基于GPRS的電費抄收催一體化技術在電力系統中的應用

劉芯宇

(自貢電業(yè)局，四川自貢 643000)

長期以來農村地區(qū)的用電服務問題一直困擾著供電企業(yè)，由于農村地域廣闊，用戶分散，并且山區(qū)多、路途遠，電力營業(yè)廳所能覆蓋的服務范圍有限。在多數的農村地區(qū)，銀行出于成本考慮網點少，由此，給農村用戶的繳費帶來了很大的不便，導致電費回收率下降。同時對于供電企業(yè)的抄表人員，由于用戶地處偏遠，電表分散，到用戶現場距離遠，農村用戶電費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)通過信息化技術拓展了多種電費繳費渠道，如銀行代收、第三方機構代收、自助繳費平臺建設，但是對于廣大的農村地區(qū)，銀行網點覆蓋有限，第三方代收機構投入得不到回報也不愿意在偏遠地區(qū)布點。

針對目前農村用戶電費管理存在的問題，四川省電力公司在2011年建設了基于GPRS抄收催一體化技術的管理系統，該系統將抄表、收費、催費業(yè)務整合于一體，在抄表的同時實現了電費計算、電費收費和催費工作，提高了電力抄收現場服務水平。

1 系統技術原理

基于GPRS抄收催一體化技術的管理系統主要由無線GPRS抄收催一體化終端(以下簡稱抄收催一體機)、GPRS抄表收費主站軟件(以下簡稱主站軟件)、GPRS專網通道及相關網絡設備、主站服務器構成。其系統結構圖如圖1所示。

圖1 系統結構圖

①抄收催終端:一款專門定制的多功能終端設備，通過GPRS通訊網關和GPRS抄表收費系統主站相連。終端配有專用SIM卡，擁有獨立IP;②GPRS專線網絡:連接移動和供電企業(yè)的通信專線，GPRS終端通過無線公網到移動APN接入點，通過移動專網認證后與供電企業(yè)主站進行通信;③GPRS抄表收費主站軟件:GPRS抄表收費系統的核心部分，負責連接營銷系統和抄收催終端;④電力營銷系統:電力營銷業(yè)務應用、業(yè)務處理系統，是電力營銷業(yè)務的核心系統，提供統一的標準的對外接口。

1.1 GPRS抄表收費主站軟件

圖2 GPRS抄表收費主站軟件層次圖

GPRS抄表收費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移動專線實現系統主站軟件與抄收一體機的通信。GPRS抄表收費系統主站按其硬件部署角色可分為應用服務器(提供web應用服務)、接口服務器(部署與營銷SG186接口服務)、數據庫服務器(負責數據存儲)、前置服務器(負責主站與一體機的通信、業(yè)務處理)。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，負責現場的抄表、收費、催費應用;②通信層:包括通信鏈路和通信前置服務。負責主站軟件與終端的通信、數據采集、數據處理、業(yè)務處理;③應用層:負責主站軟件的業(yè)務處理功能，權限管理、綜合查詢;④接口層:負責主站軟件與營銷SG186應用系統的接口服務。

1.2 抄收催一體機

抄收催一體機是根據電力現場抄表、收費、催費業(yè)務需要定制的基于GPRS通信的無線手持終端。終端采用開源的LINUX操作系統，配有專用SIM卡，擁有獨立IP。在硬件構成上，抄收催一體化終端具備GPRS通信模塊，支持900/1800 MHz雙頻通信，可與主站系統實時通信;終端配備紅外通信功能，可自動接收電表數據，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;終端標配熱敏打印紙，可在工作現場方便打印繳費憑證，抄表通知單。

1.3 工作原理

GPRS抄表收費過程由終端發(fā)起，經過GPRS專線網絡通訊、GPRS抄表收費主站管理軟件、營銷信息系統接口，完成電費抄收業(yè)務。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)終端根據用戶輸入請求，通過GPRS移動專網向用戶抄表收費主站發(fā)起交易請求。

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

(3)營銷系統收到抄表收費主站的請求后作相應的業(yè)務處理，并將處理結果返回到抄表收費主站。

(4)抄表收費主站接收營銷系統的處理結果報文，在本地交易明細記錄，同時將處理結果返回到終端，socket連接結束，用戶根據終端界面顯示的內容確認下一步動作。

1.4 安全設計

GPRS抄表收費主站涉及抄收催一體機、GPRS網絡、主站軟件、營銷系統等多個環(huán)節(jié)，為確保信息系統的安全性，系統進行了嚴密的安全設計。

(1)終端安全設計:終端采用的LINUX操作系統是根據業(yè)務應用需要進行定制，只安裝了必要的軟件支持包和驅動程序，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)網絡安全設計:在網絡通道上，移動公司為電力企業(yè)提供VPN專網，終端所使用的SIM卡在專網內擁有固定IP地址，終端GPRS產生的所有數據通過VPN專網傳輸。并且在移動和電力企業(yè)之間的網絡邊界部署了專用防火墻，只允許訪問電力前置機服務器的固定IP地址和端口。

(3)數據安全審計:GPRS抄表收費主站采用了嚴格的數據安全審計管理，系統保存終端與主站交互解密前后的原始報文，嚴格記錄終端電費繳費的交易數據。GPRS抄表收費主站與營銷系統每日進行賬務核對，賬務核對的所有原始信息進行保存，并需通過系統審計功能審查，異常信息報警提示。

2 電費抄收催一體化應用功能

基于GPRS抄收催一體化技術的管理系統采用GPRS無線手持終端實現集抄表、收費、催費于一體應用，在抄表的同時實現電費計算、電費收費。系統主要應用功能見圖4。

圖4 系統應用功能結構圖

2.1 抄表功能

功能包括:抄表數據遠程下載、抄表數據遠程上裝、抄表數據準備、抄表異常登記、抄表預算電費。抄收催一體化終端可通過GPRS網絡實現抄表數據的遠程上裝、遠程下載功能，節(jié)約了抄表員往返于供電企業(yè)和抄表現場的時間成本和空間成本。同時終端還具備電費計算功能，可準確計算低壓用戶電費，作為現場收費的依據。

2.2 繳費功能

功能包括:電費查詢、電費收費、憑證打印、電費沖正、代收對賬、收費信息統計。抄收催一體終端可以在繳費現場實時查詢欠費數據、實時繳費，對繳錯的電費允許當天沖正，同時支持預收電費。同時繳費數據實時傳遞到主站軟件，便于供電企業(yè)掌握所有抄收人員的在途資金，方便電費回收管理。

2.3 催費功能

功能包括:遠程下載催費任務、催費單打印、實時電費查詢。催費停電人員可根據表段號實時查詢用戶的欠費清單，并可在催費現場打印催費通知單。在停電應用中，停電前可輸入待停電用戶編號，實時查詢用戶欠費停電，避免誤停電。

3 系統應用難題和解決措施

電力信息技術是一個不斷深入發(fā)展的過程，基于GPRS抄收催一體化技術的管理系統在設計、開發(fā)、調試和應用集成的過程中進行了不斷完善。在系統上線后也遇到一些問題，系統經過硬件改進和應用升級得以解決。

3.1 應用中發(fā)現的問題

(1)系統采用移動GPRS網絡，在部分農村偏遠地區(qū)移動信號弱或未覆蓋，終端設備無法上線。

(2)隨著智能電網發(fā)展，智能電表在農村逐步應用，抄收催終端需要解決智能電表快速充值繳費的問題。

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

3.2 應用改進和解決措施

(1)終端設備采用更換終端通訊模塊、延長終端天線等措施，增強終端的通訊能力;同時協調移動公司，對GPRS信號未覆蓋的地方進行補點，從源頭上解決GRPS通信問題。

(2)抄收催終端在設計時預留了IC卡接口，并在系統應用功能中增加智能電表充值繳費功能。通過抄表收費人員上門充值或在農村便利店部署抄收催終端，實現了智能卡表用戶的充值繳費。

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

4 結語

基于GPRS抄收催一體化技術的管理系統將通信技術和計算機應用有機結合，較好地解決了“農村用戶抄表、收費、催費難以有效管理”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，同時也為農村用戶電費繳費提供了便利，提高了客戶滿意度。同時，系統全面支持預付費，實時監(jiān)控電費資金狀況，為農電資金安全提供了保障。通過推廣試點證明，基于GPRS抄收催一體化技術的管理系統為供電企業(yè)帶來了良好的經濟效益和社會效益，提高了供電企業(yè)對現場工作的管理水平，符合“精細化”管理的要求，在供電企業(yè)內具有較大的推廣應用價值。