基于CPU卡的多CNG加气母站趸售业务管理系统设计及应用

孙 磊

（北京燃气绿源达清洁燃料有限公司， 北京 100049）

1 CNG加气母站业务简介

CNG加气母站是指以压缩天然气（CNG Compressed Natural Gas）形式向天然气汽车和大型CNG子站车提供燃料的场所。天然气管线中的气体一般先经过前置净化处理，除去气体中的硫份和水份，再由压缩机组将压力由0.1～1.0 MPa压缩到20 MPa，最后通过售气机给车辆加气。压缩天然气是一种最理想的车用替代能源，其应用技术经数十年发展已日趋成熟。它具有成本低、效益高、无污染、使用安全便捷等特点。

由于CNG的物理特性无法进行大量库存，所以生产和装载两个业务环节合二为一，也就是生产和销售环节密不可分，采取订单式生产。载具容器为长管拖车，根据运输配送主体的不同细分为配送气业务和自取气业务，均采用先货后款的方式，每月结账一次。

当前CNG趸售业务的管理流程如下：抄写充装前流量计表底数、载具容器压力；CNG加气柱充装；抄写充装后流量计表底数、载具容器压力；手工填写销售单据（四联单，第一联交客户，第二联交CNG母站保存，第三联交调度中心保存，第四联交销售服务部保存）并由双方签字确认；每周对本CNG母站当周销售单据（第三联、第四联）进行汇总并上交至公司调度中心；调度中心将当周所有销售单据明细录入EXCEL表格，并根据销售明细统计为周报；调度中心将销售单据（第四联）、EXCEL明细及周报报送销售服务部；销售服务部每月26日制作月结报表，并与用户进行结算。

2 管理现状问题分析

CNG售气业务主要为原始的纯人工方式，各个业务环节均有很大概率出现错误，给客户和内部业务管理都造成极大的不便，继而影响业务的正常开展，偶尔还有偷气事件发生，给公司带来经济损失，主要问题如下[1-2]。

1）具备完整的管理体系，缺乏先进的管理手段。各加气站具备完整的业务台账与报表管理体系，但从加气站到管理层的各级管理人员主要是靠手工操作来实现的。例如：“加气班组交接”、“加气站日报”、“计量台账”等必须经人工计算与手工填报，班组和各级管理人员存在重复计算的现象，统计工作劳动强度较大，经营信息反馈严重滞后，人工管理成本较高。

2）加气站以服务固定客户为主，缺乏便利的管理手段。各加气站服务对象主要是针对本地区的固定客户，管理方式采用传统加气站的人工管理模式，客户管理与统计工作较困难，且不可避免地存在错记、漏记的管理漏洞。

3）具备初步的计量管理体制，缺乏动态的监管手段。计量台账是靠手工操作来完成的，管理层难以获取储罐存量的每日动态信息，无法实现精细化的计量管理与压缩天然气配送工作。

4）人工计算单次销售量，进行人工加气费用结算。充装前后人工抄表记录流量计表底数、载具容器压力，手工填写销售单据（四联单，第一联交客户，第二联交CNG母站保存，第三联交调度中心保存，第四联交销售服务部保存）并由双方签字确认，凭手工填写销售单据进行结算。

基于业务现状和存在的各种问题，公司领导决定要大力针对CNG趸售业务进行优化调整，一方面对生产设备和计量设备进行改造，另一方面对业务流程、模式以及开展业务的方式进行调整。建立一套基于用户CPU卡的CNG趸售业务管理系统，整体提高CNG加气母站售气业务水平，提高用户服务质量。

3 系统功能简介

CNG加气母站加气业务管理系统主要实现加气数据的自动化采集管理、优化加气流程、统筹管理用户和车辆信息，通过加气基础数据分析实现加气母站加气、售气业务流程的自动化和计量数据的信息化，更好更快捷地满足用户的服务需求，最终提高公司对用户的管理和服务水平，实现销售业务供销平衡的自动化、科学化、信息化及智能化管控。系统主要包含如下三部分功能。

3.1 计量采集平台

通过加装加气柱智能数据采集终端设备，实现通过RS-485总线与加气柱装置进行实时数据通讯，动态读写加气柱装置内的ROM存储信息。

3.2 销售管理平台（站内）

销售管理平台（站内）主要用于母站加气人员完成加气业务的管理，系统利用CUP卡设备，实现母站加气业务流程的全自动化管理，杜绝加气员人为错误行为；并通过实时采集加气柱装置工况信息，有效管控设备的不安全状态。

3.3 销售管理平台（中心）

动态接收现场加气采集数据，充分利用数据进行决策分析；通过对加气业务流程的自动调度及计量采集改造，实现加气柱销售管理的计量平衡，通过自动生成日报表和月报表等，辅助财务核算。

4 系统技术路线及实现

4.1 总体网络拓扑架构

CNG加气母站CPU卡加气业务管理系统的网络拓扑是一个典型的分布式网络拓扑体系，既考虑了加气柱的各种通讯和监控数据的传输，也考虑了各层领导的数据查看和监控要求。

为了维护与扩充方便，加气站CPU卡加气业务管理系统的网络设计在逻辑上采用B/S和C/S相结合的三级服务器架构。客户加气CPU卡管理和零售终端网络管理采用B/S模式、加气站中控管理采用C/S模式，其中涉及了嵌入式系统、智能卡、面向对象方法、分布式数据库、中间件、网络通信等先进技术，构建了B/S、C/S模式的应用系统。支持LINUX、Windows网络操作系统，TCP/IP、RS485、RS232 等多种通讯方式可以在系统内得到完全的支持。加气站所用的CPU卡和CPU卡读卡器严格按照工业级标准设计，支付主设备均采用工业级芯片和元器件，完全通过国家的电磁兼容性和安全防暴检测[3]。

4.2 关键技术

4.2.1 NET平台主框架

Net平台由一整套支持以面向服务（Web Service）为导向的用户体验、类库、规范、应用等组成。它对开发基于Web、桌面、智能设备的多层应用提供了功能支持，应用如下几种技术规范：Web Service（WSDL）、ADO.NET、CLR（Common Language Runtime）、DLR（DynamicLanguageRuntime）、类库、XML（ExtensibleMarkup Language）。

4.2.2 数据通信

IFSF通讯协议：加气站前庭硬件设备标准通讯控制协议。Remoting技术：实现各子系统之间互相访问、功能调用。数据同步技术：各子系统之间基于局域网、广域网上的数据复制同步技术。

5 系统实施方案

5.1 加气柱硬件升级

本系统涉及到的加气站所使用的加气柱不支持CPU卡消费。本次升级将进行一次整体更新，实现支持CPU卡消费的功能。硬件升级主要包括升级加气柱电控系统和增加CPU读写卡设备。机械部分原则上不进行改造，保留以前部件。

5.2 加气柱软件系统部署

升级加气柱数据采集软件，加气柱数据采集软件是用来实时采集加气柱数据的控制软件，该软件安装在后台电脑上，通过RS-485方式采集加气数据，并把数据存储在SQLSERVER 2008数据库中。

5.3 网络系统建立

一个快速、安全的网络系统是CNG加气母站CPU卡加气业务管理系统数据信息正常、正确的传送保障。各加气站分布广泛，各地区网络覆盖情况也不尽相同。针对各地区网络覆盖情况的不同和各级管理系统数据处理量的不同，计划采用光纤通信网络、ADSL拨号网络和移动或联通的无线网络三种形式。

6 实施后效果分析

通过推广使用加气站CPU卡加气业务管理系统，加气站在经营管理方面取得了良好的收效：提高天然气终端销售业务的工作效率以及信息的准确率，提高客户服务质量，提升客户满意度[1，4]。

1）实现数据标准化、规范化，优化业务流程，加强企业内部控制，实现过程管理；

2）实现全企业范围内客户资源与信息的共享，结合CPU卡/积分卡等手段，提供适合公司实际天然气业务需求且具备同行业领先水平的管理方案；

3）实现对客户信息进行深层次的挖掘，提供个性化客户服务，以及基于客户需求分析的决策支持提供必要的信息基础；

4）提高企业整体信息化管理水平，提高生产、销售业务的工作效率。

7 结语

为实现企业管理信息化、保障正常生产经营、减少加气站现金流量、降低资金安全风险；同时，实现加气的快速结算，节约等候时间，方便广大燃气重卡车加气。建设一个完整的加气站CPU卡网络化管理系统，实现各站点的实时监控和管理，并通过CPU卡一卡通的功能实现统一结算功能是非常有必要的。

参考文献

[1] 刘素梅.加气站IC卡收费系统应用研究[J].内蒙古石油化工，2013，24（3）：11-14.

[2] 邓运哲.加油站IC卡管理系统设计及应用[J].中国高科技企业，2014，26（2）：23-24.

[3] 李瑞娟.山西汽运加气站管理系统的设计与实现[D].大连：大连理工大学，2016.

[4] 李丹.我国加油站管理信息系统建设分析[J].合作经济与科技，2015（9）：104-105.