国网电力公司缴费平台设计

方舟, 郑钟, 刘建芳, 章清圣, 俞新华

(1.国网浙江省电力有限公司 信息通信分公司， 杭州 310007;2.国网信通亿力科技有限责任公司， 福州 350000)

0 引言

随着社会的发展和时代的进步，计算机的普及、应用以及通讯技术的日益成熟,使得人们追求日益简化及人性的缴费方式。这就使开发国网电力公司一体化缴费平台变得尤其重要。让绝大部分的客户在任何能使用互联网的地方进行网上电费的缴纳，享受到方便快捷的供电服务成了急需解决的问题。但由于操作系统以及应用软件的存储方式的不统一，使一体化缴费平台的设计与实现存在诸多问题。因此对现有不同的缴费渠道进行分析归类，数据重组，使其能满足绝大部分的缴费渠道进而进一步普及使其研究的实际意义。

1 设计目的

1.1 需求分析

随着电网业务区域的不断扩大和业务的持续更新，电力服务的受众客户和所缴电费也在不在增加。因此在满足客户需求的同时降低管理成本提高效率无疑成为了需要关注的问题。一体化缴费平台的应用不仅可以使电力客户不受时间、地点的影响，在任何得到授权的网点进行电费缴纳，免去了路程和窗口办理的等待时间。同时电子发票的开具更具安全性和实效性，网上即时支付的付费模式也使得电费回收的周期的大大缩短，加速了资金流通的周期。同时大大节省了人工方面的投入使得工作效率大大提高[1]。

1.2 原则分析

一体化缴费平台的设计和实现需要遵从原则上的适用性才能确保以后应用时的可行性。具体原则以下举例列举(1)经济性。遵从利益最大化的原则，最大程度的利用现有资源使缴费平台足足一体化统一化的管理标准。在满足系统稳定运行和不随意扩大系统软硬件投资的前提下，确保平台的正常运转。(2)规范性：一体化平台的设计应遵循国际标准，国家标准，行业标准统一设计，开发及应用。使其在今后的应用过程中不受地域，时间等影响。(3)安全性：鉴于用户于网上一体化缴费平台进行缴费，需要提供客户个人基本资料，所以保护客户隐私极其重要。注重权限管理、信息加密等措施，同时构建通信层，网络层，系统层等多层次的网络防火墙来确保系统的安全。以此确保客户个人信息不被泄露。

1.3 应用分析

一体化缴费应顺应时代的发展，实现跨平台的合作。例如近年兴起的网上支付，所以与支付宝或微信这种具有第三方支付功能的软件合作，不仅满足了现阶段缴费业务的需要，也更能适应未来电力公司缴费业务的发展和政府电价调整等政策的需要。以及随着网上支付热潮兴起所带来的浪潮影响使得平台在今后缴费业务的深度和广度的扩展性上都具有很强的应用可行性。

2 系统设计流程

一体化缴费管理平台是联系电力公司、金融机构的桥梁，是二者之间的纽带。是集缴费、对账、渠道、终端等业务功能于一身的信息化管理平台。同时随着业务的不断更新和扩展，平台将不断的推出顺应发展的新功能，此时平台管理则显得尤为重要。因此一体化平台应采用集中部署模式，通过部署一套涵盖缴费存储，用户注册，信息变更，渠道运营质量管理，用户基本信息绑定及更改，扩展功能及系统支撑功能所有应用于一身的管理体系。同时在大数据的基础上使得实现统一标准的管理及维护[2]。

2.1 深度数据库的组建

数据库的组建主要包括用户，客户端，服务器和数据库服务器四部分组成。数据库的构建主要目标是给一体化缴费管理平台提供统一规范的数据架构和信息服务，从而使一体化缴费管理平台的建设更加完善和有依据性。并提高应用系统的运行功能和分析利用价值。具体详解如下：

(1) 用户：即初始数据的所有者，通过网上登录及授权将信息保留至数据中心，方便服务器以后为其提供服务需要与服务器相互配合运行。

(2) 客户端：与服务器相对应，为用户提供信息服务的程序。用户通过网页浏览器浏览搜索所需要的信息。客户端将存储过的加密信息通过解密再由服务器传输给用户，并通过二次过滤功能将最完整及正确的数据呈献给用户。

(3) 服务器：亦是数据中心的服务对象。利用客户端提供的数据资源在数据中心服务器端建立数据库并创建关系体系并具有更新及查询所存储已知新的功能。

(4) 数据库服务器：此数据多为用户共享，负责管理和存储数据的软件和硬件资料。

2.2 优化数据处理的程序

随着一体化缴费平台在应用过程中的业务积累，使得平台所存储的数据量不断增长。同时伴随着新业务的发展也迫使系统服务模块的增多。因此数据处理优化技术显得尤为重要。

2.2.1 数据库连接池：在传统的应用系统中，每一处数据库的访问都要建立相应的数据库连接，这无疑是一个既费时又费资源的行为。以此操作的费时可能不会引起太大的注意，但若是批量的用户同时进行操作，这种频繁的连接操作势必会占用系统较多的资源。数据库连接池就可以完美的解决这个问题，当用户访问数据库时，并非建立一个单独对应的数据库连接而是通过选取已建立的现有连接池来缩短时间。在用户使用完毕后也并非将连接完全关闭而是继续放回连接池供下一个条件符合的用户使用。因此大大的提高了响应速度，从而提高了系统的性能[3]。

2.2.2 优化数据库结构

(1) 适当的索引：通过创建不重叠的数据列，使其生产一个唯一索引，从而更快的访问数据库。

(2) 去掉不必要的子查询：由于其取决于父查询或外部查询，因此是逐步完成的，这也就意味着大大降低了其速度，因此更好的调整数据库的方式是inner join命令。

(3) 同时调整数据库的结构设计，优化应用程序，调整内存分配，调整操作系统参数都可起到优化数据库结构的作用。

2.3 一体化缴费平台总体框架设计

国网电力公司一体化缴费平台的整体架构包括业务架构、应用架构、数据架构以及技术架构。总体构架如图1所示。

图1 一体化缴费平台整体构架

该结构设计中的业务架构主要是从业务的角度来对一体化缴费管理平台进行规划与管理，结合国内外售电缴费业务的发展趋势来建立一体化管理平台业务模型。应用架构主要是在业务架构的基础上，从系统功能需求的角度来对各个模块进行定义，而数据架构同样要以业务架构为基础，对数据分类、分布与存储结合系统的需求进行定义，实现数据结构的准确性与标准化。在应用架构与数据架构的基础上进行技术架构设计，从系统技术实现的角度设计出技术实现方案[4]。

2.4 SOA一体化缴费平台设计与实现

SOA是一系列粒度服务所构成的以服务为导向的架构，这些服务相对比较独立，在不同的系统中可以以通用的方式进行交互。SOA一体化缴费平台同时实现了功能架构与服务架构，服务模型划分如图2所示。

数据服务层：提供数据转换、数据解析、数据验证，能够实现多种格式的自由转换。

业务服务层：对缴费服务进行抽象化，包括欠费查询、缴费、读写卡、文件传输以及协议签订等。

图2 一体化缴费接入管理平台服务模型划分

综合服务分类层：将原子业务服务聚合复用，以适应不同渠道的应用场景，结合渠道的实际特点对工作流程进行开发。

接入服务层：在通讯协议中接入恰当的适配器。

3 系统平台技术实现

3.1 SOA服务总线技术

一体化缴费平台的设计要求与多种不同的应用进行交互，支持各种数据格式以及数据转换。数据软总线产品提供了与周边系统的互通能力，能够实现系统的集成调用。变量池采用内部自定义标准进行插件间的数据转换，可以选择64、128、256 3种变量模式。

3.2 插件封装

一体化缴费系统平台会涉及到应用插件与通讯插件，应用插件不会对通讯进行处理，通过工作流组来实现业务逻辑。而通讯插件会对通讯协议进行封装，将其向平台内部使用的统一通讯协议进行转换，用内部协议与平台的数据软总线ESB连接调用相应的服务处理程序，通讯插件会支持TCP/IP的长短连接、同步异步等多种通讯方式[5]。

3.3 报文格式转换

一体化缴费平台会使用多层次变量池结构，以专门的报文格式转化模块来实现平台内外部报文格式的转化，也可以通过自定义处理模块来对自定义的报文格式进行扩展。

3.4 SOA架构的工作流驱动

原子交易是交换平台的基本业务功能模块，以一个工作流定义文件将若干原子交易组织起来，最终形成一个Service，作为对外调用的基本入口，在这种构架下，Service之间会采用松耦合机制，每个Service都有独立的属性和运行参数，及时存在Service之间的平行调用，也可以方便的通过调用各Service的回溯处理模块完成。

4 SOA缴费服务模型的划分

一体化缴费平台的实现变得具有可行性与SOA能提供相应的服务功能架构和服务模型架构是密不可分的。其中的服务功能框架起到了核心作用，而这些服务之间的关系择优服务模型架构进行划分，具体划分情况如下。①功能服务：可以单独停供具体业务功能和服务。②流程服务：用于编排到流程中的服务。③人工服务：人工实现的服务。④规则服务：用于表示业务规则的服务。⑤其他服务。而服务模型则划分为四个层次即数据服务层、业务服务层、综合服务分类层以及接入服务层。四一体化缴费平台的可实现性和应用过程中的安全性分析一体化缴费接入管理平台和所合作的业务应用之间由于合作的升级及业务往来的增多，使得系统能否承受每日操作的日益增多及系统的抗压能力显得尤为重要，这直接关系到缴费平台与营销业务应用之间的合作是否顺利。为了保证交易的成功同时减少系统异常可能带来的风险及失败，其管理平台必须提供相应的异常处理机制，尝试重发机制，存贮转发机制来保障成功率。同时还要提供错误恢复机制，自动冲销机制，事务一致性管理机制来保证一致性。特此提出四种服务模式的对比以供参考。

(1) Web服务模式

通过一体化缴费平台接受外部请求，并对信息进行初步审核，登记，处理同时根据需求的不同进行服务划分将其划分到对应的服务接口，并通过提供的web服务接口完成交易处理过程。如若在处理过程中出现异常情况，亦可根据一早开始设定好的错误恢复机制解决问题。因此web服务方式由于接口标准规范，支持不同系统之间的问题交互，是目前与SOA架构融合最好的实践典范。

(2) Socket方式

虽然该方式同样应用广泛，但与之前提到的web方式相比仍有许多不同。该方式虽数据存储量小，但有效数据占比量高，定制型强等特点。

(3) 中间件方式。

一体化缴费接入管理平台通过中间件方式调用营销业务应用接口，由中间件为通讯的安全性和完整性提供保证。

(4) EJB方式。

营销业务应用将外部接口封装成无状态EJB。一体化缴费接入管理平台获取交易请求后，映射到营销业务应用业务处理BEAN上，通过对BEAN方法的调用，完成交易处理。

同时平台的运行安全性也极其重要。为了保证交易的安全，在运行期的安全测试的过程中，运用加密以及签名认证等技术对交易进行保护，通过加密保证信息的传输安全，通过数字签名保证交易的实效性和不可抵赖性，通过MAC校验保证交易数据及文件的完整性，使其安全性得到了极大地提升。同时还可以相应提供敏感字段加密处理，构建网段隔离，防火墙等技术增加系统的安全性，降低系统之间相互影响，减少风险扩散的风险。

5 总结

本文通过对一体化缴费平台的市场需求及前景分析，提出了实现这一目标的必然性和可实施性。并根据分析通过现有的SOA技术及管理平台的接洽为创建一体化缴费平台提供了技术支持与参考，同时信息加密，防火墙的构建以及web服务模式的应用都很好的确保了平台的安全性。使得一体化缴费平台在未来的设计与实现都充满了可能性和可操作性。