Программное обеспечение

Подробности: Просмотров: 2675

Предлагаемые проект направлен на разработку программно-аппаратного комплекса управления электропотреблением (ПАКУЭ) на региональном и муниципальном уровне.

Основной задачей при создании ПАКУЭ является разработка про-граммного обеспечения в области оптимального управления электропотребления на основе современных технологий.

Создание программного обеспечения для ПАКУЭ включает в себя следующие этапы:

1. Разработка базы данных по электропотреблению объектов в среде Microsoft SQL Server 2008 R2.

Состав банка данных

Предметная часть базы данных

Таблицы «HandBooks» и «Qualifiers» предметной части базы данных (фрагмент)

Таблица «Persons» (Фрагмент)

Фрагмент таблицы «Addresses»

Таблица ContrAgents

Таблица Participations

Таблица PriceLists

Таблица «Documents»

«Tech.GUIsImages»

2. Разработка расчётных модулей для реализации прогнозирования и нормирования электропотребления, а также выявления объектов аномально потребляющих электроэнергию на языке программирования C# в среде Visual Studio 2010. Аналитическое ядро приложений, выполняющих операции по построению прогнозов, типовых графиков нагрузки и выявлению аномалий в данных, реализовано в среде MS Visual Studio 2010 с использованием языка программирования C#.

Логическая структура программно-аппаратного комплекса

Основными программными единицами в разработанном приложении являются классы и методы классов. Основная часть классов выполнена ста-тичными, что позволяет вызывать их методы без объявления экземпляра самого класса. Классы созданы в рамках пространства имен Rang, являющегося контейнером для их логической организации.

Класс Matrix определяет основные операции для работы с двумерным массивом, представленным в приложении объектом Matrix, к которым относятся следующие:

- доступ ко всему и отдельному элементу массива;

- извлечение отдельных строк и столбцов;

- замена значений строк и столбцов;

- извлечение части массива;

- определение определителя и обратной матрицы;

- выполнение сложения, умножения и вычитания матриц;

- транспонирование и конкатенация.

Класс Functions определяет операции, необходимые для реализации процедур рангового анализа. К ним относятся:

построение двумерного массива ранговых табулированных распределений иследуемого параметра;

аппроксимация массива ранговых параметрических распределе-ний;

вычисление параметров полиномиальной зависимости определен-ной степени;

решение системы линейных алгебраических уравнений с использованием метода наименьших квадратов;

реализация техноценологического прогноза на основе методов с фиксированной и без фиксированной первой точки.

Класс Probably реализует основные операции математической стати-стики, необходимых для работы приложения. К ним относятся:

- вычисление квартилей по вектору данных;

- вычисление средних и среднеквадратических отклонений как по отдельному вектору данных, так и по двумерному массиву.

Класс Claster реализует основные операции по построению типовых графиков нагрузки на основе метода k-means. В процессе работы методов класса размерность исходного многомерного пространства признаков при помощи метода анализа главных компонент снижается до двух. В пространстве первых двух главных компонент осуществляется кластеризация образов суточных графиков нагрузки.

Класс SSA реализует вычислительные операции метода анализа и прогнозирования временного ряда на основе алгоритма анализа сингулярного спектра. Для этих целей в классе описаны методы, выполняющие следующие действия:

- построения траекторной матрицы на основе сдвиговой процедуры;

- численное сингулярное разложение двумерного массива на основе алгоритма NIPALS;

- восстановление временного из двумерного массива путем усреднения по побочным диагоналям;

- продолжение временного ряда на основе алгоритма векторного и рекур-рентного прогнозирования;

- численное определение доверительных границ прогноза с использованием алгоритма Bootstreap;

- определение параметров сингулярного разложения временного ряда, обладающих наилучшими прогнозными свойствами.

Класс Trend реализует операции по выявлении детерминированных составляющих временного ряда на основе метода серий с применением алгоритма сингулярного разложения. Методы классы выполняют следующие основные действия:

построение вспомогательного временного ряда;

подсчет количества серий и определение размера самой длинной серии ряда.

3. Разработка интерфейса ситуационных панелей ПАКУЭ на платформе .Net Framework с помощью Visual Studio 2010, Microsoft Silverlight, Microsoft Expression Studio.

Ситуационные панели ПАКУЭ предназначены для выполнения следующих основных функций:

построение графиков вероятного поведения временных рядов по электропотреблению в будущем;

построение границ доверительных интервалов прогноза с надёжностью 95 %;

анализа данных электропотребления для оперативного выявления аномалий (ненормативного потребления);

построения трендов и типовых графиков нагрузки;

прогнозирования электропотребления;

ведения и поддержки в целостном состоянии базы данных по элек-тропотреблению;

адаптацию алгоритмических моделей.

В настоящее время разработаны следующие интерфейсы;