基于GPRS的電費(fèi)抄收催一體化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉芯宇

(自貢電業(yè)局，四川自貢 643000)

長期以來農(nóng)村地區(qū)的用電服務(wù)問題一直困擾著供電企業(yè)，由于農(nóng)村地域廣闊，用戶分散，并且山區(qū)多、路途遠(yuǎn)，電力營業(yè)廳所能覆蓋的服務(wù)范圍有限。在多數(shù)的農(nóng)村地區(qū)，銀行出于成本考慮網(wǎng)點(diǎn)少，由此，給農(nóng)村用戶的繳費(fèi)帶來了很大的不便，導(dǎo)致電費(fèi)回收率下降。同時對于供電企業(yè)的抄表人員，由于用戶地處偏遠(yuǎn)，電表分散，到用戶現(xiàn)場距離遠(yuǎn)，農(nóng)村用戶電費(fèi)抄收管理給供電企業(yè)帶來了較大的困難。近年來，雖然供電企業(yè)通過信息化技術(shù)拓展了多種電費(fèi)繳費(fèi)渠道，如銀行代收、第三方機(jī)構(gòu)代收、自助繳費(fèi)平臺建設(shè)，但是對于廣大的農(nóng)村地區(qū)，銀行網(wǎng)點(diǎn)覆蓋有限，第三方代收機(jī)構(gòu)投入得不到回報也不愿意在偏遠(yuǎn)地區(qū)布點(diǎn)。

針對目前農(nóng)村用戶電費(fèi)管理存在的問題，四川省電力公司在2011年建設(shè)了基于GPRS抄收催一體化技術(shù)的管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)將抄表、收費(fèi)、催費(fèi)業(yè)務(wù)整合于一體，在抄表的同時實(shí)現(xiàn)了電費(fèi)計(jì)算、電費(fèi)收費(fèi)和催費(fèi)工作，提高了電力抄收現(xiàn)場服務(wù)水平。

1 系統(tǒng)技術(shù)原理

基于GPRS抄收催一體化技術(shù)的管理系統(tǒng)主要由無線GPRS抄收催一體化終端(以下簡稱抄收催一體機(jī))、GPRS抄表收費(fèi)主站軟件(以下簡稱主站軟件)、GPRS專網(wǎng)通道及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、主站服務(wù)器構(gòu)成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

①抄收催終端:一款專門定制的多功能終端設(shè)備，通過GPRS通訊網(wǎng)關(guān)和GPRS抄表收費(fèi)系統(tǒng)主站相連。終端配有專用SIM卡，擁有獨(dú)立IP;②GPRS專線網(wǎng)絡(luò):連接移動和供電企業(yè)的通信專線，GPRS終端通過無線公網(wǎng)到移動APN接入點(diǎn)，通過移動專網(wǎng)認(rèn)證后與供電企業(yè)主站進(jìn)行通信;③GPRS抄表收費(fèi)主站軟件:GPRS抄表收費(fèi)系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)連接營銷系統(tǒng)和抄收催終端;④電力營銷系統(tǒng):電力營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用、業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)，是電力營銷業(yè)務(wù)的核心系統(tǒng)，提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的對外接口。

1.1 GPRS抄表收費(fèi)主站軟件

圖2 GPRS抄表收費(fèi)主站軟件層次圖

GPRS抄表收費(fèi)主站軟件采用全省集中部署方式，通過省公司與移動公司建立GPRS移動專線實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主站軟件與抄收一體機(jī)的通信。GPRS抄表收費(fèi)系統(tǒng)主站按其硬件部署角色可分為應(yīng)用服務(wù)器(提供web應(yīng)用服務(wù))、接口服務(wù)器(部署與營銷SG186接口服務(wù))、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲)、前置服務(wù)器(負(fù)責(zé)主站與一體機(jī)的通信、業(yè)務(wù)處理)。主站軟件按功能可分為以下4個層次:①終端層:GPRS無線手持終端，負(fù)責(zé)現(xiàn)場的抄表、收費(fèi)、催費(fèi)應(yīng)用;②通信層:包括通信鏈路和通信前置服務(wù)。負(fù)責(zé)主站軟件與終端的通信、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、業(yè)務(wù)處理;③應(yīng)用層:負(fù)責(zé)主站軟件的業(yè)務(wù)處理功能，權(quán)限管理、綜合查詢;④接口層:負(fù)責(zé)主站軟件與營銷SG186應(yīng)用系統(tǒng)的接口服務(wù)。

1.2 抄收催一體機(jī)

抄收催一體機(jī)是根據(jù)電力現(xiàn)場抄表、收費(fèi)、催費(fèi)業(yè)務(wù)需要定制的基于GPRS通信的無線手持終端。終端采用開源的LINUX操作系統(tǒng)，配有專用SIM卡，擁有獨(dú)立IP。在硬件構(gòu)成上，抄收催一體化終端具備GPRS通信模塊，支持900/1800 MHz雙頻通信，可與主站系統(tǒng)實(shí)時通信;終端配備紅外通信功能，可自動接收電表數(shù)據(jù)，方便抄表;終端具備條碼掃描功能，可讀取電表編號，定位用戶檔案;終端標(biāo)配熱敏打印紙，可在工作現(xiàn)場方便打印繳費(fèi)憑證，抄表通知單。

1.3 工作原理

GPRS抄表收費(fèi)過程由終端發(fā)起，經(jīng)過GPRS專線網(wǎng)絡(luò)通訊、GPRS抄表收費(fèi)主站管理軟件、營銷信息系統(tǒng)接口，完成電費(fèi)抄收業(yè)務(wù)。終端與主站平臺采用socket短連接的通信方式，交易開始建立socket連接，交易結(jié)束斷開連接，其工作過程見圖3。

圖3 工作原理圖

(1)終端根據(jù)用戶輸入請求，通過GPRS移動專網(wǎng)向用戶抄表收費(fèi)主站發(fā)起交易請求。

(2)抄表收費(fèi)主站根據(jù)終端的交易請求，生成符合營銷系統(tǒng)接口規(guī)范的報文，采用socket通信方式向營銷系統(tǒng)發(fā)起交易請求。

(3)營銷系統(tǒng)收到抄表收費(fèi)主站的請求后作相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理，并將處理結(jié)果返回到抄表收費(fèi)主站。

(4)抄表收費(fèi)主站接收營銷系統(tǒng)的處理結(jié)果報文，在本地交易明細(xì)記錄，同時將處理結(jié)果返回到終端，socket連接結(jié)束，用戶根據(jù)終端界面顯示的內(nèi)容確認(rèn)下一步動作。

1.4 安全設(shè)計(jì)

GPRS抄表收費(fèi)主站涉及抄收催一體機(jī)、GPRS網(wǎng)絡(luò)、主站軟件、營銷系統(tǒng)等多個環(huán)節(jié)，為確保信息系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)進(jìn)行了嚴(yán)密的安全設(shè)計(jì)。

(1)終端安全設(shè)計(jì):終端采用的LINUX操作系統(tǒng)是根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用需要進(jìn)行定制，只安裝了必要的軟件支持包和驅(qū)動程序，并且終端在報文發(fā)送上采用了3DES加密算法，有效防止報文被監(jiān)聽、截取。

(2)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì):在網(wǎng)絡(luò)通道上，移動公司為電力企業(yè)提供VPN專網(wǎng)，終端所使用的SIM卡在專網(wǎng)內(nèi)擁有固定IP地址，終端GPRS產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)通過VPN專網(wǎng)傳輸。并且在移動和電力企業(yè)之間的網(wǎng)絡(luò)邊界部署了專用防火墻，只允許訪問電力前置機(jī)服務(wù)器的固定IP地址和端口。

(3)數(shù)據(jù)安全審計(jì):GPRS抄表收費(fèi)主站采用了嚴(yán)格的數(shù)據(jù)安全審計(jì)管理，系統(tǒng)保存終端與主站交互解密前后的原始報文，嚴(yán)格記錄終端電費(fèi)繳費(fèi)的交易數(shù)據(jù)。GPRS抄表收費(fèi)主站與營銷系統(tǒng)每日進(jìn)行賬務(wù)核對，賬務(wù)核對的所有原始信息進(jìn)行保存，并需通過系統(tǒng)審計(jì)功能審查，異常信息報警提示。

2 電費(fèi)抄收催一體化應(yīng)用功能

基于GPRS抄收催一體化技術(shù)的管理系統(tǒng)采用GPRS無線手持終端實(shí)現(xiàn)集抄表、收費(fèi)、催費(fèi)于一體應(yīng)用，在抄表的同時實(shí)現(xiàn)電費(fèi)計(jì)算、電費(fèi)收費(fèi)。系統(tǒng)主要應(yīng)用功能見圖4。

圖4 系統(tǒng)應(yīng)用功能結(jié)構(gòu)圖

2.1 抄表功能

功能包括:抄表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程下載、抄表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上裝、抄表數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、抄表異常登記、抄表預(yù)算電費(fèi)。抄收催一體化終端可通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)抄表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程上裝、遠(yuǎn)程下載功能，節(jié)約了抄表員往返于供電企業(yè)和抄表現(xiàn)場的時間成本和空間成本。同時終端還具備電費(fèi)計(jì)算功能，可準(zhǔn)確計(jì)算低壓用戶電費(fèi)，作為現(xiàn)場收費(fèi)的依據(jù)。

2.2 繳費(fèi)功能

功能包括:電費(fèi)查詢、電費(fèi)收費(fèi)、憑證打印、電費(fèi)沖正、代收對賬、收費(fèi)信息統(tǒng)計(jì)。抄收催一體終端可以在繳費(fèi)現(xiàn)場實(shí)時查詢欠費(fèi)數(shù)據(jù)、實(shí)時繳費(fèi)，對繳錯的電費(fèi)允許當(dāng)天沖正，同時支持預(yù)收電費(fèi)。同時繳費(fèi)數(shù)據(jù)實(shí)時傳遞到主站軟件，便于供電企業(yè)掌握所有抄收人員的在途資金，方便電費(fèi)回收管理。

2.3 催費(fèi)功能

功能包括:遠(yuǎn)程下載催費(fèi)任務(wù)、催費(fèi)單打印、實(shí)時電費(fèi)查詢。催費(fèi)停電人員可根據(jù)表段號實(shí)時查詢用戶的欠費(fèi)清單，并可在催費(fèi)現(xiàn)場打印催費(fèi)通知單。在停電應(yīng)用中，停電前可輸入待停電用戶編號，實(shí)時查詢用戶欠費(fèi)停電，避免誤停電。

3 系統(tǒng)應(yīng)用難題和解決措施

電力信息技術(shù)是一個不斷深入發(fā)展的過程，基于GPRS抄收催一體化技術(shù)的管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試和應(yīng)用集成的過程中進(jìn)行了不斷完善。在系統(tǒng)上線后也遇到一些問題，系統(tǒng)經(jīng)過硬件改進(jìn)和應(yīng)用升級得以解決。

3.1 應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題

(1)系統(tǒng)采用移動GPRS網(wǎng)絡(luò)，在部分農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)移動信號弱或未覆蓋，終端設(shè)備無法上線。

(2)隨著智能電網(wǎng)發(fā)展，智能電表在農(nóng)村逐步應(yīng)用，抄收催終端需要解決智能電表快速充值繳費(fèi)的問題。

(3)由于GPRS通訊信息中涉及電費(fèi)繳費(fèi)、賬務(wù)資金等敏感數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)GPRS通信過程需要極高的安全保障。

3.2 應(yīng)用改進(jìn)和解決措施

(1)終端設(shè)備采用更換終端通訊模塊、延長終端天線等措施，增強(qiáng)終端的通訊能力;同時協(xié)調(diào)移動公司，對GPRS信號未覆蓋的地方進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)，從源頭上解決GRPS通信問題。

(2)抄收催終端在設(shè)計(jì)時預(yù)留了IC卡接口，并在系統(tǒng)應(yīng)用功能中增加智能電表充值繳費(fèi)功能。通過抄表收費(fèi)人員上門充值或在農(nóng)村便利店部署抄收催終端，實(shí)現(xiàn)了智能卡表用戶的充值繳費(fèi)。

(3)基于GPRS抄收催一體化技術(shù)采用了APN(Access Point Name)專網(wǎng)模式，利用SIM卡的唯一性，劃定用戶可接入系統(tǒng)的范圍，有效避免了非法入侵。采用移動公司分配的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對SIM卡和APN進(jìn)行綁定，只有屬于電力行業(yè)的SIM卡才能訪問專用APN。同時，在網(wǎng)絡(luò)邊界采用安全的防火墻過濾，設(shè)置防火墻軟件保障系統(tǒng)安全。

4 結(jié)語

基于GPRS抄收催一體化技術(shù)的管理系統(tǒng)將通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，較好地解決了“農(nóng)村用戶抄表、收費(fèi)、催費(fèi)難以有效管理”的問題，為電力企業(yè)提高了工作效率、降低了企業(yè)管理成本，同時也為農(nóng)村用戶電費(fèi)繳費(fèi)提供了便利，提高了客戶滿意度。同時，系統(tǒng)全面支持預(yù)付費(fèi)，實(shí)時監(jiān)控電費(fèi)資金狀況，為農(nóng)電資金安全提供了保障。通過推廣試點(diǎn)證明，基于GPRS抄收催一體化技術(shù)的管理系統(tǒng)為供電企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，提高了供電企業(yè)對現(xiàn)場工作的管理水平，符合“精細(xì)化”管理的要求，在供電企業(yè)內(nèi)具有較大的推廣應(yīng)用價值。