基于业务中台的移动作业系统设计与应用*

靳思雨，王宇坤，刘俊艳，朱新坡，徐哲男，杨书鑫

(1.国网信通股份公司 北京中电普华信息技术有限公司，北京 100085；2.国网信息通信产业集团，北京 100085；3.国网牡丹江供电公司，黑龙江 牡丹江 157006）

0 引言

在“互联网+”蓬勃发展、电力行业市场化进程不断加速的时代背景下，持续优化产品结构，拓宽业务边界，整合冗余资源，搭建线上线下、高效立体的移动互联营销服务体系，实现降本增效，同时提升客户服务质量和体验是电网生产和企业运营的新要求[1-3]。整合各专业移动作业终端功能，切实为基层减负，已经是现场作业对移动作业信息化提出的迫切要求。为了满足各省（市）移动作业应用的创新与发展，“三统一、一自主”的建设思路应运而生，即统一开发平台、统一软件发布、统一应用管理和自主组织微应用研发，为进一步深化移动作业应用，打造基于场景化多岗位融合的“互联网+线上业务”移动作业微应用体系。

欧阳红等人[4]根据电力营销业务需求和特点，提出了一种电力营销服务移动作业应用系统，可有效提高电网服务能力。刘永光等人[5]对移动电力营销系统的关键技术进行了分析，为电力营销业务的建设提供了参考。王梦超等人[6]基于地理信息系统（Geographic Information System，GIS）可视化展示对移动作业平台的安全生产全过程管控进行了探究，提出了安全信息生产场景、数据分析与报表、安全督察、安全指标及考核等应用需求。

为了应对电力服务业务发展的新挑战，电力行业各相关企业针对业务中台在电力服务信息化中的应用做了诸多研究。林鸿等人[7]提出了由8 大共享服务中心构成的多渠道客户服务中台整体架构，并通过典型应用场景阐述了各个共享服务中心内部及相互之间的协作机制。赵冠东等人[8]基于中台技术设计了全渠道运营支撑平台架构，全方位覆盖了电力营销运营管理的全流程。周纲等人[9]从技术支撑和运营支撑两个方面阐述了营销服务业务中台支撑体系的方法论。

综上，为了满足各省（市）微应用个性化使用场景，本文基于中台建设理念，打造了移动作业业务中台，实现线上“一入口、一电话、一网站、一平台”，支撑移动作业前台微应用业务变化及创新的快速响应；同步建设移动作业客户端，承载用户侧移动全业务场景，实现用户侧“一终端、一应用”移动作业工作模式，提高现场工作效率和管理水平。

1 系统总体架构

系统层次结构总体上划分为界面展示层、服务接入层、服务层、数据存储层、业务系统层和基础资源层，通过各层次系统组件间服务的承载关系，实现系统功能，如图1 所示。

图1 系统总体架构

1.1 界面展示层

主要包括PC 端的移动作业业务中台和终端设备上的移动作业客户端软件。

1.2 服务接入层

提供服务请求的统一接入、协议转换、界面资源、负载均衡等服务。

1.3 应用服务层

主要包括业务支撑服务、业务中台服务。

1.4 技术服务层

主要包括服务注册/发现、服务网关、服务调度、服务配置、熔断管理、服务监控、加密解密。加密解密是指移动终端对计量设备（电能表、采集终端、智能计量箱、智能锁、电子封印、互感器电子标签等）操作时，首先要通过计量中心提供的软件开发工具包（Software Development Kit，SDK）与加密机通信，获取到加密后的密文再与计量设备通信。

1.5 数据存储层

提供结构化数据、非结构化数据、缓存数据的存储及服务，并可以按需供应服务及横向扩展。

1.6 业务系统层

主要包括省（市）公司相关的业务处理应用，如营销业务应用、用电信息采集系统、生产管理系统（Power Production Management System，PMS）等。

1.7 基础资源层

主要包括计算资源、存储资源、网络资源、负载均衡资源等，采用统一的云平台提供服务。

2 移动作业业务中台

2.1 中台设计

根据中台服务理念，移动作业业务中台核心是在移动作业客户端应用和后台业务处理系统之间，对移动作业业务进行抽象和逻辑拆分，构建成独立的、具备单一功能服务的公共能力[10]。经过服务领域建模分析，如图2 所示，可规划设计8 大共享服务中心：用户中心、角色中心、工单中心、监控中心、配置中心、应用中心、消息中心、终端使用管理中心。共享服务中心采用分布式微服务技术架构，通过中台赋能，为移动作业客户端微应用提供业务变化及创新的快速响应能力。

图2 移动业务中台架构

2.1.1 用户中心

用户中心是以各业务系统客户账号信息、移动作业客户端自建账号信息及用户基础档案信息为基础的用户账号信息库。用户中心可实现对用户信息的统一维护管理，主要包括用户组管理、用户管理功能。

2.1.2 角色中心

角色中心主要对系统角色进行统一管理，角色信息来源包括各业务系统和移动作业客户端，为系统角色权限控制提供支撑。主要包括角色管理功能。

2.1.3 工单中心

工单中心主要是建立统一工单池，对各业务系统线上工单的统一调度和管控，实现对各业务、各渠道工单的统一汇聚、派发、处理、指挥调度的全过程，提升移动作业业务中台个性化业务支撑能力。工单中心数据流转过程如图3 所示。

图3 工单中心数据流转过程

2.1.4 监控中心

监控中心主要是负责对工单、终端、作业人员、微应用等数据进行分析与监控，实现对作业人员的任务处理以及完成情况、微应用和终端的使用情况等的全面监控。

2.1.5 配置中心

配置中心主要是负责对业务中台的所有配置信息的维护和管理，包括接口信息、通用基础数据、客户端可配置功能等，是移动作业客户端调用业务中台服务的入口。

2.1.6 应用中心

应用中心主要是对移动作业客户端的主应用及其承载的微应用进行统一管理，实现主应用、各类微应用的发布场景与用户使用权限管理。

2.1.7 消息中心

消息中心主要是负责建立统一的消息服务，提供对业务工单、通知、系统等消息的统一管理。支持短信、邮件、App 消息、微信等多种消息发送渠道，支持即时、定时发送模式等。

2.1.8 终端使用管理中心

终端使用管理中心主要是负责对终端设备及配套设备的全生命周期进行管理的服务。包括设备采购、分配、交回、返厂维修、设备报废等信息的统一管理。

2.2 多系统数据支持

移动作业业务中台设计采用标准化设计方法，支撑移动作业客户端和多个后台业务系统的元数据，包括用户信息数据和业务工单数据。移动作业业务中台不仅可以保证数据信息的完整性、一致性和实时性，而且实现了与多个后台业务系统进行无缝连接。

移动作业业务中台与后台业务系统数据交互主要是基于中间库+Weblogic 架构，结合可扩展标记语言（Extensible Markup Language，XML）文件的可配置化设计方法实现，较为高效地解决各系统之间数据交互、消息应答、数据共享等机制[11]。主要采用的方式有两种：

（1）XML 文件可配置化接口交互：主要适用于业务工单数据信息同步，工单数据具有实时、强交互性的特点，采用WebService 通信方式，利用简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol，SOAP）通过HTTP 来交互，客户端根据网络服务描述语言（Web Services Description Language，WSDL）描述文档生成SOAP请求消息发送到服务端，服务端解析收到的SOAP 请求，调用Web service，然后生成相应的SOAP 应答送回到客户端。

（2）中间库和数据中心方式交互：主要适用于用户信息数据同步，用户数据属于非实时类数据，各后台业务系统通过数据抽取—转换—加载（Extract-Transform-Load，ETL）方式把待同步数据发布到数据中心的中间库，由数据中心负责把中间库的数据传送给移动作业业务中台。

整体系统数据架构如图4 所示。

图4 总体数据架构

3 移动作业客户端

作业微应用，兼顾通用基础版微应用和个性化微应用需求，为实现一终端、一应用提供基础框架，并可满足用户登录、修改密码、系统设置等基础功能需求，主要包括首页、工作、消息、个人中心这4 个主应用功能。

移动作业客户端系统采用Hybrid App 架构技术，该技术作为一种混合开发的模式，底层依赖于Native 提供的容器（UIWebview），上层使用Html&Css&JS 做业务开发[12-14]，底层透明化、上层多样化，这种场景非常有利于前端介入，适合业务快速迭代。

3.1 现场移动作业流程

以标准化表单模板为基础，运用“原子化”思想对作业表单进行改造，可适配主配网、用户侧不同业务的移动作业表模板个性化定制，支持标准化作业流程。

本文以煤改电用户信息采集业务为例，梳理现场作业流程：

（1）在营销业务应用系统端，根据煤改电用户信息发起“煤改电”采录流程；

（2）营销系统通过WebService 接口将“煤改电”采录流程的现场采录环节写入数据中心中间库，同时，发送工单通知至营销业务中台工单中心；

（3）工单中心从中间库中取出该工单，根据工单责任人信息和用户中心绑定关系，派发工单同步通知消息中心发送工单消息至移动客户端工单执行人；

（4）工单执行人在移动作业客户端对该工单进行签收操作，通知工单中心更改工单状态，同时触发营销业务应用系统提供的煤改电用户采录工单信息接口，下载工单详细信息；

（5）工单执行人在移动作业客户端处理该工单，并将工单处理信息保存在本地；

（6）工单执行人在移动作业客户端提交工单信息至营销业务系统，并通过工单传递页面，触发营销业务应用系统提供工单传递信息接口和调用工单传递接口，完成工单传递，同时，同步通知工单中心完成工单状态更改。

3.2 移动作业离线和在线模式

由于电网运行环境错综复杂，对移动作业现场工作提出了更高的要求。为了满足各省（市）多变的现场作业环境需求，移动作业客户端提供了离线作业模式和在线作业模式两种作业模式。

3.2.1 离线作业模式

为了应对复杂多变的移动作业现场可能出现的任何突发情况，作业人员可选用离线作业模式。在这种作业模式下，作业人员可提前下载待作业工单，而后在无网络接入的情况下，查看处理预下载至本地的待处理工单，并将完成的工单数据保存在本地。网络情况满足后，自动将标准工单信息上传至移动作业业务中台，同时将工单作业详细信息同步至对应后台业务系统。

3.2.2 在线作业模式

在在线作业模式下，移动作业客户端可实时接收消息、工单等数据包，作业人员可随时获取待作业工单明细，完成工单任务详情，并对工单信息数据进行上传操作。

4 移动作业安全接入设计

移动作业业务中台部署在公司信息内网，并在内网与其他业务系统进行集成。移动终端层包括安全TF卡、系统安全加固、安全管控客户端、应用加固。

安全接入区是安全防护核心，主要实现了安全认证和隔离过滤、保密传输、用户验证，逻辑上有3 层防护：

（1）无线接入点名称（Access Point Name，APN）专网。移动终端通过无线APN 专网/无线虚拟专网，采用（Security Socket Layer Virtual Private Network，SSLVPN）技术接入公司内网，实现与外网隔离。

（2）安全接入平台。依托电力公开密钥体系/认证中心（Public Key Infrastructure/Certification Authority，PKI/CA）系统和个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）终端进行数字证书双向认证、访问控制、入侵检测、日志记录和审计等安全策略等，建立双向数据传输加密隧道，进行数据安全过滤，确保接口和数据安全。

（3）移动应用前置系统。依据权限最小化原则，对移动终端用户提供最小化服务接口，防止越权漏洞[15-17]。

该系统从边界安全、应用安全、数据安全、组件安全、网络安全5 个方面立体地实现了系统的安全防护，系统总体安全架构如图5 所示。

图5 总体安全架构

5 结语

随着5G 移动通信技术的发展，移动作业应用在电力服务中的应用场景越来越丰富和便捷。本文依托业务中台技术，采用微服务架构，提出了一种可行的移动作业应用系统，包括移动作业业务中台和移动作业终端。其中，移动作业业务中台有8 大共享服务中心，能够为移动作业微应用提供强有力的支撑。移动作业客户端实现了两种服务模式，并通过定制微应用服务特定的业务场景，最大限度地实现了对各网省移动作业的个性化服务。本系统进一步优化了移动作业现场的业务处理流程、缩短了管理链条，提高了现场工作效率。