0　引言

　　在电网监控系统中，屏幕信息是重要的人机信息交互接口工具。随着计算机技术，尤其是图像显示技术的不断发展，电网监控系统中的屏幕显示信息越来越精美，人机界面(MMI)也越来越友好。但是屏幕信息的组织模式和方法很多，不利于MMI的开放。建立开放系统是当今电网监控的发展方向^［1，2］，因此必须有一种能系统地反映电网监控系统屏幕信息要求的信息模型，以规范和统一屏幕的组织模式，保证屏幕信息的组织和输出的开放性，便于系统的实现、维护和扩展。
　　本文从电网监控屏幕信息的要求出发，分析了屏幕信息的构成要素，由此建立起屏幕信息的统一模型，并根据此模型给出了组织和管理屏幕信息的具体技术和方法。

1　屏幕信息要求

　　屏幕信息(SI)是指在电网监控系统中的显示屏上的各种信息，调度运行人员可以通过这些信息了解掌握系统的状态，运行维护人员可以通过这些信息对系统进行维护管理。屏幕信息是电网监控系统重要的信息输出窗口，对屏幕信息管理得是否有效，将直接影响系统的性能，它的组织是否合理也将直接影响系统的效率和可扩展性能。
　　在电网监控系统中，屏幕输出信息只是作为实现某些应用功能的一部分，通常不用特定的程序来实现，即它们只是蕴涵在各种应用功能中，并没有专门的组织和管理模式，因此屏幕信息的组织管理形式相当繁多。尽管都能满足实现各种应用功能的要求，但不利于系统的维护和扩展。表1给出了电网监控系统中屏幕信息的表现形态，根据电网监控的功能要求，列出了各种屏幕信息的内容、表达方式以及相应的要求。

表1　电网监控屏幕信息
Table 1　Screen information for power network
supervisory control

2　监控系统的屏幕信息模型

　　由于Windows技术的发展，屏幕信息的组织已经从完全无序(无约束)的状态向有序(有约束)的状态方向发展，Windows技术在某种程度上统一了屏幕信息的组织模式(Windows风格)，但对于具体的应用系统，尤其是电网监控这样有大量复杂屏幕信息输出的系统，还是远远不能适应实际应用的需要。下面分析电网监控系统屏幕信息模型，有关Windows的底层模型将不作讨论。
2.1　信息点组织形式
　　若屏幕信息由n个信息点组成，则它可以表示成各个信息点的集合：

SI=｛SI_i｜i=1，2，…，n｝

(1)

　　由表1可以看出：在电网监控系统中，不管完成什么样的功能，使用什么样的信息，其表达方式只有两种——图形和文字(文字又可以划分为一般文字和数字)，即屏幕信息集SI在屏幕上显示的任何一个信息点SI_i都只能是文字或图形。因此对于第i个信息点SI_i，有：

SI_i∈(G，T)

(2)

式中　G，T分别为图形和文字集。
　　根据电网监控系统的功能要求，保证模型描述的一般性，面向屏幕信息点的典型信息组织模式可以用图1来描述。

图1 面向信息点的信息组织
Fig.1 The information organization sriented to in formation points

　　面向信息点的信息组织模式，与面向功能的屏幕信息组织的不同及相互关系主要有以下几点：
　　a.信息组织简单化，只对信息点的属性信息进行组织，有利于接口的统一。
　　b.任何一个屏幕显示信息功能的实现，都可以利用多个信息点的组合，即：

F_i=｛SI_i1，SI_i2，…，SI_in｝

(3)

式中　F_i是指第i项屏幕信息输出功能；SI_ij是不同的信息点，可以根据功能的复杂程度来定。
2.2　信息点的描述
　　根据图1可以写出以信息点为对象，面向对象的屏幕信息的模型，任一信息点SI_ij可以表示成：

SI_ij=｛T_gt，T_ch，T₁，T₂，T₃，P_pt｝

(4)

式中　括号里的元素分别为信息点SI_ij的属性，每一项的属性与图1中每一层次相对应。
　　T_gt是信息类别属性，T_gt=0表示图形属性，T_gt=1则表示文字属性；T_ch为信息可变化属性，T_ch=0表示运行状态下信息不可改变，T_ch=1则表示可以改变；参数T₁，T₂，T₃分别对应图中的下面3个层次，它们的取值结合T_gt和T_ch的值可最终确定信息的属性，如果取值为0，表示为非该层信息，取值不为0则表示该层信息的顺序号，显然T₁=0为无效信息点；P_pt是信息的参数表属性，它指明信息的具体内容，为区别不同的SI_ij可以创建用于区分的属性子类，如果是文字类的信息可写出文字，如果是图形类的信息则给出各项图形参数，另外，在任一子类中都应该包含X，Y属性，X，Y是信息坐标位置属性，它表明信息在屏幕的显示位置，具体的取值范围由信息的其它属性确定(文字类可以按行、列确定，图形类可以按像素坐标确定)。
　　例如分别给出两个信息点SI_i1和SI_i2：

SI_i1=｛1，0，1，0，0，1，10，“城西站”｝

(5)

SI_i2=｛0，0，2，1，0，100，100，1｝

(6)

　　式(5)和式(6)都是以X，Y，I为P_pt(I为信息内容)，式(5)给出的SI_i1是一个固定信息点，它是在第1行第10列处显示站名称“城西站”；SI_i2则给出一个固定不变的图形信息，它是设备单元的母线，且该母线的详细属性编号为1(即母线系统中的1号图元)，显示于像素坐标为(100，100)处。
　　显然这里的信息点，并不是通常点的含义，它是一种信息单元，包含有一组信息。系统中的任一个信息点均可用式(4)的模型很方便地定义，图1中未列出的各种设备单元(发电机、断路器等)也可用式(4)进行定义。

3　模型实现

　　建立屏幕信息的模型是为了能更好地建立和管理系统。由式(3)可知，电网监控系统中的任意屏幕显示功能，均可以由n个屏幕信息点SI_ij(j=1，…，n)来实现，因此可用式(4)的SI模型来实现电网监控系统中与屏幕信息相关的各种功能，主要包括：定义信息点，实现与屏幕信息相关的功能；对已定义的信息点进行维护管理，实现维护屏幕信息的功能；实时应用，实现电网监控的实时显示。
　　面向信息点的屏幕信息模型，定义了屏幕信息的各种属性，需要维护屏幕信息时，只需修改维护信息点的集合或信息点的属性，就可达到修改各种屏幕功能的目的。由于信息点的属性或实现功能的信息点集合可以以标准的文件格式进行组织、保存，因此在对屏幕信息进行维护时，只是对各种标准文件的维护，不需涉及系统程序，这可保证系统屏幕信息维护的接口统一，保证系统的可扩展性和开放性。
　　对电网的实时监控，实际上就是根据系统状态，在屏幕上输出各种反映当前系统状态的屏幕信息。基于面向信息点的屏幕信息模型，电网监控信息输出到屏幕的过程如图2所示。

图2 基于屏幕信息模型的监控过程
Fig.2 The supervisory control process based on screen information model

　　在图2中，屏幕显示各种监控信息是以要显示的信息点的属性为基础，系统的数据采集及状态判决的模块不需要将监控信息直接写于屏幕，而是对信息点的各种属性进行修改，这样不仅保证了应用模块与屏幕信息输出接口的统一，而且有利于面向对象编程，建立真正的多任务应用系统。屏幕功能信息点的数量及类别由式(3)决定。
　　根据前面的分析，数据采集和状态模块只能修改那些T_ch=1的信息点的P_pt属性，T_ch=0的信息点在实时应用中不可以改变，若改变只能通过信息点的维护来实现。

4　结语

　　面向信息点的屏幕信息模型，是以面向对象技术为基础，根据电网监控的功能要求而建立起来的，为电网监控系统统一信息屏幕输出接口提供了很好的途径。它不仅为实时应用提供了标准统一的接口，而且为屏幕信息的维护提供了独立于系统程序的途径和接口。该模型的应用，有利于系统的扩展，便于开放系统的实现。