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摘 要：介紹了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想和對(duì)象的抽象機(jī)理在電網(wǎng)CAD（PWCAD）系統(tǒng)中的應(yīng)用以及ObjectARX編程技術(shù)。闡述了通過(guò)利用AutoCAD核心數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)放結(jié)構(gòu)和ObjectARX提供的基類(lèi)及類(lèi)的繼承、派生機(jī)制定義專(zhuān)業(yè)對(duì)象的過(guò)程以及建模系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，并由此建立了PWCAD的對(duì)象模型。
關(guān)鍵詞：面向?qū)ο�；繼承；ObjectARXCAD
隨著電力系統(tǒng)分析軟件朝著圖形化方向發(fā)展，圖形系統(tǒng)在各分析軟件中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。過(guò)去電力系統(tǒng)圖形系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)大都是借助ADS或AutoLisp編程接口在AutoCAD基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的。而ADS和AutoLisp都是面向過(guò)程的開(kāi)發(fā)接口，開(kāi)發(fā)的程序不僅可讀性差，而且條件稍作更改，程序要作很大變動(dòng)，可擴(kuò)充性及可維護(hù)性差。并且它們大都沒(méi)有與外部數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。利用AutoCAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù)ObjectARX將面向?qū)ο蟮姆椒芭c外部數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)CAD的研究和開(kāi)發(fā)。
1 面向?qū)ο蟮碾娏AD建模分析
將面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建模領(lǐng)域，是要從問(wèn)題空間出發(fā)，以對(duì)象作為基本概念，通過(guò)對(duì)象的確定、分解和分類(lèi)，建立能用來(lái)進(jìn)行面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析的電力網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖。通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的抽象和行為抽象，描述系統(tǒng)的靜態(tài)屬性和動(dòng)態(tài)屬性的分析，得到由對(duì)象所構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)模型，形成對(duì)問(wèn)題域完整的語(yǔ)義描述，完成電網(wǎng)CAD系統(tǒng)的模型設(shè)計(jì)。
2 AutoCAD和ObjectARX
開(kāi)發(fā)的環(huán)境和平臺(tái)軟件選用了國(guó)際上先進(jìn)的面向?qū)ο蟮腃AD開(kāi)發(fā)平臺(tái)AutoCAD2000的ObjectARX。
AutoDesk公司推出的ObjectARX是一個(gè)基于面向?qū)ο蟮腃AD開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為基于AutoCAD的各種應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供了強(qiáng)大的面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)工具。ObjectARX提供了C＋＋為基礎(chǔ)的開(kāi)發(fā)環(huán)境及應(yīng)用程序接口，具有面向?qū)ο缶幊谭绞降臄?shù)據(jù)可封裝性，可繼承性等特點(diǎn)。由于利用了面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，可以將描述特征和變化關(guān)系的智能性設(shè)計(jì)對(duì)象變成AutoCAD圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中的一級(jí)對(duì)象，AutoCAD的編輯命令能夠直接對(duì)其操作，AutoCAD還可以基于他們的內(nèi)在顯示予以相應(yīng)的屏幕顯示。
3 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的知識(shí)特點(diǎn)
電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)知識(shí)的一大特點(diǎn)是具有層次性，即：第一層為網(wǎng)絡(luò)層，電力系統(tǒng)模型由相互間通過(guò)輸電線路連接在一起的發(fā)電廠和變電站組成。如圖1示。第二層為廠站層，廠站由開(kāi)關(guān)、各種電氣設(shè)備（出線、母線、發(fā)電機(jī)、變壓器等）組成。
在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，廠站是核心。二維模型要描述的元件主要有輸電線路及廠站所擁有的開(kāi)關(guān)、母線、發(fā)電機(jī)、變壓器、出線等。從這些元件關(guān)系中，首先可以建立如下知識(shí)概念：
�。�1）“元件”是指電力系統(tǒng)中具有特定功能的設(shè)備單位，如發(fā)電機(jī)、變壓器等。
�。�2）“廠站”與普通的電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠、變電站概念相對(duì)應(yīng)，其中包括廠站的元件。
4 PWCAD軟件中的對(duì)象模型
以實(shí)際的物理系統(tǒng)為模板確定對(duì)象類(lèi)。在電力系統(tǒng)廠站中的開(kāi)關(guān)、變壓器、發(fā)電機(jī)、母線等元件其電氣功能比較獨(dú)立，它們?cè)趶S站中的共性是都屬于電氣設(shè)備，因此，首先抽象出一個(gè)元件類(lèi)CElememt（設(shè)備元件）來(lái)作為各元件的基類(lèi)。由于每種元件又都有自己的屬性、行為和功能要求，如形狀特征、功能特點(diǎn)，因此，需要從元件基類(lèi)CElement派生出各元件類(lèi)。所以依據(jù)廠站所屬設(shè)備類(lèi)型如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、開(kāi)關(guān)、線路等分別確定為子類(lèi)，于是便得到派生而來(lái)的類(lèi)有CBreak（開(kāi)關(guān)）、CTransmisson（變壓器）、CBus（母線）、CGenerator（發(fā)電機(jī)）、電容CCapacitor、CLine（線路）等。電力網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)廠站是一個(gè)整體，它有自己的屬性如廠站名稱(chēng)、廠站編號(hào)、所屬單位等及功能，可以定義一個(gè)廠站類(lèi)CPlant。每個(gè)廠站有開(kāi)關(guān)、母線、變壓器、發(fā)電機(jī)等元件，廠站與這些元件是引用與被引用的關(guān)系。因此，在類(lèi)CPlant中，要引用CBreak（開(kāi)關(guān)）、CBus（母線）、CTransformer（變壓器）等對(duì)象。
在ObjectARX的對(duì)象模型中，AcRxObject類(lèi)是所有圖形類(lèi)的基類(lèi)。AcDbObject類(lèi)是從AcRxObject根類(lèi)繼承而來(lái)的，它是所有需要存入圖形文件對(duì)象的基類(lèi)。因此選用它作為CPlant類(lèi)的基類(lèi)。而AcDbEntity類(lèi)是從AcDbObject派生出來(lái)的，是所有具有圖形表示類(lèi)的基礎(chǔ)類(lèi)。它的功能包括：圖形的顯示與變換、圖形捕捉點(diǎn)的獲取與設(shè)置、與其它對(duì)象的求交、顯示本圖形信息、撤散本圖形為最基本的圖形元素等，因此，AcDbEntity類(lèi)提供了常用的修改及操作對(duì)象的函數(shù)，通過(guò)最后派生的元件類(lèi)就可以O(shè)verride（重載）這些函數(shù)，因而就會(huì)具有對(duì)本元件的常用的修改交互等操作，如母線元件，就可以實(shí)施拷貝、旋轉(zhuǎn)、拉伸等操作。所以選用AcDbEntity類(lèi)作為CElement的基類(lèi)。
4．1 元件類(lèi)
4．1．1 元件基類(lèi)
元件基類(lèi)的屬性包括顏色、線形、線形比例、可見(jiàn)性以及設(shè)備索引號(hào)、設(shè)備名稱(chēng)等。這些公共屬性的操作函數(shù)見(jiàn)下列定義。
4．1．2 元件類(lèi)
在派生的元件類(lèi)中都有自己的屬性與方法。
�。�1）開(kāi)關(guān)類(lèi)CBreak
①自定義屬性：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、所在廠站、所連母線、電壓等級(jí)等。
②方法：AcDbEntity類(lèi)提供了許多功能函數(shù)，只要override這些函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)類(lèi)元件的相應(yīng)功能。其實(shí)現(xiàn)方法如下：
重載intersectWith（）：用于修剪（trim）、延伸（ex－tend）、倒角（chamfer）、打斷（break）和對(duì)象捕捉的操作中。
重載transformBy（）：用于在AutoCAD環(huán)境下對(duì)幾何圖元類(lèi)進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)和縮放等操作。
重載GetGirpPoints（）、getOsnapPoints（）、getStretch－Points（）、moveStretchPoints（）、intersectWith（）等函數(shù)， 這些函數(shù)使對(duì)元件的交互操作變得方便。
重載worldDraw（）、viewDraw（）：支持圖形顯示功能。
重載draw（）：實(shí)現(xiàn)繪圖。
重載getTransformedCopy（）：創(chuàng)建對(duì)象的副本。
重載dwgInField（）、dwgOutField（）：用于圖形dwg文件的序列化操作。
自定義的方法有開(kāi)關(guān)類(lèi)對(duì)象的創(chuàng)建、刪除、修改以及接口函數(shù)和其他函數(shù)等。 這樣擴(kuò)充，使派生的元件可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能。
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