單菲菲 石棟良 陸挺

摘? 要：預(yù)付費(fèi)功能是智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要的功能，實(shí)現(xiàn)了能源供應(yīng)中先付費(fèi)后使用的管理模式。根據(jù)管理過程的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了智慧熱網(wǎng)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，包含管理端和用戶端。在預(yù)付費(fèi)功能的實(shí)現(xiàn)過程中，共產(chǎn)生了三種充值方式：IC卡充值、遠(yuǎn)程充值、銀企互聯(lián)充值。通過對三種充值方式的流程進(jìn)行分析對比，可以看出三種充值方式的發(fā)展過程及發(fā)展趨勢，為能源供應(yīng)行業(yè)預(yù)付費(fèi)管理提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：IC卡;遠(yuǎn)程充值;銀企互聯(lián);協(xié)議加密

中圖分類號：T-09;TP315? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）16-0071-04

Analysis of Prepaid Recharge Methods of Smart Hot Network Platform

SHAN Feifei1，SHI Dongliang2，LU Ting2

（1.Wuxi Huilian Thermal Power Co.，Ltd.，Wuxi? 214174，China;

2.Shanghai Wulingshengtong Information Technology Co.，Ltd.，Shanghai? 200331，China）

Abstract：The prepayment function is an important function in the intelligent heating network system，which realizes the management mode of paying first and then using in energy supply. According to the actual needs of the management process，a smart hot network prepayment system is designed，which includes the management side and the client side. In the process of realizing the prepaid function，three recharge methods were produced：IC card recharge，remote recharge，and bank-enterprise interconnection recharge. Through the analysis and comparison of the processes of the three recharge methods，the development process and development trend of the three recharge methods can be seen，which provides a reference for the prepayment management of the energy supply industry.

Keywords：IC card;remote recharge;bank-enterprise interconnection;protocol encryption

0? 引? 言

智慧熱網(wǎng)平臺用于熱電聯(lián)產(chǎn)供熱管理中，目的是實(shí)現(xiàn)以散到集，從分層到綜合，打通能源供應(yīng)管理中各個(gè)部門的信息壁壘，構(gòu)建環(huán)保節(jié)能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的科學(xué)化、精細(xì)化、信息化、智能化熱網(wǎng)管理的新模式[1]?；谝陨闲枨?，無錫惠聯(lián)熱電有限公司與上海五零盛同信息科技有限公司共同開發(fā)了智慧熱網(wǎng)平臺系統(tǒng)。智慧熱網(wǎng)平臺可實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)管理、數(shù)字化資產(chǎn)管理、運(yùn)維管理和基本分析統(tǒng)計(jì)趨勢預(yù)判等功能。其中，預(yù)付費(fèi)管理功能不僅可以有效避免用戶惡意拖欠費(fèi)用，同時(shí)也為能源供應(yīng)方按用戶信用等級進(jìn)行區(qū)別管理提供了可行性的手段。在預(yù)付費(fèi)功能的實(shí)際應(yīng)用過程中，結(jié)合當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，逐漸產(chǎn)生了IC卡充值、遠(yuǎn)程充值、銀企互聯(lián)充值三種充值方式。本文分別對三種充值方式進(jìn)行分析、對比，能源供應(yīng)方可根據(jù)自身的實(shí)際情況選擇合適的預(yù)付費(fèi)充值方式。

1? 智慧熱網(wǎng)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)構(gòu)成

智慧熱網(wǎng)預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)包含管理端和用戶端。其中管理端包含服務(wù)器、前臺機(jī)、IC卡充值器（采用IC卡充值時(shí)需配備）和打印機(jī);用戶端即支持預(yù)付費(fèi)功能的熱網(wǎng)智能終端（內(nèi)含4G通信模塊）。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)服務(wù)器用于對用戶側(cè)熱網(wǎng)智能終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行選測、參數(shù)監(jiān)測、閥門控制、遠(yuǎn)程充值等業(yè)務(wù)邏輯。前臺機(jī)則通過B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，參數(shù)顯示，充值界面等。

預(yù)付費(fèi)熱網(wǎng)智能終端除了具備常規(guī)的流量積算儀的功能外，還具備IC卡充值和閥門控制邏輯。熱網(wǎng)智能終端的框圖如圖2所示。

根據(jù)用戶用汽量和單價(jià)實(shí)時(shí)結(jié)算，同時(shí)應(yīng)答服務(wù)器的數(shù)據(jù)選測請求。若用戶余額低于報(bào)警限值，則產(chǎn)生報(bào)警信號，通過智慧熱網(wǎng)平臺短消息中心向用戶發(fā)送余額下限的短信，提醒用戶及時(shí)充值。短消息提醒界面如圖3所示。若用戶余額低于關(guān)閥點(diǎn)余額，終端則根據(jù)設(shè)置的閥門控制優(yōu)先級選擇關(guān)閉閥門或產(chǎn)生告警信息由供方管理人員手動(dòng)關(guān)閉閥門。

當(dāng)終端提示余額不足時(shí)，用戶需要對終端進(jìn)行充值，否則繼續(xù)使用將導(dǎo)致閥門關(guān)閉，停止供汽。充值方式根據(jù)用戶需求可選IC卡充值、遠(yuǎn)程充值、銀企互聯(lián)充值。

2? 預(yù)付費(fèi)充值方式

2.1? IC卡充值

IC卡充值屬于最早的預(yù)付費(fèi)充值方式[1]，在天然氣、自來水行業(yè)曾廣泛應(yīng)用。IC卡分為接觸式和非接觸式兩種。由于非接觸式IC卡不存在物理觸點(diǎn)，使其具有高可靠性，操作方便快捷。在智慧熱網(wǎng)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)中，我們采用非接觸式IC卡作為儲值卡，IC卡由能源供方負(fù)責(zé)管理和發(fā)放。發(fā)放前先將IC卡的卡號進(jìn)行登記，并關(guān)聯(lián)用戶的相關(guān)信息，然后設(shè)置好密碼并將卡號與用戶終端綁定。IC卡的充值和管理使用的讀卡器和管理軟件界面如圖4所示。

IC卡預(yù)付費(fèi)終端充值流程：

（1）用戶付款;

（2）供方確認(rèn)并寫卡;

（3）用戶領(lǐng)卡;

（4）用戶刷卡充值。

IC卡充值方式的優(yōu)點(diǎn)是不依賴于網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)離線充值。缺點(diǎn)是操作麻煩，用戶需要拿卡到供方去儲值，還需要到預(yù)付費(fèi)終端上去刷卡，再將卡內(nèi)金額轉(zhuǎn)移到終端。由于有實(shí)體卡片，還存在卡片丟失的風(fēng)險(xiǎn)。IC卡充值的方式只適合熱用戶數(shù)量比較少并且對效率要求不是很高的情況。

2.2? 遠(yuǎn)程充值

遠(yuǎn)程充值是基于4G網(wǎng)絡(luò)的充值方式。預(yù)付費(fèi)熱網(wǎng)終端集成了4G通信模塊，通過發(fā)送心跳包的方式，確保終端始終處于在線狀態(tài)，這為遠(yuǎn)程充值提供了可行性。遠(yuǎn)程充值需要考慮安全性和可靠性[2]，為此需要對遠(yuǎn)程充值的通信協(xié)議進(jìn)行加密處理[3]。同時(shí)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的延遲和故障可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)包重發(fā)，因此還要考慮數(shù)據(jù)包重發(fā)時(shí)重復(fù)充值的問題。在智慧熱網(wǎng)平臺和熱網(wǎng)智能終端上，我們都考慮了以上兩種情況，做了相應(yīng)的處理，使安全性和可靠性得到了保障。其中，為防止重復(fù)充值采取了如下技術(shù)措施：

（1）智慧熱網(wǎng)平臺從終端讀取當(dāng)前的序列號;

（2）接收成功后，按一定的算法產(chǎn)生一個(gè)新的序列號。若接收序列號不成功，說明網(wǎng)絡(luò)通信狀況不好，則無法進(jìn)行以下步驟;

（3）管理端將新的序列號與充值金額一起發(fā)送給終端。終端判斷序列號是否為新的序列號。若是，則進(jìn)行充值，并更新序列號，否則不執(zhí)行此命令;

（4）終端應(yīng)答充值成功，完成充值過程。

遠(yuǎn)程充值的流程如下：

（1）用戶通過銀行付款;

（2）供方確認(rèn)審核;

（3）遠(yuǎn)程下發(fā)充值;

（4）短消息通知用戶。

從以上流程可以看出，使用遠(yuǎn)程充值方式用戶不需要到供方現(xiàn)場充值，也不用到終端現(xiàn)場充值，只需要通過銀行將費(fèi)用付給供方即可，節(jié)省了用戶的人力和時(shí)間。遠(yuǎn)程充值方式的缺點(diǎn)是其依賴于網(wǎng)絡(luò)，終端離線或網(wǎng)絡(luò)故障將導(dǎo)致無法充值。另外，由于需要供方確認(rèn)和審核，若在非工作日，由于不能及時(shí)審核和下發(fā)充值，將給用戶的生產(chǎn)生活帶來影響。

2.3? 銀企互聯(lián)充值

銀企互聯(lián)充值是在遠(yuǎn)程充值的基礎(chǔ)上結(jié)合銀企互聯(lián)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的預(yù)付費(fèi)充值自動(dòng)化[4，5]。銀企互聯(lián)是指銀行與企業(yè)簽署服務(wù)協(xié)議，建立銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)與企業(yè)財(cái)務(wù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)連接通道，利用該通道向銀行發(fā)送交易指令和接收數(shù)據(jù)信息。銀企互聯(lián)充值提供了一個(gè)客戶端軟件，其作用是對充值流程進(jìn)行管理以及相關(guān)的設(shè)置工作，主界面如圖5所示。

客戶端的主要功能包含銀行、充值預(yù)審、充值審核、充值驗(yàn)證、記錄查詢、預(yù)付費(fèi)時(shí)段、預(yù)付費(fèi)價(jià)格。限于篇幅原因，本文僅對銀行功能進(jìn)行描述。銀行功能包括賬號管理（賬號錄入、修改、刪除），賬號綁定和解綁，流水查詢。

2.3.1? 賬號錄入

在需要預(yù)先處理賬號相關(guān)操作時(shí)，可以先手工錄入相應(yīng)的賬號信息，默認(rèn)采用系統(tǒng)自動(dòng)識別登記方式錄入賬號。圖6顯示了錄入賬號的一般信息。銀行賬號錄入操作時(shí)會(huì)提示錄入成功與失敗，錄入成功后可對該賬號和已存賬號進(jìn)行管理操作，包括修改和刪除。

2.3.2? 賬號修改和刪除

選擇修改賬號標(biāo)簽，切換到修改賬號功能，左側(cè)欄顯示已經(jīng)存在的銀行賬號信息，通過點(diǎn)擊對應(yīng)賬號，可在右側(cè)顯示該賬號的詳細(xì)信息，并可進(jìn)行相應(yīng)操作。刪除賬號可以清除不需要的賬號或者輸入錯(cuò)誤的賬號。刪除前會(huì)提示是否刪除，操作人員需要確認(rèn)，避免誤刪除。賬戶修改與刪除界面如圖7所示。

2.3.3? 賬號綁定和解綁

賬號綁定中可進(jìn)行綁定與解綁操作，根據(jù)選擇需要與特定的終端進(jìn)行綁定或解綁已綁定的終端。

綁定終端時(shí)根據(jù)單終端或多終端綁定的不同，終端選擇自動(dòng)設(shè)定，選擇需要綁定的終端確認(rèn)綁定即可完成綁定操作。需要解除綁定終端的銀行賬號時(shí)，點(diǎn)擊“解除綁定”按鈕，確認(rèn)綁定后就可以解除與終端的綁定。賬號綁定與解綁的軟件界面如圖8所示。

2.3.4? 流水查詢

流水查詢可以查看授權(quán)賬號的流水信息，通過流水信息可以清晰地了解客戶預(yù)支付款項(xiàng)的后續(xù)處理狀態(tài)。通過流水查詢，可以定向查詢年、月、日、自定義時(shí)間段內(nèi)的流水信息，每項(xiàng)流水的憑證，金額，對方賬號、戶名，流水備注，流水時(shí)間以及狀態(tài)信息。

完成了銀行賬號與用戶終端綁定及其他基本設(shè)置之后，銀企互聯(lián)充值就可以自動(dòng)運(yùn)行而不再需要人工參與。銀企互聯(lián)充值的流程如下：

（1）用戶通過銀行付款;

（2）銀企互聯(lián)業(yè)務(wù)邏輯處理;

（3）遠(yuǎn)程下發(fā)充值;

（4）短消息通知用戶。

銀企互聯(lián)充值方式的優(yōu)勢是很明顯的：只需前期開通好銀企互聯(lián)服務(wù)，以及進(jìn)行用戶銀行賬號與終端的綁定，以后的充值過程完全不需要供方管理人員參與。通過銀企互聯(lián)，用戶付費(fèi)不再局限于地點(diǎn)和時(shí)間的限制，既方便了用戶，同時(shí)也減輕了供方財(cái)務(wù)等人員的工作量，提高了運(yùn)行效率。而銀企互聯(lián)充值方式的缺點(diǎn)與遠(yuǎn)程充值是一樣的，屬于在線充值，依賴于網(wǎng)絡(luò)。不過，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的部署，網(wǎng)絡(luò)容量和通信速率都將呈現(xiàn)幾何數(shù)量級的提升，通信的在線率、可靠性和實(shí)時(shí)性已不是問題。

3? 結(jié)? 論

通過對三種預(yù)付費(fèi)充值方式的分析，可以明顯看出各自的優(yōu)缺點(diǎn)，而銀企互聯(lián)方式則是未來預(yù)付費(fèi)管理的發(fā)展趨勢。在智慧熱網(wǎng)平臺中，結(jié)合自動(dòng)開票系統(tǒng)，可以將財(cái)務(wù)人員從繁復(fù)的數(shù)字中解脫出來，通過快速的全流程的電子化、數(shù)字化開票體系，實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)與財(cái)務(wù)的融合。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陸永寧.非接觸IC卡原理與應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[2] 郭銳.計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)研究 [J].數(shù)碼世界，2018（12）：64.

[3] 劉連浩，胡志勇.基于AES的十進(jìn)制加密算法及其在預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].長沙電力學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005（3）：61-65.

[4] 姚麗.供熱企業(yè)銀行聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)模式探討 [J].天津經(jīng)濟(jì)，2012（11）：71-73.

[5] 韓超.供熱企業(yè)銀企聯(lián)網(wǎng)代收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 [J].企業(yè)科技與發(fā)展，2012（16）：12-14.

作者簡介：單菲菲（1977—），女，漢族，江蘇無錫人，工程師，本科，研究方向：熱網(wǎng)智能管理;石棟良（1984—），男，漢族，河南唐河人，工程師，本科，研究方向：智慧熱網(wǎng);陸挺（1980—），男，漢族，上海人，工程師，本科，研究方向：智慧熱網(wǎng)。