國網電力公司繳費平臺設計

方舟, 鄭鐘, 劉建芳, 章清圣, 俞新華

(1.國網浙江省電力有限公司 信息通信分公司， 杭州 310007;2.國網信通億力科技有限責任公司， 福州 350000)

0 引言

隨著社會的發展和時代的進步，計算機的普及、應用以及通訊技術的日益成熟,使得人們追求日益簡化及人性的繳費方式。這就使開發國網電力公司一體化繳費平臺變得尤其重要。讓絕大部分的客戶在任何能使用互聯網的地方進行網上電費的繳納，享受到方便快捷的供電服務成了急需解決的問題。但由于操作系統以及應用軟件的存儲方式的不統一，使一體化繳費平臺的設計與實現存在諸多問題。因此對現有不同的繳費渠道進行分析歸類，數據重組，使其能滿足絕大部分的繳費渠道進而進一步普及使其研究的實際意義。

1 設計目的

1.1 需求分析

隨著電網業務區域的不斷擴大和業務的持續更新，電力服務的受眾客戶和所繳電費也在不在增加。因此在滿足客戶需求的同時降低管理成本提高效率無疑成為了需要關注的問題。一體化繳費平臺的應用不僅可以使電力客戶不受時間、地點的影響，在任何得到授權的網點進行電費繳納，免去了路程和窗口辦理的等待時間。同時電子發票的開具更具安全性和實效性，網上即時支付的付費模式也使得電費回收的周期的大大縮短，加速了資金流通的周期。同時大大節省了人工方面的投入使得工作效率大大提高[1]。

1.2 原則分析

一體化繳費平臺的設計和實現需要遵從原則上的適用性才能確保以后應用時的可行性。具體原則以下舉例列舉(1)經濟性。遵從利益最大化的原則，最大程度的利用現有資源使繳費平臺足足一體化統一化的管理標準。在滿足系統穩定運行和不隨意擴大系統軟硬件投資的前提下，確保平臺的正常運轉。(2)規范性：一體化平臺的設計應遵循國際標準，國家標準，行業標準統一設計，開發及應用。使其在今后的應用過程中不受地域，時間等影響。(3)安全性：鑒于用戶于網上一體化繳費平臺進行繳費，需要提供客戶個人基本資料，所以保護客戶隱私極其重要。注重權限管理、信息加密等措施，同時構建通信層，網絡層，系統層等多層次的網絡防火墻來確保系統的安全。以此確保客戶個人信息不被泄露。

1.3 應用分析

一體化繳費應順應時代的發展，實現跨平臺的合作。例如近年興起的網上支付，所以與支付寶或微信這種具有第三方支付功能的軟件合作，不僅滿足了現階段繳費業務的需要，也更能適應未來電力公司繳費業務的發展和政府電價調整等政策的需要。以及隨著網上支付熱潮興起所帶來的浪潮影響使得平臺在今后繳費業務的深度和廣度的擴展性上都具有很強的應用可行性。

2 系統設計流程

一體化繳費管理平臺是聯系電力公司、金融機構的橋梁，是二者之間的紐帶。是集繳費、對賬、渠道、終端等業務功能于一身的信息化管理平臺。同時隨著業務的不斷更新和擴展，平臺將不斷的推出順應發展的新功能，此時平臺管理則顯得尤為重要。因此一體化平臺應采用集中部署模式，通過部署一套涵蓋繳費存儲，用戶注冊，信息變更，渠道運營質量管理，用戶基本信息綁定及更改，擴展功能及系統支撐功能所有應用于一身的管理體系。同時在大數據的基礎上使得實現統一標準的管理及維護[2]。

2.1 深度數據庫的組建

數據庫的組建主要包括用戶，客戶端，服務器和數據庫服務器四部分組成。數據庫的構建主要目標是給一體化繳費管理平臺提供統一規范的數據架構和信息服務，從而使一體化繳費管理平臺的建設更加完善和有依據性。并提高應用系統的運行功能和分析利用價值。具體詳解如下：

(1) 用戶：即初始數據的所有者，通過網上登錄及授權將信息保留至數據中心，方便服務器以后為其提供服務需要與服務器相互配合運行。

(2) 客戶端：與服務器相對應，為用戶提供信息服務的程序。用戶通過網頁瀏覽器瀏覽搜索所需要的信息。客戶端將存儲過的加密信息通過解密再由服務器傳輸給用戶，并通過二次過濾功能將最完整及正確的數據呈獻給用戶。

(3) 服務器：亦是數據中心的服務對象。利用客戶端提供的數據資源在數據中心服務器端建立數據庫并創建關系體系并具有更新及查詢所存儲已知新的功能。

(4) 數據庫服務器：此數據多為用戶共享，負責管理和存儲數據的軟件和硬件資料。

2.2 優化數據處理的程序

隨著一體化繳費平臺在應用過程中的業務積累，使得平臺所存儲的數據量不斷增長。同時伴隨著新業務的發展也迫使系統服務模塊的增多。因此數據處理優化技術顯得尤為重要。

2.2.1 數據庫連接池：在傳統的應用系統中，每一處數據庫的訪問都要建立相應的數據庫連接，這無疑是一個既費時又費資源的行為。以此操作的費時可能不會引起太大的注意，但若是批量的用戶同時進行操作，這種頻繁的連接操作勢必會占用系統較多的資源。數據庫連接池就可以完美的解決這個問題，當用戶訪問數據庫時，并非建立一個單獨對應的數據庫連接而是通過選取已建立的現有連接池來縮短時間。在用戶使用完畢后也并非將連接完全關閉而是繼續放回連接池供下一個條件符合的用戶使用。因此大大的提高了響應速度，從而提高了系統的性能[3]。

2.2.2 優化數據庫結構

(1) 適當的索引：通過創建不重疊的數據列，使其生產一個唯一索引，從而更快的訪問數據庫。

(2) 去掉不必要的子查詢：由于其取決于父查詢或外部查詢，因此是逐步完成的，這也就意味著大大降低了其速度，因此更好的調整數據庫的方式是inner join命令。

(3) 同時調整數據庫的結構設計，優化應用程序，調整內存分配，調整操作系統參數都可起到優化數據庫結構的作用。

2.3 一體化繳費平臺總體框架設計

國網電力公司一體化繳費平臺的整體架構包括業務架構、應用架構、數據架構以及技術架構。總體構架如圖1所示。

圖1 一體化繳費平臺整體構架

該結構設計中的業務架構主要是從業務的角度來對一體化繳費管理平臺進行規劃與管理，結合國內外售電繳費業務的發展趨勢來建立一體化管理平臺業務模型。應用架構主要是在業務架構的基礎上，從系統功能需求的角度來對各個模塊進行定義，而數據架構同樣要以業務架構為基礎，對數據分類、分布與存儲結合系統的需求進行定義，實現數據結構的準確性與標準化。在應用架構與數據架構的基礎上進行技術架構設計，從系統技術實現的角度設計出技術實現方案[4]。

2.4 SOA一體化繳費平臺設計與實現

SOA是一系列粒度服務所構成的以服務為導向的架構，這些服務相對比較獨立，在不同的系統中可以以通用的方式進行交互。SOA一體化繳費平臺同時實現了功能架構與服務架構，服務模型劃分如圖2所示。

數據服務層：提供數據轉換、數據解析、數據驗證，能夠實現多種格式的自由轉換。

業務服務層：對繳費服務進行抽象化，包括欠費查詢、繳費、讀寫卡、文件傳輸以及協議簽訂等。

圖2 一體化繳費接入管理平臺服務模型劃分

綜合服務分類層：將原子業務服務聚合復用，以適應不同渠道的應用場景，結合渠道的實際特點對工作流程進行開發。

接入服務層：在通訊協議中接入恰當的適配器。

3 系統平臺技術實現

3.1 SOA服務總線技術

一體化繳費平臺的設計要求與多種不同的應用進行交互，支持各種數據格式以及數據轉換。數據軟總線產品提供了與周邊系統的互通能力，能夠實現系統的集成調用。變量池采用內部自定義標準進行插件間的數據轉換，可以選擇64、128、256 3種變量模式。

3.2 插件封裝

一體化繳費系統平臺會涉及到應用插件與通訊插件，應用插件不會對通訊進行處理，通過工作流組來實現業務邏輯。而通訊插件會對通訊協議進行封裝，將其向平臺內部使用的統一通訊協議進行轉換，用內部協議與平臺的數據軟總線ESB連接調用相應的服務處理程序，通訊插件會支持TCP/IP的長短連接、同步異步等多種通訊方式[5]。

3.3 報文格式轉換

一體化繳費平臺會使用多層次變量池結構，以專門的報文格式轉化模塊來實現平臺內外部報文格式的轉化，也可以通過自定義處理模塊來對自定義的報文格式進行擴展。

3.4 SOA架構的工作流驅動

原子交易是交換平臺的基本業務功能模塊，以一個工作流定義文件將若干原子交易組織起來，最終形成一個Service，作為對外調用的基本入口，在這種構架下，Service之間會采用松耦合機制，每個Service都有獨立的屬性和運行參數，及時存在Service之間的平行調用，也可以方便的通過調用各Service的回溯處理模塊完成。

4 SOA繳費服務模型的劃分

一體化繳費平臺的實現變得具有可行性與SOA能提供相應的服務功能架構和服務模型架構是密不可分的。其中的服務功能框架起到了核心作用，而這些服務之間的關系擇優服務模型架構進行劃分，具體劃分情況如下。①功能服務：可以單獨停供具體業務功能和服務。②流程服務：用于編排到流程中的服務。③人工服務：人工實現的服務。④規則服務：用于表示業務規則的服務。⑤其他服務。而服務模型則劃分為四個層次即數據服務層、業務服務層、綜合服務分類層以及接入服務層。四一體化繳費平臺的可實現性和應用過程中的安全性分析一體化繳費接入管理平臺和所合作的業務應用之間由于合作的升級及業務往來的增多，使得系統能否承受每日操作的日益增多及系統的抗壓能力顯得尤為重要，這直接關系到繳費平臺與營銷業務應用之間的合作是否順利。為了保證交易的成功同時減少系統異常可能帶來的風險及失敗，其管理平臺必須提供相應的異常處理機制，嘗試重發機制，存貯轉發機制來保障成功率。同時還要提供錯誤恢復機制，自動沖銷機制，事務一致性管理機制來保證一致性。特此提出四種服務模式的對比以供參考。

(1) Web服務模式

通過一體化繳費平臺接受外部請求，并對信息進行初步審核，登記，處理同時根據需求的不同進行服務劃分將其劃分到對應的服務接口，并通過提供的web服務接口完成交易處理過程。如若在處理過程中出現異常情況，亦可根據一早開始設定好的錯誤恢復機制解決問題。因此web服務方式由于接口標準規范，支持不同系統之間的問題交互，是目前與SOA架構融合最好的實踐典范。

(2) Socket方式

雖然該方式同樣應用廣泛，但與之前提到的web方式相比仍有許多不同。該方式雖數據存儲量小，但有效數據占比量高，定制型強等特點。

(3) 中間件方式。

一體化繳費接入管理平臺通過中間件方式調用營銷業務應用接口，由中間件為通訊的安全性和完整性提供保證。

(4) EJB方式。

營銷業務應用將外部接口封裝成無狀態EJB。一體化繳費接入管理平臺獲取交易請求后，映射到營銷業務應用業務處理BEAN上，通過對BEAN方法的調用，完成交易處理。

同時平臺的運行安全性也極其重要。為了保證交易的安全，在運行期的安全測試的過程中，運用加密以及簽名認證等技術對交易進行保護，通過加密保證信息的傳輸安全，通過數字簽名保證交易的實效性和不可抵賴性，通過MAC校驗保證交易數據及文件的完整性，使其安全性得到了極大地提升。同時還可以相應提供敏感字段加密處理，構建網段隔離，防火墻等技術增加系統的安全性，降低系統之間相互影響，減少風險擴散的風險。

5 總結

本文通過對一體化繳費平臺的市場需求及前景分析，提出了實現這一目標的必然性和可實施性。并根據分析通過現有的SOA技術及管理平臺的接洽為創建一體化繳費平臺提供了技術支持與參考，同時信息加密，防火墻的構建以及web服務模式的應用都很好的確保了平臺的安全性。使得一體化繳費平臺在未來的設計與實現都充滿了可能性和可操作性。