率基礎(chǔ)上，加權(quán)平均計算。假設(shè)某地市公司的四類電壓監(jiān)測點均覆蓋，其計算公式如下：

　　上述計算公式用MathML語法描述如下：

　　<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)形式來看，VA、VB、VC和VD通過前臺可視化的方式與電壓合格率統(tǒng)計模型綁定，在運行時進行實時計算。

　　2.2插件管理

　　在傳統(tǒng)程序開發(fā)過程中，系統(tǒng)開發(fā)人員通過文本文件配置、腳本文件配置、功能配置等常規(guī)手段實現(xiàn)用戶的個性化需求。面對用戶的個性化需求，需要經(jīng)過系統(tǒng)開發(fā)、功能測試、系統(tǒng)升級檢修等多個步驟，不能滿足功能使用的及時性要求。本文提出的框架主要服務(wù)于可視化統(tǒng)計分析展示的配置實現(xiàn)，核心功能之一體現(xiàn)在可視化插件的組件化，通過可視化插件的組合實現(xiàn)用戶統(tǒng)計分析功能，利用可視化設(shè)計功能，實現(xiàn)所見即所得的功能。

　　插件管理功能的基本思想是開放統(tǒng)一展現(xiàn)公共接口，根據(jù)公共接口規(guī)范，開發(fā)人員制作標準插件，通過配置管理設(shè)置插件的可視化長寬值、實現(xiàn)技術(shù)、參數(shù)列表、版本信息等注冊信息，便于頁面運行的動態(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。　

　　插件注冊管理是對插件模型的配置維護、定義可視化插件的啟動參數(shù)信息，為了方便調(diào)試可視化插件，插件注冊管理要求具備版本管理功能，在注冊過程中，系統(tǒng)能夠提供預覽功能，方便用戶查看實際運行效果。在可視化插件的動態(tài)運行過程中，可以根據(jù)版本配置加載不同的插件。對于已注冊的可視化插件，通過框架提供的發(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Web進行發(fā)布，同時提供數(shù)據(jù)接入格式描述，對于外部系統(tǒng)相當于采用可視化模板的方式動態(tài)接入，有利于不同應用系統(tǒng)在業(yè)務(wù)集成過程中對于相同功能的快速應用。系統(tǒng)日志為可視化插件在動態(tài)加載過程中的異常提供可查詢的調(diào)試信息，同時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)引擎通過動態(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］，在前臺展現(xiàn)給用戶，同時支持在移動設(shè)備上的展現(xiàn)。

　　2.3可視化設(shè)計

　　統(tǒng)一展現(xiàn)框架的目標用戶是系統(tǒng)使用人員，針對目標用戶不具備簡單程序開發(fā)與設(shè)計的實際情況，統(tǒng)一展現(xiàn)框架在統(tǒng)計分析頁面的設(shè)計上要求具備簡單易用的特點。

　　統(tǒng)一展現(xiàn)框架的可視化設(shè)計采用所見即所得的方式，設(shè)計界面由容器和Widget組成，通過網(wǎng)格化的容器實現(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。在頁面設(shè)計過程中通過網(wǎng)格與可視化插件的綁定，實現(xiàn)用戶期望的統(tǒng)計分析功能。

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

　　從圖3的流程描述上來看，可視化設(shè)計模型與可視化插件模型的設(shè)計過程描述如下：

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

　?。?)生成統(tǒng)計模型實例，模型采用“.”訪問方式，比如A類電壓合格率的訪問路徑=電壓合格率模型.綜合電壓合格率.A類電壓合格率，統(tǒng)計模型實例的目標是通過頁面參數(shù)與字段對應關(guān)系的綁定實現(xiàn)自動生成SQL語句。

　?。?)選擇可視化布局工具，配置頁面參數(shù)，綁定模型字段與頁面參數(shù)的對應關(guān)系，方便頁面展示在不同參數(shù)值的統(tǒng)計分析結(jié)果。

　?。?)選擇可視化插件，區(qū)域a選擇曲線圖插件，實現(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，實現(xiàn)不同區(qū)域公司AIHC1的同期對比展示；區(qū)域c選擇表格插件，實現(xiàn)用戶供電可靠率、不同區(qū)域公司所有供電可靠率指標的詳細數(shù)據(jù)展示。

　?。?)簡單查詢條件下的Widget插件，通過設(shè)置插件參數(shù)，以及參數(shù)與模型字段的對應關(guān)系，采用向?qū)皆O(shè)計逐步綁定數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)統(tǒng)計分析功能。對于復雜查詢條件下的Widget插件，可以通過后臺設(shè)置SQL語句實現(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)計頁面綁定，并設(shè)置頁面權(quán)限，完成自定義查詢統(tǒng)計分析功能的定制工作。

3結(jié)論

　　基于Widget的統(tǒng)一展現(xiàn)框架目前應用于南方電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)綜合應用挖掘與分析研究項目，針對用戶的個性化需求，在系統(tǒng)開發(fā)人員不介入的情況下，通過向?qū)脚渲猛瓿赡Ｐ蜕?、公式編輯、頁面設(shè)計、數(shù)據(jù)綁定、統(tǒng)計分析頁面展現(xiàn)的全過程管理，滿足電能質(zhì)量統(tǒng)計分析的大部分應用場景。對于復雜的應用場景，系統(tǒng)開發(fā)人員按照統(tǒng)一展現(xiàn)公共接口設(shè)計Widget組件，并通過系統(tǒng)發(fā)布方便用戶進一步使用。

　　根據(jù)南方電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)綜合應用挖掘與分析研究項目的使用場景，目前在指標公式編輯器方面僅滿足簡單的四則運算、標準方差等簡單運算規(guī)則，不支持復雜計算公式的編輯；其次可視化布局采用網(wǎng)格方式設(shè)計，不規(guī)則統(tǒng)計分析頁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

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