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分布式水库优化调度系统的研究与设计

作　者: 朱建国
导　师: 周建中
学　校: 华中科技大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 优化调度分布式系统数据传输对象设计模式统一建模语言
分类号: TV697.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

水电能源作为一种可再生能源,在我国的能源结构中将占据越来越重要的地位。在国家大力开发水利水电工程之际,水资源优化调度研究成为当前科学研究的一个前沿课题和研究热点。在过去的几十年里,随着计算机技术和自动控制技术及优化调度理论的发展,我国水电站和水库在自动化和信息化方面有了长足的进步,水库优化调度系统的应用更进一步提高了水资源的使用效率。然而,随着网络时代的来临,软件的体系结构向着分布式多层次的方向发展,并且传统单机的应用系统已无法适应日益庞大而复杂的水电系统的管理和运营需求,因此研究和开发分布式的管理和调度软件系统迫在眉睫。本文在分析了水库优化调度系统功能需求的基础上,提出了基于.NET框架的分布式系统架构,解决了数据传输对象模型、安全性和交互性能问题,详细阐述了分布式水库发电优化调度系统的实现方法,设计了通用的防洪调度子系统。具体地讲,本文首先探讨了我国水库优化调度软件的发展现状,以及应用软件向分布式方向发展的趋势,研究了采用分布式架构开发水库调度系统的重要意义。其次介绍了水库调度的基本理论和方法,引入了在电力市场环境下新的水库发电优化调度模型,并进而分析得出了水库优化调度系统的功能需求。接着阐述了软件架构的发展趋势和技术动因,设计了适合计算密集型的水库优化调度系统的分布式多层的系统架构,研究了分布式架构环境下各层之间的数据传输对象模式,提出了基于.NET框架的系统的安全方案和改善系统交互性能的措施。然后本文利用先进的设计模式理论方法和统一建模语言,为发电优化调度子系统创建软件类结构模型,并按照系统的逻辑架构详细阐述了分布式系统的具体实现方法。紧接着重点研究了水库防洪调度规程库的设计,使得防洪调度子系统能够适应不同水库的需求。本文最后介绍了最新的Web2.0技术,并指出其对水库优化调度系统这类专业的行业应用发展的影响。研究成果对进一步开发更为完善的分布式水库优化调度系统乃至水电企业运营调度的综合信息系统具有重要的指导意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
1 引言  11-15
  1.1 水库优化调度理论研究的现状  11-12
  1.2 应用软件的分布式发展趋势  12-13
  1.3 分布式水库调度系统研究的重要意义  13
  1.4 本文的主要内容  13-15
2 水库优化调度系统功能分析  15-35
  2.1 短期发电优化调度子系统  15-18
    2.1.1 理论分析  15-17
    2.1.2 功能分析  17-18
  2.2 中长期发电优化调度子系统  18-25
    2.2.1 理论分析  18-24
    2.2.2 功能分析  24-25
  2.3 防洪优化调度子系统  25-27
    2.3.1 理论分析  25-26
    2.3.2 功能分析  26-27
  2.4 径流预报子系统  27-34
    2.4.1 三水源新安江模型的短期径流预报  28-29
    2.4.2 基于多元线性回归模型的中长期径流预报  29-30
    2.4.3 基于 Elman 人工神经网络的中长期径流预报  30-34
  2.5 系统功能结构  34-35
3 分布式水库优化调度系统总体设计  35-58
  3.1 分布式多层系统架构设计  35-43
    3.1.1 什么是软件设计  35-36
    3.1.2 逻辑架构与物理架构  36-37
    3.1.3 应用系统物理架构的演进  37-39
    3.1.4 分布式应用系统的逻辑架构  39-40
    3.1.5 基于.NET 的水库优化调度系统软件的分布式架构  40-43
  3.2 DTO 模式研究  43-45
    3.2.1 简单标量参数列表  43
    3.2.2 数据集对象  43-44
    3.2.3 类型化数据集  44
    3.2.4 自定义业务实体  44-45
  3.3 分布式系统安全性研究  45-52
    3.3.1 分布式软件安全的基本原则  45-47
    3.3.2.N ET 框架的安全机制  47-49
    3.3.3 系统的安全方案制定  49-52
  3.4 分布式应用系统交互性能研究  52-56
    3.4.1 创建等待页面  53-55
    3.4.2 多线程任务类  55-56
  3.5 系统开发的软硬件环境  56-58
4 发电优化调度子系统的设计与实现  58-73
  4.1 基于设计模式和UML 的子系统详细设计  58-62
    4.1.1 设计模式理论简介  58-59
    4.1.2 统一建模语言简介  59-60
    4.1.3 发电调度子系统类结构设计  60-61
    4.1.4 发电调度子系统程序组织结构  61-62
  4.2 表示层的实现  62-66
    4.2.1 基于 Master Pages 的用户界面的实现  62-64
    4.2.2 数据绑定  64-65
    4.2.3 数据验证  65-66
  4.3 主业务层的实现  66-70
    4.3.1 基于 Remoting 的应用服务器程序实现  66-68
    4.3.2 业务层类库的实现  68
    4.3.3 算法设计与实现  68-69
    4.3.4 递归算法实现概率树  69-70
  4.4 数据服务层的实现  70-73
    4.4.1 ADO.NET 的数据处理方式  71-72
    4.4.2 通用数据处理类的实现  72-73
5 防洪优化调度子系统的设计与实现  73-77
  5.1 防洪调度子系统类详细设计  73-75
  5.2 主业务层的实现  75-77
    5.2.1 防洪调度规程库设计  75-76
    5.2.2 算法设计与实现  76-77
6 结论与展望  77-80
  6.1 结论  77-78
  6.2 WE82.0 及其带来的思考  78-80
致谢  80-81
参考文献  81-86
附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录  86-87
附录 2 攻读硕士学位期间参加的科研项目  87

分布式水库优化调度系统的研究与设计

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