基于網絡自動布局算法的電網可視化研究

吳立桐 陳宇 龐永恒 苗立莉

摘要：傳統的電網拓撲圖創建和編輯是需要耗費大量的時間和人力，為此研究了一種在給定電力線路數據和節點初始坐標的情況下自動生成電網布局的方法。使用自動布局算法通過重新組織總線以消除交叉和銳角來改善拓撲布局以實現較好的拓撲可視化效果。應用實例表明，通過該方法所創建的電網拓撲圖包含較少的交叉數和銳角，能夠明顯改善網絡圖形的可視化效果。

關鍵詞：電網布局;力定向圖;可縮放矢量圖形;網絡字段布局算法;電網可視化

中圖分類號：TP391

文獻標志碼：A

ResearchonAutomaticLayoutAlgorithmofVisualablePowerGrid

WULitong1，CHENYu1，PANGYongheng2，MIAOLili1

（1.NingheSupplyBranch，StateGridTianjinElectricPowerCompany，Tianjin300010，China;

2.CollegeofInformationScienceandEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China）

Abstract：Thetraditionalgridtopologycreationandeditingtakesalotoftimeandlabor.Forthisreason，thisstudydescribesamethodtoautomaticallygeneratethegridlayoutaftergivingthepowerlinedataandtheinitialcoordinatesofthenodes.Thisapproachusesanautomaticlayoutalgorithmtoimprovetopologybyreorganizingthebustoeliminatecrossoversandsharpcornersforbettertopologyvisualization.Theapplicationexampleshowsthatthegridtopologymapcreatedbythismethodcontainsfewercrossoversandacuteangles，whichcansignificantlyimprovethevisualizationofnetworkgraphics.

Keywords：gridlayout;forceorientationmap;scalablevectorgraphics;networkfieldlayoutalgorithm;gridvisualization

0引言

電網拓撲以圖形展示給電力工程師，將幫助電力工程師更直觀地了解可能發生的電氣現象。一般這些電網拓撲圖是使用用戶界面中提供的圖形工具手動創建的。隨著網絡規模的擴大，創建、更新和維護這些圖表的過程變得費事費力，且人工創建的圖形可視化效果無法得到保證[13]。為此本研究重點關注了用力定向算法自動構造電網基本布圖的課題?；静季质侵冈诙S平面上為電網節點分配坐標，使分支線路的交叉點最小化，并且圖形整潔清晰。力定向算法的目標是從初始布局開始，通過移動保持連接的節點來實現網絡的最終布局，從而實現美觀的網絡可視化[45]。算法原理是將整個網絡模擬為一個虛擬的物理系統，在節點處具有相互排斥的電荷，這些具有電荷的節點也被模擬的機械彈簧力所吸引?！?br>