硕士论文-对象关系平台在重钢电力信息系统集成中的应用与研究

重庆大学硕士学位论文对象关系平台在重钢电力信息系统集成中的应用与研究姓名：吴红申请学位级别：硕士专业：计算机技术指导教师：罗军;沈勇革20051001重庆大学硕士学位论文英文摘要I摘要近几年来，我国电力技术进步最为明显、其中最为突出的领域就是自动化技术的发展。多年来电力系统自动化领域的技术进步日新月异，目前在研发、制造、运行和管理技术方面都已进入或接近世界先进水平，部分技术都已达到国际领先。目前我国各网、省公司装备的电网调度自动化系统比例已由原有的5.4%上升至80%，全国37个省级及以上电网调度中心均建设了较为完善的监控和数据采集（SCADA）目前从电力信息的发展趋势来看，电力信息系统已经进入一个高速发展的时期，同时，应注意到，各厂家开发的电力信息系统软件各不相同,而将各电力信息子系统进行集成，使各子系统有机综合,这是更好地保证大电网安全经济运行的需要，而提高各子系统之间的复用率和避免信息孤岛的产生已成为目前国内外电力信息软件研究重点和难点。本文首先较为详细的介绍了重钢现有的电力信息系统：生产管理系统、电力经济运行系统、电力设备管理系统、电力负荷管理等系统、对这些系统在使用过程中出现的信息资源不能共享，电力系统数据重复输入和多口采集，不能实现信息的及时共享和反馈等问题，严重的影响数据的实时性、一致性和正确性，更无法对决策进行支持。而系统越多，这些问题就越严重，这些信息子系统无法集成，电力信息孤岛的存在已严重影响到集团化、行业化应用，公司电力信息化建设陷入恶性循环，对此，我们对重钢电力信息化存在信息孤岛问题的原因进行了详细的分析，找出造成问题的关键因素，同时根据目前国内外电力信息软件的发展趋势和前沿技术结合重钢电力信息系统的具体情况。提出多层体系架构是成功整合系统的保证，对象关系转换是解决系统整合的基础和难点，组件和中间件技术是解决系统整合的关键，最后采用组件技术，中间件技术，ORM技术，设计模式和面向对象建模技术有针对性的建立重钢电力对象平台来解决上述问题，该对象－关系平台的研究和应用不但对重钢电力信息系统的集成有重要的指导作用，同时也使我厂对相关软件前沿技术有了更深的认识。关键词：面向对象，架构,组件,中间件,阻抗失谐,设计模式.重庆大学硕士学位论文英文摘要IIABSTRACTAutomationtechnologyisthemostprominentoneinthedevelopmentofelec.technologyinrecentyears.Withit,wehavereachedorapproachedinternationaladvancedlevelinresearching,making,runningandmanagingelec.Automation.Theproportionofelec.nettinghasreached80%from5.4%inourcountry.Allofthedispatchingcentersoforaboveprovincialelec.nettinghavesetupquiteperfectsystemsofcontrolanddataaccumulation(SCADA).Theelec.informationsystemdevelopmenthasreachedahighlevel.Atthesametime,theelec.informationsystemsmadebyeachcompanyaredifferentonefromanother.Itisnecessarytointegrateallsubsystemsandmakethemcooperateeffectivelyinordertosecuretheelec.nettingrunningeconomically.Therefore,itbecomesanimportantanddifferentpointinusingofsubsystemsandavoid“informationisolatedisland”comingintobeing.Inthisessay,wefirstintroducedtheelec.informationsystemofChongqingSteel&ironLtd.witchincludessystemsofmanufacturemanagement,elec.economicalrunning,elec.equipment,elec.loadmanagementetc.the0problemsintheusingamongtheminfluencetheeffectiveusingofdata,letalonesupportingdecision.Theseproblemsincludesthatinformationresourcescannotbeshare,repeatedlyinputdataandtheinformationfeedbackcannotberealizedpromptly.Themorethesystemsthemoreserioustheproblemsare.Theseinfluencetheaggregationandprofessionofinformationuse,thus,therealizationofelec.informationfallsintoaviciouscircle.Wehaveanalyzedthereasondetailedandfoundthekeyfactors.Withtherealsituationinbothmulti-layerarchitectureisthesecuritytointegratesystemssuccessfully,transformofobjectrelationsisthebaseanddifficultpointofitandcomponentandmiddlewaretechnologyisthekeyofit.Wesolvetheseproblemsinsettingupelec.objectplatformbyusingthefollowingtechnologies:component,middleware,ORM,designmodelandobject-orientedmodeletc.Theresearchandapplicationofthisplatformnotonlyguidesustointegratetheelec.informationsysteminourcompanybutmakesusgetmoreknowledgeinadvancedrelatedsoftwaretechnology.Keywords:objectoriented,Architecture,component,middleware,ImpedanceMismatch,Designpattern重庆大学硕士学位论文1绪论11绪论目前国内外电力系统信息决策软件的发展，已突破精确解的范畴而进入开发专家系统，模糊数学及神经网络等知识型软件的新领域。近几年计算机及网络技术、软件技术和通讯技术取得了突破性进展，尤其是面向对象技术的实施使仿真软件进入了一个高速发展的时期，电力系统信息决策软件的发展不仅从软件的角度有了突破性的进展，而且在实际工作中发挥了非常大的作用，例如：调度仿真系统，不仅具有变电站实际运行物理过程的真实感，便于新调度员熟悉变电站设备，掌握电网安全的运行技术；而且具有故障处理提示与事件操作管理功能，能对调度员和现场操作人员进行培训与考核。目前各种电力自动化信息化系统广泛应用于我国各电力局和相关电力部门。这些系统的运行大大提高了电力系统的可靠性和经济性，而且减少了员工、降低了系统运行和维护的费用,对电力系统的经济运行起到了非常大的作用。1.1问题的提出尽管电力信息化建设在我国已经取得很大的成绩，信息化水平有了很大的提高，但应当看到，目前的电力信息化建设仅仅是开始。电力信息系统没有统一的信息平台，生产管理系统、电力营销系统、电力经济运行系统、电力设备管理系统、电力负荷管理系统、安全监督管理系统、计划统计和综合指标系统等业务系统没有实现整合，形成很多数据孤岛，信息资源不能共享。从国内外电力系统的发展过程看，目前电力系统对信息化的要求已不仅仅只是满足于、局限于某个电站的自动化,某个特定电力信息系统的辅助功能,而是更多的从电力系统整体全面上进行通盘考虑，优化电网整体结构，实施电力系统的安全经济运行,因此电力信息系统的总体发展趋势是除进一步使各子系统的功能更加完善外，更重要的是综合集成，避免电力信息系统孤岛的产生,使各子系统有机综合，有机综合带来的结果将是质的飞跃，这也是更好地保证大电网安全经济运行的需要。消除孤岛，关键是实现集成，而怎样将各电力信息系统有机的集成就是目前摆在我们面前的关键和难点。重庆钢铁公司于1993年开始实施电力系统自动化工作，到目前为止，各电站基本实现了本地的SCADA系统，随着重钢用电量的迅速增长，电网规模不断扩大，结构日益复杂，数据信息大量增加，重庆钢铁公司已逐渐使用电力系统高层仿真、决策软件来辅助管理，在实践中证实了各子系统对保证重钢电网实现安全、经济的运行起了关键核心作用。但随着各种系统的应用，如调度员仿真，操作票系统重庆大学硕士学位论文1绪论2等其它电力管理系统的运行，我们发现不仅各个系统开发效率低，每个系统都完成从数据采集、关系－对象转化等过程，而且还相互独立、无法互通互联，形成一个一个的“信息孤岛”，不但不能共同协作，提升业务和管理效率，反而造成信息源、信息流的混乱！同时各个独立系统都摆在管理人员面前，是让人非常头疼的事情，管理人员无法对整体电网运行和电网流程管理进行全面掌控。本文针对该问题，仔细研究重钢电力系统的实际情况，把面向对象技术、组件和中间件等技术结合起来，研究出适合重钢电力系统的对象关系平台，以解决上述问题。1.2本文的研究对象及思路目前国内外针对电力信息子系统集成的研究还不多,本文根据我厂电力信息系统的实际情况和存在的问题和难点，提出面向对象和关系数据库的不匹配是整个系统集成实现的难点，建立对象关系平台是整个系统集成实现的关键。并对该问题提出理论研究和解决方案，最后把面向对象技术、组件技术、设计模式和软件架构等技术结合起来设计出适合我厂实际情况的对象关系平台,以解决上述问题。该平台的实现具有：(1)将成熟的关系模式与先进的面向对象模式完美结合，对用户而言该系统是面向对象的，可适应各种面向对象程序的需要。(2)该系统具有良好的开放性，易于维护和扩充，可以集成多个信息系统。(3)该系统利用类的层次性和继承性来组织数据，处理各应用之间以及应用与基础数据间的关系，数据简洁，冗余度小。其上集成的应用越多，越能体现其优势。(4)数据结构与实际电力系统各组件高度一致，直观性好，便于理解和使用[1]。重庆大学硕士学位论文2重钢电力信息化现状及存在的问题32重钢电力信息化现状及存在的问题2.1重钢现有电力系统简介重钢股份公司电力系统目前共有110KV/35KV/6.3KV总降变电站2座、35KV/6.3KV区域变电站5座、6.3KV/0.4KV变电站数十座、7台燃气发电机组及相应电压等级的馈出线路(架空线、电缆)，正在修建的有2座110KV电站。随着重钢用电量的迅速增长，电网规模不断扩大，结构日益复杂，数据信息大量增加，重钢已逐步使用了大量的电力系统高层仿真、决策软件辅助管理，以保证重钢电网实现安全，经济的运行。我厂现有的电力信息系统有：图2.1变电站工作票与操作票通用专家系统Fig2.1WorkcheckandoperationcheckGeneralProfessionalsystemofvariablepowerstation重庆大学硕士学位论文2重钢电力信息化现状及存在的问题4该系统主要用于为变电站自动生成工作票并拟定