东北大学 硕士学位论文开题报告

硕士学位论文开题报告及论文工作计划书学号：姓名：导师：学科类别：□工学□全日制专业学位学科/工程领域：所属学院：信息科学与工程学院研究方向：拟选题目：选题时间：2014年7月1日东北大学研究生院年月日1填表说明1、本表应在导师指导下如实填写。2、学生在开题答辩前一周，将该材料交到所在学院、研究所。3、按有关规定，没有完成开题报告的学生不能申请论文答辩。4、全文正文均用小四号宋体，单倍行距，段前段后间距为0，如果页数不够，可以整页扩页，其他格式要求参见《东北大学硕、博士学位论文格式》。1一、前期工作基础（本节可以整页扩页）课程学习及选题开题阶段，在导师指导下从事研究工作总结（不少于2000字）课程学习及选题开题阶段，在导师指导下的工作总结如下：1.理论知识的学习在理论学习方面，主要包括书本知识学习及项目知识的学习。书本知识方面：在此期间，阅读了大量国内、国外参考文献，主要包括：基于Internet的分布式可控监测技术的研究、配电网远程监控通信系统的发展现状和趋势、基于TCP/IP网络的远程监控系统的原理与实现、TCP/IP大全、RemoteControlOvertheInternet、WirelessandInternetcommunicationstechnologiesformonitoringandcontrol，主要了解这些文献在泄漏检测与配电网方面的应用，初步了解了配电网通信系统的组成、结构、工作原理等内容。项目知识方面：项目方面的研究主要从事于项目监控系统数据通信方面的研究，特别对于TCP/IP协议中TCP、UDP传输服务特性做了深入研究。首先了解TCP、UDP传输服务的基本特点在构建SCADA系统的上位机软件时,需要在TCP/IP协议栈传输层所提供的2种传输服务,即TCP和UDP之间进行选择。这种选择将会很大程度上影响到我们在应用层进行的软件设计。TCP为应用程序提供了一个面向连接(Connec-tionoriented)的、提供可靠数据传输的字节流通道。所谓面向连接,是指TCP的一端要与另一端进行数据传输之前,首先要建立连接,而数据传输结束后,还会有一个撤销连接的过程。连接的建立会消耗1.5个RTT(RoundTripTime)的时间,连接撤销会消耗2个RTT时间。在连接建立过程中,通信的双方会交换一些初始化控制信息(包括序列数,初始接收窗口大小等),以确保接下来的数据传输是可靠的。连接建立以后,TCP传输的两端就可以进行可靠的字节流数据传输了。所谓字节流传输,是指TCP本身并不会保证传输数据的消息边界。即应用程序请求发送的一条消息,并不保证会被TCP打为一个包发送出去;而应用程序请求接收的数据,也并不保证是TCP的一个段所传输的内容。相比TCP而言,UDP是一个较简单的协议。UDP并不面向连接,也不提供数据传输的可靠性。而且,UDP的传输数据是有消息边界的。他在IP报的基础上,提供了数据正确性的校验域和端口域。因此,UDP并不能提供可靠的数据报传输。在这里,可靠性包含几层含义。首先,数据报并不能保证能够达到目的地。其次,达到目的地的数据报并不能保证正确的顺序。这一点在WAN的情形下显得格外突出,因为从发送者到接收者之间存在多个路径的情形在WAN上十分普遍。因此,UDP适合传输并不需要保证传输的可靠性,而对时间性要求非常高的数据,例如语音、图像等数据。因为SCADA系统的数据传输和普通的应用程序相比有其独特的要求和特点,因此不论是选择TCP还是UDP作为SCADA系统数据传输的服务,都各有其利弊。如果设计每次传输数据消息前都建立连接,在消息传输结束后又撤销连接,那么因为SCADA系统的消息比较小,花费在连接建立和撤销上的开销就会非常大,会对系统的实时性带来不利的影响。所以如果选择TCP作为传输服务,那么应当使用持续的(persistent)TCP连接。对于大量的数据传输,如FTP,那么连接所消耗的时间会被大量传输的数据分摊得微不足道了。TCP所提供的可靠性、流量控制、拥塞控制等特性正是SCADA系统所需要的。当然,在SCADA系统中,我们也可以利用UDP传输数据,而自行设计比较复杂的应用层协议,来保证数据传输的可靠性、进行流控制等。但是,如果在协议设计方面没有充分的经验,显然不如使用经过考验的TCP协议。因为TCP的具体实现是大量试验和研究的结果,而且几乎总是在效率很高的内核环境中运行。如果对TCP的传输特性有充分的认识,目前成熟的TCP实现基本上都能满足一般SCADA应用系统的实时性要求,从而可以简化SCADA程序的设计。2.项目实践学习学习C++语言，学习编写基于Win32ConsoleApplication及MFC的应用程序。依托于导师的具体项目，以管道项目的具体代码为例，学习了管道项目用到的具体知识，熟悉掌握了C++一些常用知识。通过了解学习具体代码的机会，让自己对项目组的管道泄漏检测系统的整个流程有了具体的了解，并参与编程实现了用户提出的部分新的功能要求。学习C#语言，参与系统的二次开发并负责数据通信及系统数据接口方面的工作，编写串口驱动程序实现报警信息的短信发送及B/S架构的实现。学习SQLServer数据库及SQL语言。学习使用数据库的简单查询语句，比如提取现场数据库中某一段的数据。学习Matlab语言。选修了Matlab课程，在课堂上主要学习了Matlab在处理有关数学方面的知识，比如矩阵、等式和不等式方程求解、最优化方程的求解等等。除此之外还学习了一些仿真方面的知识，能够利用Simiulink和Matlab语言编程实现一些部分仿真。对于项目组所研究的监控系统中数据传输所采取的UDP传输方式存在的丢包现象，简单设计了基于TCP传输方式的监控模式，并在单条管线上测试，取得了预期的效果。出于B/S访问角度考虑，设计一个程序实现局域网内Web访问服务器查询数据信息。二、选题依据（本节可以整页扩页）课题背景、选题依据、课题研究目的、理论意义和应用价值（工学硕士）/工程背景和实用价值（专业学位硕士）（不少于1000字）1.工程背景：供配电系统是电力系统发、输电系统与用户连接起来的重要环节。由馈线、降压变压器、各种开关等配电一次设备，以及继电保护、自动装置、测量和计量仪表、通信和控制等二次设备构成，直接向用户供应电能。供配电系统自动化主要实现三个功能，首先是对电网的安全监测功能，主要是实现对电网上的状态量、模拟量以及电度量进行监控。其次，对电网的控制功能，控制功能主要是远程主站发出控制指令，通过通信装置，下达给下层开关等。最后，是电网的保护功能，主要指对电网故障区段的判断、隔离和恢复。供配电系统就是利用现代电子技术、通信技术、计算机技术、网络技术及自控技术与电力设备相结合,对供配电网进行监测、保护、控制、计量及故障隔离与恢复供电,优化电网运行,改善供配电质量,减少停电范围、缩短故障处理时间,降低运行维护费用,最大限度提高企业的经济效益。目前,电网建设正向着自愈、兼容、优化、互动、集成的智能化迈进。故障发生时,要在没有或少量人工干预下,能够快速隔离故障、自我恢复。监测、控制、保护、维护等功能要全面集成,形成全面的辅助决策体系。南方电网公司重点开展配电自动化方面的研究工作,着力提高供配网的智能化水平和终端负荷侧的科学管理水平,并已着手在广州、深圳、南宁、东莞等巧个城市实施。可见,未来几年供配电网的建设将得到新一轮的发展,智能化的供配电网监控系统成为一个重点。电力技术的改革促使供配电系统朝着自动化、智能化、高安全性方向发展，供配电网网络自动化监控与管理系统，促进配电网的智能化，能在无人或者少人情况下实现远程设备的连续监控和调度，加快供电服务响应和维护工作速度，对可靠性、安全性和经济效益有着重要的意义主要体现在以下几个方面。2.实用价值：首先可靠的安全保障性方面，供配电计算机监控系统的自动化管理采用自动控制、网络通信和电子等技术，通过使用高精度采集设备、高抗干扰通讯设备，经组态软件组态后，能满足监控系统要求。为了迅捷而准确地掌握配电站运行、各种运行开关量状态和电量值的实时信息，管理人员可以结合远动技术完整地掌握变电站的实时运行状态，及时发现变电站运行的故障并做出相应的应对措施，根据配电系统的运行情况进行分析和调度，实现供配电系统管理的现代化，促进供配电系统朝着安全可靠和直观的方向运行。其次高效的经济效益方面，供配电计算机监控系统的优越性更加突显，高性价比的投资使系统一次投资，终身受益，减少设备维护、更新成本和人力资源成本。再次高智能化方面，实现供配电监控系统的遥测、遥控、遥信、遥视控制，对系统进行综合监测和统一管理可以节约人力资源，降低员工劳动强度。最后共享系统数据资源和设备综合档案管理等方面，可以对显示或查询供配电设备的运行情况（包括实时和历史数据），并根据用户实际情况进行日报、月报和年报查询或打印，提高了工作效率。监控系统配置数据库管理系统，可以分类保存、归档、统计和调用采集到的数据，根据用户要求按照名称、时间和区域等选项检索，以便进行数据查询和故障分析。供配电监控管理系统可以根据用户权限设定人员的管理范围，方便不同级别的管理人员对系统进行修改和操作。综上所述，供配电监控系统的优越性是显而易见的，对供配电监控与管理系统进行研究很有必要的，同时供配电监控系统必将会应用得越来越广泛。三、文献综述（本节可以整页扩页）国内外研究现状、发展动态描述（不少于1000字）；所阅文献的查阅范围及手段，附参考文献（不少于10篇，其中近3年文献不少于5篇，英文文献不少于3篇，全部按照标准格式列出，并在文中顺序标注）1.国外发展概况国外的供配电监控的自动化起步比较早，上世纪70年代，国外的一些发达国家就开始发展供配电监控系统自动化，国外的供配电监控系统自动化已发展很完善带动相应的经济发展，许多著名电力系统设备的生产商基本都涉足供配电自动化领域，例如施耐德公司、西门子公司、摩托罗拉公司和东芝公司等，均已推出各自特色的供配电网自动化相关产品，形成了完善的自动化功能体系。国外供配电监控自动化的实现，大致分为对馈线自动化的实施，然后建立通信通道，通过建立供配电主站系统调控供电子站和远程终端，最后完善各项功能，但是对整个系统而言尚留有大量的开发空间，比如供配电监控自动化、智能化和已开发的部分功能重叠。供配电监控系统朝着向开放式、智能化、自动化和集成化的综合性方向发展。目前已经具有相当庞大的规模，并提高了供配电网运行安全可靠性，加强了运行和控制效率，保障供电质量，降低人员劳动强度，充分利用网络通信调控设备的能力，能加快停电反应速度和减少停电面，缩短了停电时间，为用电企业和居民带来了可观的经济效益和社会效益同时也保障了供电机构。2.国内发展概况国内供配电监控的自动化始于上世纪90年代，与外发达国家相比大约滞后20年，受资金、科学技术水平、认识水平等因素制约，发展一直比较缓慢主要问题有：（1）从系统功能角度上来讲，功能单一化，实际应用性差，其试点工程大多引入的国外的馈线自动化设备建立就地控制模式，仅能进行故障处理，缺乏自主性，供电可靠性较低。（2）从在系统集成角度上来讲，缺乏统一规划，项目各自独立，各地区对供配电监控的自动化认识不同，在各种单项功能上欠缺综合性考虑，使得各个项目之间标准不统一、软硬件设备或借口兼容性差，导致资源共享性和信息公用性差。（3）从系统应用层次角度来讲，应用停留在初级阶段，缺少高级应用，很多技术都处于理论分析阶段。随着经济水平和科学技术的提高，国家对城乡电网改造力度逐渐加强，供配电监控的自动化水平也取得了长足的进展，降低了供电企业人员劳动生产强度，增强供配电企业现代管理水平，提高了居民和企业的供电可靠率、供电质量，保障了供配电企业的设备安全。国内供配电监控的自动化发展历程大致可以分为以下三个阶段：第一阶段，主要是引进国外自动化开关设备实现开关设备的自动化，主要功能是通过开关设备之间的配合实现故障区域的定位、隔离和自动恢复供电。缺点是缺乏自主能力，自动化程度较低，只能在故障发生以后进行处理，无法优化运行方式，当