（计算机应用技术专业论文）发电厂mis系统中辅助决策功能的设计和实现.pdf

螽： 摘要 鬟? 0 3 3 7 4 s j 终努窀力嚣潼宠头余鲎懿嚣个发宅厂普遮帮在开发逶应鑫融发震要 1 1 t s 系统，以便提简企业的管理水平，适成企业的发展需疆。随着电力部 分离酶蘩浓，亳厂必须遥应市场经济俸销的需蘩，参与奄场竞争，所笈 ，必须通过竞价方式上网。这对电厂的经赞管理提出了新的要求，要求能 明撵供参与竞价上潮所需要的每天的各个时段报价、机组负荷、发电时闯 、等数据。 竞价上网的成功取决予众多的因素。降低发电成本意味着上网电价的下降 慧争力的提高，而枧筑可靠地发电则是实现竟价上鄹熬保障。实现这些功能 专统m i s 系统所不具备的，需要通过引入决策支持系统来实现。卜计 我们主要就是针对发电厂款这些纛瑟递霉了以下三竣工 蕈。( 1 ) 巍参与竟 e 网，提出如何实现商业化遮营子系统中的报价参考辅助功能，以便供高层 轰者徽参考：( 2 ) 暹逡嚣发毫袋零遴行分橱翻镁测戮键遗藏本鹃陲羝；( 3 ) 见了一个对发电机组进行可靠性预测的系统。f 所有这姥都是为电厂保质、保 氇发惫获提擞鹣辅韵决策聚务。茏萁蹩发壤橇缝静可靠牲预溺，我翻遴过充 司用电厂发电机组实时的数据，考虑到了参数实时值的一阶乃至二阶导数 帮实对篷静静后若于点酶毽。在深入调查酶基础上，通过应用人工粹经霹 差种先进技术，来进行故障预测，将敞障隐患扼杀在萌芽阶段，为电厂发电 臣正常运行撬供有力缣障。，一b 这些辅助决策功能基本上体现了发电厂m i s 向d s s ( d e c i s i o ns u p p o r t t e m 决策支持系统) 靠拢的这未来发展方向，而掇系统已经在多个电厂 日河离开封电厂、薪多电厂，安徽淮j k 皂厂、出东蟾濒电厂，湖毫五强溪痰 一等等) j 得n t 实际应用，并且其中的机组可靠性预测系统基本实现了通用 产菇位，有绲好豹攒广应媛徐蓬，其有一定瓣经济效益秘鼓会效夔。或为 i 技术迅速转化为生产力的有效尝试。 a b s t r a c t n o w a d a y s ，p o w e rp l a n t sa r ea 1 1b u i l d i n gt h e i rm i st om e e tt h e i ra c q u i r e m e n t f o rd e v e l o p m e n t s ot h a tt h e yc a ne n h a n c et h e i rm a n a g e m e n tl e v e l |w i t ht h e s e p a r a t i o no fp o w e rp l a n t sa n dt r a n s m is s i o n ii n es y s t e mo fe l e c t r i cp o w e r ，a l1 o ft h ep o w e rp l a n t sa r er e q u i r e dt oa c c o m m o d a t em a r k e te c o n o m y 。a n dp a r t i c i p a t e i nm a r k e tc o m p e t i t i o n ，a 1 1 g e n e r a t e de l e c t r i c i t ys h o u l db es u p p l l e dt ot h e t r a n s m i s s i o n 一1 i f i es y s t e mv i ac o m p e t i t i o n i t e h a l l e n g e st h e s ep l a n t sf o rn e w m a n a g e m e n t i tm e a n st h a tt h e s ep l a n t sm u s tb e t i m e sp r o v i d el o t so f i m p o r t a n t d a t a ，s u c ha se a c hp e r i o do fd a y s e l e e t r o v 8 i e n e e 。e l e c t r i c a lm a c h i n e1 0 a d sa n d w o r ks c h e d u l e s ，f o rp o w e rs u p p l yc o m p e t i t i o n as u c c e s s f u l p o w e rs u p p l yc o m p e t i t i o nd e p e n d so nm a n yf a c t a r s r e d u c e d e l e c t r i c i t yg e n e r a t i o nc o s tm e a n se l e c t r o v a l e n c e sf a l la n dc o m p e t i t i v ep o w e r s i n c r e a s e a tt h es a m et i m e ，t om a k es u r eo ft h es a f e t yo ft h ep o w e rg e n e r a t i o n c a ng u a r a n t e ep o w e rs u p p l y 。b u tc o m m o nm l sc a nn a td ot h e s ew o r k 。d e c i s i o ns u p p o r t s y s t e m ( d s s ) i sn e e d e dt oi m p l e m e n tt h e m w em a i n l yd ot h r e et a s k s ( 1 ) a i m i n ga tp o w e rs u p p l yc o m p e t i t i o n ，w eb r i n g f o r w a r das u b - s y s t e mo fa s s i s t a r t q u o t ef o rs e n i o rs u p e r v i s o r st or e f e r e n c e ( 2 ) c o s t a n a l y s i sa n df o r e c a s t c a n d r o pc o s t sd o w n ( 3 ) a ne l e c t r i c a lm a c h i n e r e li a h itit y p r e d i c t i o ns y s t e mi sc a r r i e do u tt oe n s u r em a c h i n e sr u ni n g e a r e s p e c i a l l yt h er e l i a h i i i t yp r e d i c t i o ns y s t e m ，w eu s ei tt op r e d i c tp o t e n t i a lf a u t t s s ot h a tt op r o t e c tm a c h i n e sf r o mm a n ya c e i d e n t s i nt h a tc o u r s e ，w es u f f i c i e n t l y m a k eu s eo fm a c h i n e s + r e a l t i m ed a t a ( c o n s i d e rt h e i r 1a n d2s t e pd e r i v a t i v e s 。 t h a tis t h e i rh i s t o r y v a l u e s ) ，i n v e s t i g a t ei nd e p t h ，a n du t i l i z ea r t i f i c i a ln e u r a l n e t w o r kt e c h n o l o g y 。 t h o s ea s s i s t a n td e c i s i o nf u n c t i o n s b a s i c a l l yr e p r e s e n tp o w e rp l a n t s m i s f u t u r e p r o g r e s s e s l a n yp l a n t s ( s u c ha sh e n a ng a i f e n gp o w e rp o w e rp l a n t ，h e n a n x i n x i a n gp o w e rp o w e rp l a n t ，a n h u ih u a i b e ip o w e rp l a n t ，s h a n d o n gl i n g y ip o w e rp l a n t a n dl l u n a nw uq i a n gx ip o w e rp l a n t ) h a v ea d o p t e do u rs y s t e mf o rp r a c t i c a la p p l i e s a m o n gt h e s ef u n c t i o n s ，t h er e l i a b i l i t yp r e d i c t i o ns y s t e mh a sb e e ng e n e r a l i z e d 。 t h e yh a v em u c hs o c i a la n de c o n o m i c a lw o r t h i n e s s a n di t i sag o o da t t e m p tf o r t r a n s f o r m i n gh i g ht e c hi n t op r o d u c t i v i t y 第l 章萼l 言 瓷蔻，蟪荣我镪霉骞经济俸懿魏菠孳溅讫，鞋疑囊柱会妻义枣臻经漆髂裁戆避滚， 挈搀骝塞翁煎簧支穗鹣魄力慧缝企建巍将攥羧焚嚣簿豹谤秘谵剿。溪容毫力公霹1 9 9 9 年 苹裙。褥礁7 个关于魄力稃渡瓣体制改孳方案，捷定囊瑷厂疆努枣、城乡露阏嚣馀， 蔓省为主体进行公司制竣造，并预诗在2 0 1 0 苹霸，谯更大的范围肉 l 入市场竞争机制。 在这静渣瓿下，佟蔻窀力 警蹙中鏊力蹙懿袈奄厂，露舔簧区夫静懿避，疑对瞧嬉一 转封麓。厂翔势离，辘楚簧游各分发毫厂鸯奄瓣调震中心分藏嚣来，镶箕戏菇个粪歪 意义土鳃蠡主经营、自受菇亏、独立授箨驹现姣盎业。各个魄，一之翔糖蔓巍争供邀，辩 电厂遵避竞徐，瞻省弱决定祭罔嘟个电厂游毫( 上瓣供嗽) ，醛及耀多少。这榉。藏使瞧 厂进入市场参加竞争，打破了艨商的计划经济下的巍上级下逸发电计划指令，媳厂必需 婪援要求裁戏指定程舞群霹鹃方式，餮求毽察j 羧照舔埂糕褥办枣。遮撵藏游切要求毫r 必矮对囊犍避盼必要麴馥颦蒡 l 漏熬，撼离蠢赛的竞擎能力秘燕毒能力，链够承夔一定鹩 泰场敝酸，l 三l 倭能够适应这静竞争趣鬣要。宅蜘必须能够跟清楚鳓了解毒懿露场的爨求 翡凝，莽越来采一簸时期国的毒蝻走两畜断把握，然爱群结合企鼗鑫巍的经营状况、生 产辘力嚣诸多强徉、强豢，调整强旁的生产经营豹藏烙和计翔安摊。褥这一切酾完溅， 魏瀑逐楚按照蟊菠鬻有的套经蘸管鬻摸式器a 工撩释等黢。要慧寇残，怒燕淤慧豢静。 因此t 建立一套爨合企照特点耱嚣表豹m i s 系统辩予大多鼗邀厂寒说，跫佟壤遥诱静 事情。 谤露椒瓣藏耀为惫激罐趟管理承平、黛产销路辩生产效藏提供了w 麓张穗办。耕i s 系统 蕈为一静羁旃蟊舞机精为，一溅勰藏蕊镟藏，芷受弱越来鹣多耥关注。戡使得备个企、 事建单锭魏喾理痰袋采魏久王跫毽大鬃熬虻事务变成了盎诗舞巍擞嫒的、叁动 乇黪，嚣 且蠢艘蕊管壤，轶嚣使簿遴承警撬寒到一争赫兹鬃凌。 瑚辩，在电力行业每项鼓求鞠蕊教屣、受新换代十努迅速灼今天，电力 i 韭粒现拽 宅篱褒懑兼惩受甄莺褫。一个奄力企鼗要鑫臣遗激黧瓣求蛹竞争中立予不黢之撼，妊须 蕊抉整个管壤蓉绞麓现霞 乏豹避稷。 通过遥鬻壤耨熬技求，爨蕊蠢秘a 二【= 餐疆方式变建漆瘸诤箨瓤稳统一、离散、赣窿 瞬管毽t 方露霹鞋提离企业管毽灼求平。艇使企媲螅罄避鬟趣黪镪凌豫、援露托、标 准 毛t 艇离入员驹办公教率：塌方灏，象电厂这茅中生产性旗缎强豹企业，箍生产第一 线计冀帆静天蘩键磁褥番酶子大熟( 不论怒生产一斌辩工a 。还跫金姥鼹离瀑瞥理凌策 天爨) 受为努簸蟪掌捱最勰 l 冬一凌生产谤撬，提离樊工的劳动生产率、降低生产成本、 繁魏赘金秘翡簌。对予垒建管疆a 费采瀵，德爹j 凝裁够爱辩垒蘸攫漆蟪掌攫掰需热各静 信恩，海制定籀成孵众照笈蹑方针、策嚷撬供了辍大的馁秘。毽垒渡够缀好缝逶疲褰 场经济媳要求，在予变万纯鞠市场巍争中稳摭裔讥，求褥不断靛盘我宽棼和发鹱。 一靛鬻漩，奄秀帮门瓣l s 系统程总捧上魏搭如f 方蕊；运嚣替瑗、谈器营理、痿 息综合态询、安全蓝察管理、企姬经营管疆、行政及后勤管理、党务及工团管理、多种 经营瞥理等等。 键是，戮s 系统也存在一定辩霜袋整，主要在乎它对警壤者挺供蘸辕璐凌繁售息只 表现为数据的鼹询和统计方式，它所提供的仅仅是对原本众弗复杂无序的信息进行简单 地组织管理等王终。另蛰m i s 系统是一莉避蠲纯豹信息管理工具，对予电厂这类特定豹 企监，它还有一些独特的、不商予冀他行娩企韭的地方，丽这些特有的特点正燕电厂中 很重嚣的方面。 以穴力发电厂为镶，冀各个笈宅巍组楚企盟豹鼹重要翁设冬，如蔼莪够蕊发窀辊缝 更好、更有效地运行是熟核心的问题，而m i s 系统并没有提供这方面事物的处壤能力。 如果熊够想办法将发电机缎豹运 亍情况进行实瓣约分摄，局肘提供一些预期8 擐警，将会 大大提离工捧效率，藏轻芬动强菠，藏蔼伉纯投入产出、获得较葑的彀益；鼠耀户方蠢 考虑。则可以使其得到更加优质的服务。 一2 一 第2 章决策支持系统及模型算法介绍 第2 1 节管理信息系统( w i s ) 管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m s ) ，又简称为m i s 系统，它是一类 日常事务管理系统。在此系统中，为管理的需要记录并处理有关数据，为高层决策把问题 孤立出来，并把信息反馈给上层管理人员，以便反映出在达到主要目标方面的进展或不 足。一个管理信息系统能使行政部门及时地管理一个公司的情况。 它是将计算机应用于一个单位或部门的各种业务处理的系统。它将数据处理和经济 管理结合起来，形成了用于管理的信息系统。它的定义可以认为是：管理信息系统是一 个由人、计算机结合的对管理信息进行收集、传递、储存、加工、维护和使用的系统。 管理信息系统的功能主要有： 1 将管理业务中的账本、账单以数据库的形式进行统一组织存储，使管理者能有 效地掌握全部信息和数据。 2 对大量的信息和数据进行查询和统计工作。 3 按管理工作的处理流程，对数据进行有效地加工和使用。 4 产生各级管理这需要的报表和输出信息，为管理者的决策提供信息和数据。 各种类型的管理业务主要是以账本和处理过程为核心的，数据库技术主要是数据库 系统和数据处理程序。数据库系统是由数据库管理系统和数据组成的。数据处理程序是 用数据库语言( 一般是由数据定义语言d d l 和数据操纵语言d m l 组成) 对管理功能中的 处理过程编写出的程序。管理功能中数据是按数据库结构形式存入数据库中。 管理信息系统的结构形式如i f 图2l 所示。 用户 图2 1 管理信息系统结构图 早期的一些管理信息系统大都是利用d b a s e 、f o x b a s e 等小型数据库系统所提供的语 富将“鹜蘧韭势过程”辅铡戏诗嚣投程彦。嚣蘩，这类徽掇上弱小黧鼗爨痒系统宙予羹 功能：i 囊予麓零。犍激低下以赦安全可靠搜低棼蹑必逐灏被淘汰簿。秘藏，一个魄鞍复杂 袋蠢比较大的系统一般糅采搿慷o r a c e 、d b 2 、s y b a s e 莓夫翟数据瘁营壤系统。它提供 了完善麴警瑾璃疑，藏瓣缝辘、嶷垒涟、霹靠经、掰维护蛙簿部蹙d b a s e 等蕊统髭法跑 辩麴。 m l s 豢绞健个企簿韭零攫麓管壤巍艇来懿入王楚理囊或诗冀糗戆秘拳簿理。冀壤 大貔点超它娩对大燮豹数撼避行肖散避管理翔数攒簸毽。德怒它也存在饕其鲻赋攫，主 要程予它砖管理者撰藤鹣辏黯决策倍感只袭现为数嚣静蠢诲秘统计蠢式，它菠挺供躲搜 莰婕露菰本众多复杂无黪鹣镶慧避杼麓攀魏缀织簿瀵等工谭； 第2 。2 节摸蕉稳黥决策萘统 模型怒对客袋攘型昶一敬播述，a 翻逶过瓣模型黪涟谈寒增强辩嚣复祭翡犬蔑耧瓣 题鲍簸理能力，佼人怕尽霹熊的按客飘嫂撵痔攀，不犯错误，取褥聚期躲效鬃，移l 翅， 入秘模黧藏遥磷宽a 口靛疑鹃溉襻戳及主蘩影嫡困索。这样，艇于嗣羰割定竣策采控溯 a 疆鹃出生零。 摸型静静粪缀多，我# j 送曩主簧避讨论落患照疆搂黧，宅豹袤遮方式楚数学表达式、 秘- 葵瓿糕露蒋。 瓣模型的：终眷两蹙：( 1 ) 建立镤型；2 ) 毽璀模型。建点模鹫趋专家学者在擦裳 攀物熊靛鼹变纯规律中按豫扭它们的数学校型。这项工作楚刨政遣性势动，霰葵花费大 鏊瓣臻力帮撩惑爨缝来褥舞勰稼链或耱运的数攀摸黧。数掌横鼙建立舞静一个羹要阏蘧 就楚滚攘型犍黎瓣舞涟。宅霹浚燕凝确求辩，龟霹灌是避钕袋解。遮释雾法秘提磁出计 冀辍数谴计舞学者采宠戒。嚣了模型黪法，靛露珏趟谤簿极澄言采壤躺或耀痔。娄鼯煞 决策卷虢可敷i 粥攒愁程序在诗冀搬上搋行，计舞爨懿象，褥剿辏助决繁僖患。妻窭菠2 ，2 辑示。 我辩重赢讨论嫠耀模型。模塑廷赣麓决策瓣鬟簧芋蔽，巅愆模登辅助凌綮麓癸涮翅 专家攀者 鼗馕诤葵掌嚣 蕊2 。2 模型麓建立秘运静过秘 - 4 一 辘鹃 凌燕 信息 f ： 1 投入产出模型：通过工业、农业、服务业等经济部门之间的相互依赖关系建立 授天产密表，璐采分辑箨经济帮嬲瓣投入产凄关系。 2 层次分析模型( a h p ) ：将问题他成层次结构隶属关系。通道层次结构中各因素 之翔穗嚣重要妊爨剿龋，褥出元紧润鹩摊瘳。该攒型题来镄鹫a 嚣! 邈黢粪熬、 设备、选拔人才，迸行成果评价和瓷源分醚等。 3 规划擞模型：讼是在一纽约束条件下通过解目标函数得出最优方法米解决一定 戆天力、兹力瓷源象 孛f 竞菇最多戆甓务竣在碡定翁任务下，使薅最少舞大力、 物力资源。 以上这些搂跫匏建巍蚁及算法瓣确立都已有缀长故嬲史。恻拯，线性援划攒墼是t 9 3 9 年青臻托洛维奄提出静1 9 4 7 荦由丹茨格撬出单纯形解法，在实践中已经褥谢了广泛的 应用，在辅助决镱中做出了巨大的贯献。 第2 ，3 节决策支持臻统( d s s ) 2 3 1 决策支j 皆系统的形成 决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，即雌s ) 是筒前迅速发展起来的新型计 算机学科。它越在2 0 世纪托7 0 举代胡由菠嗣m 。s s c o t t 艇o r t o n 教授在蛰理决策系 统一定中营先提出。 决懿支持蒜统实质上烂在m i s 系统和模型辅助决策系统的基础上发展起来的。随蓿 ￥l s 系统豹茇蒜零l 壹弼瓣深入，夫辩雾望计簿极不议莰轻罄党威大銎穗鼗据蕴缎、存铸， 查询、统计、报袭生成婶主要传髋工作，还希望它稚够解决鼹高一个层次的菜类决策阔 题。即逐步增加摸型辅助决策功能。随着薪技术的发展，所瓣要解决的翔题愈寐愈复杂， 这嚣联设诗瓣摸型靛塞涞愈多。不仅是琵个，磊蕊卡锺个、a 十个，甜及尼露个模型采 解决同一个问照。这样，用管理信息系统斌者模型辅助决策系统都不能解决的问题用决 繁支持系缓曩鸯霹辘戆够粲狭7 ，扶纛囊生事魏一疆蒙支持袭统裁出凌了。 决策支持系统的新特点就是增加了模激库和模激库管理系统。它把众多的模型有效 地组织翱存储起求，并且建立了模型库和数据库舶有机结合。其结构腿如强2 3 所示。 5 - 蠲户 厂x 磊b|大撬交嚣应矮程痔| ；7 弋 神经元i 的输出为 y ，= f ( v ，) = ，( # ，i 4 y ，)( 2 + 2 ) 式中t 函数，为神经元的输入输出的蕊数，即激励函数( 或者称为转换函数) ，一 般为一个非线性魄续函数( 常堋的讨s i g m o i d 函数、舣曲函数等) 。 单个狰经元静结穆番 功蕤显然十分楚苇，毽壶丈羹棒经嚣构成豹掰络系统静行茺帮 是丰富多彩和十分复杂的。神经网络通过大量的神经元按照定的方式相互连接起来， 神经元之间的连接方式在缎大程度上决定了一个神缎嬲络靛姓理能力。宅主要肖以下见 种类型： ( 1 ) 不含反馈的前向网络：神经元分屡排列，组成输入胺、臆含屡( 亦称中间层， 霹寿棼千屡) 零琏翕密瑟，每一层炎接受蘩一瑟静输入。如感始撬，b p 翔等。 ( 2 ) 从输入珐到输出层有反馈的前向网络。 ( 3 ) 层内宵相互结台的前向网络。 ( ) 福互魏台两络：备个神经元之闯帮有可髓迨接。如h o p f i e i d 阏， 一l l 下图2 6 裁示了一个简单的三层结构的b p 网络示意图，其中每个小圆圈表示一个神 经元。各个神经元之间通过相互迤接形成个网络拓扑结构，这个网络的拓扑结构就是 狰经弼络匏互联模式。 目前，人们已经提出了几十种网络模型，比较著名的有：a d a l i n e ( 自适应线性网络) 、 感知执、联想存储器、b p 婀、t f o p f i e l d 翘、概率燃络、波尔兹曼枧、a r t ( 囊遗应共搬 网络) 等等。在这些众多的神经网络模型之中，使粥最多最广的是b p 网模型a b p 网是一种她型的前馈型神经网络，般由输入层、输出层和若干隐含层组成。 ( 带投传递连接) 蒜( 0 i ：抻制兴奋) 图2 6b p 网络示意图 它的基本您想是：密耀户提供一组撂壤的输入 奁，激及这些竣入毽糖黠藏豹枯准豹 输出值，称之为学习样本( 这些值一般都是进行了处理之后的规范化为o 1 的数值，o 相 当于抑制，1 相当于兴奁) ，然后幽神经网络根据用户提供的这些# 本，调整各个神经元 之阔静建接权德，使这些输 值畿够和输辫值建立怒对应关系来，献而将输入和输出绣 成的这然映射关系( 即知识) 通过神经元之间的相艇连接存储在网络中，也就是完成了 襻经网络麴敲实铡中学习翁过理。 学习完成之艏，如果用户再提供新的输入值( 新情况) 。神经网络将根据它保存的学 习结果计算出相应的输出值( 预测结果) ，这个过程称之为神经网络的回忆功能。 其体翡学习_ j 篷程蓬：蓠先，将溺户提供静一缀输入值佟内输入屡鹩拐始氆，将这些 输入值与它和下一层( 隐蔽层) 的神经元之间的连接权值相乘，然后通过个转换函数 进行变换，产生零层靛输出缱，嗣时也就是下一层钓竣人 壹，这个过程不酝垂复，一蠹 刘输出艟为1 t 。这就是神经网络的磁向传播过程( 或称前向计算过程) 。 如果在输出屡得不剑j j 望的输出，则转入反向传播过摆。输出层计算出的相应的输 蹬僮与嚣l 产繇提供静鬻望输氆值之润的差壤稼为学习误差。将学习误差信号澄琢来鲍连 接通路返回，通过计算每层各自的误差( 局部梯殿) 来修改各层神经元的连接权值， 使各层乎串经元的误差减小从两减少全弱误麓。这撵菠复对掰宥艟学习实例进行学习( 髫 训练) ，赢到整个阏络的谖筹对于所有的学习样本都收敛至足够小，此时我们认为对该网 一1 2 络的学习过程完成了。 回忆过程则是学习过程中的正向传播过程，它只计算输入值对应的输出饿，丽没肖 调整连接较值静反自传臻过程。 为了便于理解b p 算法的具体过程，图2 7 画出了计算过程，其中阴影部分为前向计 莫过程，其余为爱逸计冀。 l 层- + l + 1 层_ 图2 7 反向传播算法的计算过程 酗2 8 给出了整个等乏习过程的流程鹜。 1 3 一 淘2 8 爱淘传撬簿法熬滚箨圈 一1 4 一 轮训练 第3 章电厂辅助决策支持系统总体结构 第3 1 节综述 在前面一章中，我们已经论述了有关臀理信息系统、模型辅助决策系统以及决策支 持系统的发展情况，以及它们之间的关系。对于电厂来说，疆想高效地管理企业经济运 行静蠹辩信息，准确掌援行、豆浆笈疑情琵，及时了瓣国内豁静发震趋势，建立个完善 的企业信息网是必不可少的。 企业m i s 系统是企业信息网的核心和蒸础，但楚经仅存个m i s 系统还是远远达不 到要求的，这就逐需要进步的发鹱企业的辅助决策支持系统。 及时掌握企业经济黢展的动态，是企业管理者制订企业发展战略的基础。程企业倍 惠管理豹萎礁土，对稼恚企韭经济状撼的鬟簧指标及各舔门躐各子系统中重要数据、掇 表或工况画面的趱询，并对一些关键性部门、设备进行动态分析( 如各种经济活动分析) ， 从而辅助企业进 亍决策是本系统要达到豹爨麴。本文主要就发电规级数可靠谯鞭测子系 统和成本分析、颓测和商渡化运营子系统这两个辅助决策支持功能予系统的设计和实现 介绍如f 。 第3 2 带系统的背景分析 实现一个决策支持系统并非一蹴而就的攀情，需要有一个逐步发展积累的开发过程。 般来说，它是随着企业计算机应用的深入、水平的提高以及计舅规技本静发壤瑟逐步 累积起来的，首先楚跌一些最篱革的查询和分析开始傲起，然搿逐渐地提高应用的层次， 最终实现个完替的决策支持系统。 我 | l 掰要傲豹是避稼些哥翅性懿王终，一方纛楚实现一个翅步霹薅；翡系统，惩庆 些目前迫切需要、同时也能够解决的决策问题；另一方面则是要积累开发经验，为今 后的二次开发和扩展延伸t # 铺垫性工作。 3 2 1 必要性分析 众辑蠲躲，魄力部门程一个国家中是至关重要的袋害部门。众多的发电厂承担着提 供电力的任务，煺其支柱。r 口电厂发生了故障，小则引起停电，大则可能引起整个电 阀系统的紊氖，麓梁不堪设想。无论怎撑，经济攮失鄂是十分匿大魏，甚至存掰能出残 人员伤亡。 一般来说，屯v d 4 现的事故绝大部分都魁和发电督关的设蠡，主要也就是发电枫组 系统。强火力发奄厂为铡，其一台发电杌组辘楚一个庞大静系统，它楚出锅炉、汽轮机、 一1s 一 发电机及其辅助设备等众多大大小小的设备一起联结而构成。我们都知道，无论是多么 好的设备，在长期运行中都有可能地现磨损、疲劳、老化等现象，特别是电气设备面临 着绝缘老亿、绝缘等缓下静静难簇。我们究全可戳惩象褥出，对于这么一令复杂而庞大 的系统来说，各个部分相互关联任何一点疏忽，任何一处温度过高、过低，电流过大、 过小，缝穆壤左、继右等等一点点小毛癌郝霹麓导致大的可煞蛙事故，这是缀建绝对避 免的。 实际上，就我们在一些电厂调查的情况来看，鼠然电厂每年都对机组进杼有计划的 犬喾、，l 、修，餐楚，对事竣隐恚懿发现与耪 豫，仍然难器选翮满意静教栗。一台功率为 几万乃至几十万千瓦的发电机组非计划停避次损必是十分巨大的，而且对夔个系统正 常运行捌稳定运行造成扳大鲍影响，尤其怒今螽电厂要参与嶷铃上鼹，发电机筑熬正卷 运行更烧具有关系电厂生存与否的重大意义。因此尽可能减少机组设备故障的发生，无 论对电厂领导、工作技术人员，还是上级主管部门都照迫切需要解决的阐题。 懿鬃能设计警这样一个系统；它能事先颈铡毒能发生耀些故障。并能撬幂工俸人 员迅速采取相应的防范和补救措施，那么，对减少机组设备运行故障的发生将起到非常 积授的 挈用，对电厂和电力系统采说，都将褥到显丽易见豹经游牧益。 由此加班扩展，我们可以很自然的想到对于整个企业的所有设备进行在线监测和预 报，这样就将会实现一个宪整的设备可靠性监测预报系统，但目前的计算机应用水平和 箕毽攘荚袈套设麓静疆铡使我翻还无法述到这一步，所| 三l 兵麓暂瓣俸为一个构卷稳系统 将来的发展方向。 另外一个方灏的工作则是企业成本分析、预测。 对予一个企妲来说，降低企监的生产、经营成率是企业嫩存和发展的重要手段，企 业的生产成本是殷映企业生产经营水平的重要指标。降低生产成本，也就意味着生产过 程中人力、耪力靼醛力懿节约，也楚企监壤翔誊j 澜懿壤本途径。对予正嚣稿蓉透a 市场 的电厂企业来说，也是如此。降低了发电成本。也就是降低了上网的电价，对于电厂参 与竟价上网来说具有至关重要豹意义。电价越低，则在与其它电厂进簿竞争时髓竞争力 就越强，也就越育成蘑的把握。所以为了达到降低成本的目的，企业必须加强成本的管 理，对众业生产、销售、经营等各个环节的成本消耗悄况进行分析、比较、优化、监督。 成本管理大体土包援成本诗翅、藏本核算、藏本控弱、袋零分析等1 2 个环繁，只有 通过有效的成本分析，对企业的成本消耗进行动态分析，找出其中存在的一些问题以 期改进经营管理籼决策。丽成本预测是制订戏本计划的第一步。搏为经营管理郝门来说， 堑需要了解各个辩期抟成本发展趋势，势轿成本可能升降的琢因。献搿翩订出降低成本 的措施计划。 照蒜逛厂竞侩上网的安藏霹l 接广，现在囊韭诧运营予系绞铁无裂蠢，透巅娩越来越 重要了其中最煎要的环节就是每天必须要向省局调艘中心提供有关第二天本厂的发电 情况安排和屯价报价。这样的一项工作牵涉的面十分，“，要恕辩学地定价绝不是一件简 荦躲枣落，篾要考惠爨龟爱骢经济效益，叉鼗估计笈电的能力。还有鞠其他兄弟电厂的 1 6 一 竞争力问题。这样一个及时、准确的参考报价功能就显得格外迫切了。 3 2 2 技术可行往分辑 事实上，褰甥豹发攫交纯是个量变捌囊变豹过程，矮变是量变豹嘉耪，整变最一 个渐变盼过程质变才鼹飞跃。程实际工作过程中我们分析发现：事故的发嫩并不是袋 面上瑟米发生得郏么突然，都有一个量的积累过程，事先就根可能出现许多现象和征兆。 就囊发生发电枫断承或过受蔫这撵躲事鼗对，事先藏霹麓出璃菱毫视弱线霾魏出零溢袋、 压力异常( 超过一定的限度、水温持续上升、压力下降等等) 的现擞。这里的线圈出水 瀑爱、照力熬变纯裁是一转缝兆，嚣显遮瓣锤梵可以逶过测照积诗冀镬裂。在实嚣 二 窜 中，我们为监褪辘组的运行情况随时都要记录一蜚运行参数( 一般谢一套专门的实时数 采系统实现数据的自动梁集) ，i ：i j 这些参数为我们撮供了许多所需的故障发坐的征兆储 惑。掰潋筏霄j 竞全哥醴漆器这些髂意寒蓣溺爵舞会发生静惑障类型。 从实现技术上来说，这些机组运行参数的征兆信息与故障类型之间的关系魁一种非 线性关系，翅襞馕翅转统建立数学援型豹方法拢较瓣滩，蠢人工种经爨终筑笈艇秘痘臻， 为这类阔题斡解凌提供了个全新的途径。本系筑便是彰嗣神经瞬络建立一个其有学习 功能的非线性预测模型，将神经湖络与数据库以及寅时数采系统结合起来，实现对机组 鞠实辩菠巍，弗对蘸嚣避行鬟翦预淤、据蹬接蓬建议的凌策支持， 成本分析岛预测暇及提供参考报价基本上都和经济活动有关。而经济活动是一个动 态髓执灼j # 线性系统，嚣神经谤、政治、社会等等爨素掘薹作臻，搬耍影嫡，坡邋之弼 存在螯定酶数霆关系滚蠢我们可潋粟墩定量佬盼方法研究其中备因素之辩瓣关系， 并构遗模型进行分析和预测。定蛰预测是通过建立数学或统计模型，利用模型对于历史 缓计数摄熬毅鳓谯蠹缝来爱酸羟济运行豹规律，费以琏蔑簿缝为基础颈嚣今蹙黪发震悲 势。 由于经济系统本身所固有的渤态性、随机挂移嚣线性。蒜静经济、亭会等等因素之 簿戆荧系过于簸杂，天稻嚣蕾蠢幂齄窃底认谖它稻之褥酶零葳联系，麝建立的定量模囊 只是对于以往经济运行的经验上的模拟和避似，并且主观地假定经济在未来的段时间 遗留逐钕建按鞭遮穆搂式运行，翳疆羲导致镶爨襞聚繁有菜嵇程囊豹圭褒鬟。艇是它肇 竟还越程一定穰鹰上反姨了经济活动的客蕊规律，因此预测结果仍然具有一定的参考价 值。 磁疆我翻在或本分瓣鞍霹溅戳及参考搬徐颈测游，秘然拜i 了瑗霄静一鉴经济分树 和预测的数学模型，同时也考虑使用人工神经网络来建模进行分析和预测。 一1 7 一 第3 。3 节系统总体框架 3 3 i发电机组的可靠性预测 由于发电枫组作为个系统实在复杂，为了简化其敌障结构，可把整个系统分为多 个子系统。为避免子系统之间相甄影响，对于火电厂的发电机组系统一般分为锅炉、汽 转辊、电气三令专、豆子系统，蔼承逛厂翻依据其特点分为瓿棱稆电气辨个太的部分。砖 于那些不止一裔机组的电厂由于每个机组都是独立运行的，因此很自然的也就按照机 组再分成一个个子系统了。 对予每个专业和机缀来说，燕本上琵来用了相同的结构只是它们处理的原始数据 ( 来自不同的专业、机组的数采系统) 和艘终结果( 不同的专业、机组的故障) 不一样 两已? 。 如图31 魁整个预测系统的总体结构图。 图3 i 系统总体结构闺 整个系统怒个8 s 张c s 模式相结含的渴合系统。 系统的一l 作都围绕 d i s 系统的数据库j ：! e 行。接阳网关程序从数采系统得到机组参数 的最耩数据，保存至4m i s 系统豹数据痒孛。颈溅毅务爨献数豢痒中取褥了辊缀参数静最 新数据，经过预处理，将它作为输入数据交给预测模型进行进步的处理。预测模型是 使用神经网络构造工具建立的网络模型，这些模型幽系统掬维护子系统负责进行管理。 颓涮搂型的输出数据为发电梳组运行情况，帮可能发生的故障的结论。但由于遮个结粱 还只是神经网络模型的输出格式，所以还需鬻对它进行后处理才能成为可供人察看的结 畏。此结果也操存刘数据露驻务器中，霉要遴过一个测蔓器采邀行查询。 由于不同的电厂的性质以及机组台数不同，所以实际的系统的功能也稍微有所不同， 一】8 一 溪窀露激漆托电r 静墩翔斑铡，菇麓莪缩鞫穰翟稻蔼0 ，2 蹶示t ( 浇窳：遮撬个火电厂， 专熊分搀爨炉、汽襁，魄气。趣予窀哉帑整鼗游器不嚣努撬缀* 斑蕊骞瓤缎公攥，掰豁 蘸气不鹱劈械缝。) 瓣毫2 蓉蕊臻蘸熬糨棰篷 璐上我们对袋电机缎可靠憾鞭溺系统的总体糕浆散了些赍嬲，摆这望趣樊谈谈 它嚣一般瓣数瀑器襞熬茨系帮窭粼。 秘薅；筏蕊厂一毅端蜜装肖鬟霹鼗袋虢羟系统，主簧艇辩祝鳃遥行构一姆稼荽参数 送嚣收壤、记袋，势擞霆熬分酶王痒，懑鬻窆蠛毽撼寄裰饕饔搿被遮莨韵蕊。宅嚣蕊 餐薅糖蝰辩露鞭瓣系缆熬攘主要嚣9 4 在子： 1 数采籁控系统般篷对磐个钡l 意避 帮单独的艘洳和擞警，蕊没肖考露释个测巍勰 互之瓣蕊联系濑黪璃；鞣譬孛经黧搭蘧涎系麟藏瓣臻餐黪豁蕊谶嚣蕊灞蟪瓣薅。哭 毒惠鹳宅镪之褥绱糖互联琴，褥它截莽为一审美联镣糕体蕾祷。丽不怒徽立粥虢 测莱一个测点豁秀越裂。 2 、鼗采簸攘系统一羧黑馥餐藤蘑鬻螅蜜薅薮添篷荇蘸爨援警；磷耱经鬻络攒嚣笨篾 虢够利耀实野数据豹掰史记蒙，对测点数德的变化情况进 亍般测，嗣时逐能够对 蕻羲德簿菠蓑热势镞一鼗程度氅缝懿臻褡，敞嚣张戳潞囊蚤塔 ? 餐魏溅* 诱不莰 莰跫薮旗建釜溅。 3 ，辫j 经绷络预测蒜麟楚一个媾惠楚穗躲挟墅，宦题霆a 嬲静经黢承；躲拨瓣翰避糕鍪 鹣鞴a 辩嫒窭躐避它爨饔蠡适赢凌隧，基辫鏊添撩鬻簿甄谈；蓑毒以捷系统逡 l 鎏一 应新的情况。 掰竣，霹潋将裤经网络器测系绞善终是撞遥巍鼗采系统基箍之上翡，凰黠又达到更 高一个鼷次的成用系统。它是对数采系统的延伸和扩展，从鼹体的角度，以系统的观点 鞠发展的观点分辑数采系统中各个测点的信息，对其进行了深层次她撼弼剥爝，从弼比 鼗采系统静动髓舞船全甏帮深入。 3 ，3 。2藏率叠 糖、羲涮譬囊韭拖遥譬 獭前，计辫机在我图财务会计领域的臌用日趋营及，佩基本上尚停留在财务处理的 逛算纯蹬装，划傻能璃计雾辊转入会诗霓诞、输出嵌薄和掇袭，一簸聱遂不戆臻诗彝槐 进行棱算与控制、预河i 及决策等财务管理王作。 会计核算实行电算化，仪是财务会计领域应用计算机向型高阶段发展豹基础与翦提。 瓣务餐骥是经漭管理鹃攘心，隧蒋社会主必蠢琢经济瓣澎残裙现代套建制度斡安莲，我 国企业财务管理二c 作正经历着一蛹深刻的变革，经餐战略决策将由主管部门转移到企业， 垒建即将戒鸯囊正豹自主经营、爨受盈亏、鸯我约慕、叁我焱壤趣经济实薅。嚣封交辩 条件辩变化t 幕求企泣鞭导人能透应外部环境的风蠢变幻，随时把握时机，及时做出戚 确的决策，进行有效的管理。在新形势下，研究与艇用财务决策支持系统，便成为我鞠 金翌骥实帮遥切的需求。 财务决策支持系统( f i n a n c i a ld e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m f d s s ) 的研究，在 些i 韭发达国家一矗是个霉嚣热门豹潦越，著虽器经哥发攫囊建诧较舞。穗蠡予我鼎 程对务簿理上与乏存在较大的差舜，这些软件均不髓赢接使用，而且在价格上十分昂贵。 f d s s 系统的根本目的是通过对财务活动的正确决策与管理，是企业经营成本达到最 瓤，资金餐转最抉，实褒拳 满最藤，最大陵度建产生经济效盏，实瑗念建赞萤瓣最丈诧， 根据我国现代企业m i s 系缆的功能组成，以及虹才务管理军h 会计核算的基本分工，鲻 台决策支持系统的动能特征，一个财务决策炎持系统设计豹功熊攫架如撼3 ，3 矫示。 图3 + 3 f d s s 功能框懿 傣为迦厂豹轻 辩凌策支持系统，我秘不珂麓去安聪一争寰整静黠努凌蒙支持系统。 针对电厂的实际情况( 主鬻是火电厂) ，我们主要是做了关于成本预测决策、成本费用分 一2 0 一 析销售收入和利润分奄阡这三个功能模块的实现工作。另外再加上有荚商业化运营予浆 缝鹃麴入，我翻实臻豹系鲢静磅髓摆墅懿鬻3 ，4 掰汞。 爨3 。4 系统秘缝捱黎 它是一个相当简化了的f d s s 系统。其中商业化运营予系统是我们设计的难点，它擞 要裁是在综合考虑了龟厂麴塞是状况( 规缀梭彗安簿、运行状瓿、生产残零、收益等) 、 电网鹩番种因索( 电网所需电量、电阿可出力、其它兄弟电厂报价等) 以及相关政策的 变化( 如物价上涨率、锻行利率簿) 等各种条件之搭，每隔段时间。根据逸些最新储 愚诗冀毽一个上辫静参考擐徐秘发窀量( 实簿塞力) ，溢及一整据美魏数器，铡翔可蔻收 益、利润等情7 兕。除此之外，还可以提供多种报价方案，以供选择、参考；或者是自定 义擐价方寨，掇量进嚣魄较，轶蕊怒裂最终黪最毽方案出寒。 一2 l 一 第4 章暴统翦耩成弧理瓤设专 纂4 1 带发毫枫缀哥靠幢囊浏予系统 擞电机组可靠性预测子系统设计的基本思想是：根据发电机组的些重要的指标参 鼗( 热锻炉基杰、蒸汽濑魔等) 捺蘸氯缎萎蔫翁运行装嚣，嚣鞋辊缀参数箨蠹稔a 蘧， 机组的运行状躐( 有无故障以及敞障的类型等) 作为输出通过收集以往的贱典型故 障豹经验数据或者鞭理性必然结粱，从中总结出故障发生黝溉律，作为进孬数踌预测的 莜摇。 为了能够解决这个问题，我们需要的就是一个能很好的反映这戥数据内在规律的 令系魏搂述，帮佟毙貘测嗣豹模型。妻予这燕经验数撂瑟复软鼹大都撼褪缓运行参数( 艘有几十到几酉个，多的有上千个测点参数) 和故障之问的联系，因此它们之间显然 不是简单的线性关系，蝴数学建模存在着定难度 丽人工享申经网络的出现和发展为我 髓瓣决建模蠢蕊静瓣瑟摁拱了一个全赣途经：a 工神经猎翁能够麸鼗掭样本中密动逢学 习以前的经验而无需繁杂的查询和袭述过糕，并自幼地逼近那些晟饿刻画了样本数据规 霉豹蟊鼗，两焉冷鄂些甄数粪有怎撵魏形蕊，置翳考虑懿系统表理弱函数形势越复杂， 神经网烙这种特性的作舜j 就越明显。kf u n a h a s h i 从理论上已经证明了，具有一个隐藏屡 ( 假设熟有足够多的隐藏攫节点) 的人工神经网络能够以任意精度表示任何逡续函数； k ，h o r n i k 等太也涯筏了a 王蒋经鹣终麓移程意遥蘧犬粪爱数，显麓揭示鼗攥样本孛掰 蕴含的非线性羌系，因此，我们选择采用神经网络来建立预测用模型。 在零蓉统中，最开始经翅熬楚美望豹n e u r a l w a r e 公司开发豹一个练合篷神经霹络搂 叛软件n e u r a lw o r k sp r o f e s s i o n a li i 来建立预测神经阿络横型m 】，憾是由于宦是一个 早期的i ) o s 产品( 8 9 年的产品) ，虽然提供了c 谮言接口，但是栏现在韵w i n d o w s 操作系统下 避行调糖卡分匏不方蹙。 为了解决这个问题，鲑后决砖自己来离壬盥一个b p 网络模拟系统a n n 。使用它米实现綦 奉弱享粤经觏终备j 孛操捧，铡趣建立秘终模型，装载鹅终、剥练鄹终、逐行强轭釉爨存爨 络簿r 这样我们藏能够穰方便的将它与其它的系统( o r a c l e 数据库系统、实时效采系统) 集成在起协同。c 作，从而构成一个统一的发电机组谢靠性预测系统。 遮令系统实瑗了最基本懿j b 秘游算法。主要是标准赞奠涟、袂速8 p 算法、窘适废参 【，b p 算法、共轭梯度算法b p 网络、遗传算法8 p 网络拣儿种。它是作为一个独立的应用程 序来适 ，鹣，圳户也哿以通过调搦参数采逡纷它，问8 还攫缨了动态连接瘁溺耀方式， 以便能锦帮其它寝褥程蓐要船紧密的连接。蕊体的谲瑙接口和馕糟说明谶参觅“附录一神 经网络构造工具a n n ”。 2 2 4 1 1系统的建模 应用神经网络作为建模工具来构造一个具体应用，一般需要做下面的几步工作： 第一步：调查学习样本，进行学习实例的设计： 第二步：确定采用斡棒经网络的类型； 第三三步：确定层数、隐含层层数、神经元的个数 纂强步：选择亭孛经网络的参数( 学习速率、动萋颁系数、允谗误蓑、调练次数等) 。 在众多的神经网络模型当中，以b p 网络发展最为成熟，应用最广，大量成功的应用 实例，特别是曾经做过的神经网络在儿童心理疾病诊断系统 “ 车口在其他一些类似的故障 诊断系统中的应翊“7 “】，同薅瞧为了降低自行开发的人工神经弼络模摈系统静实臻难 度，我们选择使用b p 算法作为系统模型类型。 f 艇，我们将结合在安徽淮北电厂系统中一个舆体麴实铡( 6 # 规缌汽扭专她) 船以 说明，个预测模型是如何建立起来的。 一。学习实倒约设计 要想建造一个成功的神经网络应用系绕，获取一个好的举习实例集合是所有工作的 基础，因为 孛经嬲终它本身只是一个反殃学霹样本内在援律的模型，它黪“知识”是通 过对样本的分析获得的，学习样本选择的优劣直接荚系到掰络推理的成败。如聚样本本 身就不能正确的殷映实际系统的运行规律，辫怎样好的模型也无能为力。 我翻希望收集到豹攀霹实例集合应瑟可能的包台该专韭掰有运孬麓锋在箕中。一般 来说，我们在确定学习样本的时候应当尽量做到以下几点：