基于MVC架構的電力營銷收費賬務自動化管理系統設計

杜暄， 田健， 韓碩辰， 胡敬強

(國網冀北電力有限公司, 營銷服務中心， 北京 100045)

0 引言

電力行業是我國重要民生服務行業，利用先進技術實現信息化管理尤為關鍵。隨著電力用戶增加，傳統手工抄表方式越來越困難。同時復雜的人工操作程序容易出現差錯，對電力公司造成經濟損失。

為了降低電力企業成本，提高工作效率，文獻[1]提出電力企業營銷和財務協同運作方式。營財協作指通過優化營銷業務、財務核對與管理的程序規則，達到營銷與財務管理共贏目標，改善營銷市場財務管理水平，從而提高企業效益，實現價值增值。該方法的管理質量較好，但運行穩定性較差。文獻[2]提出基于多分支樹結構的電力繳費終端完整性檢測方法。利用雙線性映射的簽名機制與多分支樹結構特性，使用隨機編碼技術完成分塊數據的隨機化處理，確保數據隱私性；通過多分支樹形結構對數據塊進行認證與簽名，同時根據哈希樹節點驗證繳費終端的完整程度。該方法能夠保證數據隱私性，但管理水平較低。

針對上述問題，本文提出基于MVC架構的電力營銷收費賬務自動化管理系統設計。本文在MVC(Model-View-Controller)架構基礎上完成系統設計。MVC表示一種開發模式，包含模型(Model)、視圖[3](View)以及控制器(Controller)三個部分。通過一種業務邏輯、數據、界面分離方式組織代碼，使業務邏輯匯聚到同一個部件中。利用此架構設計系統，可實現分層開發[4]，減少響應延時，降低CPU占用率，使系統更加穩定。

1 基于MVC的營銷收費賬務自動化管理系統設計

1.1 系統需求分析

(1) 抄表管理模塊

抄表管理模塊包含任務分配功能、錄入功能與異常結果更改功能。在實際應用中，用戶分為多個用電段，在每月固定時間內，電力企業會派遣抄表員，定制抄表計劃，保證抄表工作有序開展。在抄表過程中，工作人員結合實際情況，利用手動或自動方式完成抄表。為降低錯誤發生率，必須反復核查抄表結果。

抄表模塊中主要參與人員為抄表管理員與抄表員，抄表子系統用例圖如圖1所示。

圖1 抄表管理用例圖

(2) 核算管理模塊

核算是指先結合抄表結果獲取用戶用電情況，再通過相關政策規定的電費標準計算用戶應該繳納的電費。在對繳費信息進行確認后，便能夠發放電費通知，用電記錄也會進入到下一個周期。

核算管理主要分為參數管理、電費計算與審核以及電費退補功能。

(3) 收費管理模塊

收費管理模塊有兩方面需求：收費部分主要任務是利用多渠道收取用戶電費；賬務部分則負責結合會計準則對電費做統一記賬管理[5]。如果在核賬過程中發現錯誤，需結合核對結果，進行退補工作[6]。

1.2 MVC架構探究

MVC架構中模型、視圖與控制器3個部件的主要作用如下，MVC架構圖如圖2所示。

圖2 MVC架構圖

(1) 模型部件。模型部件主要任務是封裝營銷收費賬目的核心數據，并明確這些數據之間的計算關系。該部件處理的是業務邏輯自身的內在抽象[7]，與外在表現形式相互獨立。

(2) 視圖部件。視圖部件無需處理數據內容與計算關系，只需對模型數據加以呈現，相同模型數據對不同用戶呈現時，可通過文字、圖表與動畫等方式。

1.3 系統結構設計

在MVC架構基礎上，結合設計需求，分別對系統功能與網絡結構進行設計。

本文設計的電力營銷收費賬務自動化管理系統主要目標是對傳統“抄表—核算—收費”的管理流程中較為關鍵的環節提供信息化幫助。系統整體結構如圖3所示。

圖3中，抄表管理、核算管理、收費管理與三個電力營銷收費流程一一對應。此外，為定義不同角色權限，又引入人員管理模塊。該模塊對用戶、抄表員、核算員與收費員進行管理。在系統整體功能基礎上，分別對各個模塊進行設計。

圖3 系統整體結構圖

1.3.1 人員管理模型

人員管理系統模型如圖4所示。

圖4 人員管理系統模型

從圖4中可以看出，管理員具備3個屬性。其中，賬號與密碼可以用于身份認證。從視圖角度而言，管理員僅可以查看和自己權限符合的視圖，而在數據操作層面，管理者也僅能對自己權限范圍內的數據進行操作。

1.3.2 抄表管理模型

抄表管理模型如圖5所示。

圖5 抄表管理模型圖

抄表管理即為電費核收管理、綜合查詢與用電監測的前置功能模塊。后續全部業務中所需數據幾乎均來自抄表管理中電能使用數據。此模塊的關鍵參與人員為抄表管理者與抄表員。其中管理者結合電表分布情況對抄表員進行任務派遣，并在固定用電周期結束后制定抄表計劃與任務量。抄表員接收到任務后，進行用戶電量數據抄錄，并及時輸入到系統中。管理員需對抄錄的數據進行核對，糾正錯誤數據，及時止損。經過對抄表管理工作的梳理，設置系統抄表管理時序圖[8]如圖6所示。

1.3.3 核算賬務管理模型

核算賬務管理模型如圖7所示。

核算模塊中包含3個子模型。其中，電量記錄表示全部用戶在不同發行時段的用電量歷史數據；用戶ID代表電量產生的用戶，電費發行時間則記載了電費發行時間段。

圖6 抄表管理時序圖

圖7 核算賬務管理模型圖

根據上述模型，確定系統電費核收模塊時序圖，如圖8所示。

圖8 電費核收時序圖

管理員在核算賬務管理模塊時，對于電費的計算尤為重要。本系統利用費用流方法，將輸電傳輸功率當作費用載體，功率向用戶流動時，會不斷附加網損成本、輸電元件耗能等費用。采用該方法時需做出如下假設：流入輸電網每個節點的費用流總和與流出費用相同；相同節點元件功率的單位成本ρ是相同的；所有輸電元件費用流值均為恒定。可利用如下公式進行描述：

Bρρ=Cnode

(1)

式中，Bρ表示潮流分布，與系統中運行狀態相對應，屬于常數矩陣，Cnode是節點成本列向量。

因為Bρ為線性系統，所以對費用的核算可利用一次矩陣相乘獲得節點電價，還可以逐個節點、線路分別進行，該計算方法存在靈活性。

1.3.4 收費賬務管理模型

收費賬務管理模型如圖9所示。

圖9 收費賬務管理模型圖

收費管理子系統的實體模型為電費實體，其中應繳費用記載了固定時間段內用戶產生的電費。它與繳費日期在核算管理中被填寫，在收費管理中，這兩個屬性依舊不會產生變化。繳納狀態描述用戶繳費前的電費狀態，在完成繳費后，該字段會從“未繳”變換為“已繳”。它既屬于用戶查詢電費繳納情況的憑證，又是電力企業的記賬依據。

2 仿真實驗數據分析與研究

電力營銷收費賬務自動化管理系統的性能測試是利用Load Runner測試工具進行仿真。在實驗過程中自動測試工具的并發量設置為20個，迭代時間是10 min，同時向系統加壓250個并發用戶。系統測試環境如表1所示。

表1 系統測試環境表

網絡系統拓撲結構如圖10所示。

測試不同用戶并發量下系統的最大響應時間，結果如表2所示。

表2 系統并發能力與響應時間仿真結果

由表2可知，該系統在5次加壓情況下，選取的4個性能檢測點的最大響應值均低于3 s，且在最高的250個并發用戶條件下，系統邏輯依然可以正常運行。這是因為MVC架構能夠實現分層開發，合理安排任務，使收費賬務管理工作有序開展，減少系統響應時間。

測試不同用戶并發量下系統的資源占用率，結果如表3所示。

表3 系統資源占用率仿真結果

由表3可知，該系統在不同并發用戶的訪問壓力下，CPU占用率與內存使用率均較低，表明系統可以穩定運行，滿足資源占用率要求。綜上所述，該自動化管理系統的性能通過此次測試。

3 總結

本文對于電力營銷收費賬目管理中存在的不足，將自動化與信息化作為載體，在MVC架構基礎上設計自動化管理系統，實現了功能模塊的有效分離，減少各功能之間的耦合性，方便快速部署，減少系統響應時間。但是該系統只支持扁平化管理，在實際應用過程中，用電管理具有多個層次，當系統用戶到達一定數量時，這種管理方式會降低管理效率。因此在接下來的工作中，系統應向著適應性更強的管理架構方向進行改進與優化。