基于MVC架构的电力营销收费账务自动化管理系统设计

杜暄， 田健， 韩硕辰， 胡敬强

(国网冀北电力有限公司, 营销服务中心， 北京 100045)

0 引言

电力行业是我国重要民生服务行业，利用先进技术实现信息化管理尤为关键。随着电力用户增加，传统手工抄表方式越来越困难。同时复杂的人工操作程序容易出现差错，对电力公司造成经济损失。

为了降低电力企业成本，提高工作效率，文献[1]提出电力企业营销和财务协同运作方式。营财协作指通过优化营销业务、财务核对与管理的程序规则，达到营销与财务管理共赢目标，改善营销市场财务管理水平，从而提高企业效益，实现价值增值。该方法的管理质量较好，但运行稳定性较差。文献[2]提出基于多分支树结构的电力缴费终端完整性检测方法。利用双线性映射的签名机制与多分支树结构特性，使用随机编码技术完成分块数据的随机化处理，确保数据隐私性；通过多分支树形结构对数据块进行认证与签名，同时根据哈希树节点验证缴费终端的完整程度。该方法能够保证数据隐私性，但管理水平较低。

针对上述问题，本文提出基于MVC架构的电力营销收费账务自动化管理系统设计。本文在MVC(Model-View-Controller)架构基础上完成系统设计。MVC表示一种开发模式，包含模型(Model)、视图[3](View)以及控制器(Controller)三个部分。通过一种业务逻辑、数据、界面分离方式组织代码，使业务逻辑汇聚到同一个部件中。利用此架构设计系统，可实现分层开发[4]，减少响应延时，降低CPU占用率，使系统更加稳定。

1 基于MVC的营销收费账务自动化管理系统设计

1.1 系统需求分析

(1) 抄表管理模块

抄表管理模块包含任务分配功能、录入功能与异常结果更改功能。在实际应用中，用户分为多个用电段，在每月固定时间内，电力企业会派遣抄表员，定制抄表计划，保证抄表工作有序开展。在抄表过程中，工作人员结合实际情况，利用手动或自动方式完成抄表。为降低错误发生率，必须反复核查抄表结果。

抄表模块中主要参与人员为抄表管理员与抄表员，抄表子系统用例图如图1所示。

图1 抄表管理用例图

(2) 核算管理模块

核算是指先结合抄表结果获取用户用电情况，再通过相关政策规定的电费标准计算用户应该缴纳的电费。在对缴费信息进行确认后，便能够发放电费通知，用电记录也会进入到下一个周期。

核算管理主要分为参数管理、电费计算与审核以及电费退补功能。

(3) 收费管理模块

收费管理模块有两方面需求：收费部分主要任务是利用多渠道收取用户电费；账务部分则负责结合会计准则对电费做统一记账管理[5]。如果在核账过程中发现错误，需结合核对结果，进行退补工作[6]。

1.2 MVC架构探究

MVC架构中模型、视图与控制器3个部件的主要作用如下，MVC架构图如图2所示。

图2 MVC架构图

(1) 模型部件。模型部件主要任务是封装营销收费账目的核心数据，并明确这些数据之间的计算关系。该部件处理的是业务逻辑自身的内在抽象[7]，与外在表现形式相互独立。

(2) 视图部件。视图部件无需处理数据内容与计算关系，只需对模型数据加以呈现，相同模型数据对不同用户呈现时，可通过文字、图表与动画等方式。

1.3 系统结构设计

在MVC架构基础上，结合设计需求，分别对系统功能与网络结构进行设计。

本文设计的电力营销收费账务自动化管理系统主要目标是对传统“抄表—核算—收费”的管理流程中较为关键的环节提供信息化帮助。系统整体结构如图3所示。

图3中，抄表管理、核算管理、收费管理与三个电力营销收费流程一一对应。此外，为定义不同角色权限，又引入人员管理模块。该模块对用户、抄表员、核算员与收费员进行管理。在系统整体功能基础上，分别对各个模块进行设计。

图3 系统整体结构图

1.3.1 人员管理模型

人员管理系统模型如图4所示。

图4 人员管理系统模型

从图4中可以看出，管理员具备3个属性。其中，账号与密码可以用于身份认证。从视图角度而言，管理员仅可以查看和自己权限符合的视图，而在数据操作层面，管理者也仅能对自己权限范围内的数据进行操作。

1.3.2 抄表管理模型

抄表管理模型如图5所示。

图5 抄表管理模型图

抄表管理即为电费核收管理、综合查询与用电监测的前置功能模块。后续全部业务中所需数据几乎均来自抄表管理中电能使用数据。此模块的关键参与人员为抄表管理者与抄表员。其中管理者结合电表分布情况对抄表员进行任务派遣，并在固定用电周期结束后制定抄表计划与任务量。抄表员接收到任务后，进行用户电量数据抄录，并及时输入到系统中。管理员需对抄录的数据进行核对，纠正错误数据，及时止损。经过对抄表管理工作的梳理，设置系统抄表管理时序图[8]如图6所示。

1.3.3 核算账务管理模型

核算账务管理模型如图7所示。

核算模块中包含3个子模型。其中，电量记录表示全部用户在不同发行时段的用电量历史数据；用户ID代表电量产生的用户，电费发行时间则记载了电费发行时间段。

图6 抄表管理时序图

图7 核算账务管理模型图

根据上述模型，确定系统电费核收模块时序图，如图8所示。

图8 电费核收时序图

管理员在核算账务管理模块时，对于电费的计算尤为重要。本系统利用费用流方法，将输电传输功率当作费用载体，功率向用户流动时，会不断附加网损成本、输电元件耗能等费用。采用该方法时需做出如下假设：流入输电网每个节点的费用流总和与流出费用相同；相同节点元件功率的单位成本ρ是相同的；所有输电元件费用流值均为恒定。可利用如下公式进行描述：

Bρρ=Cnode

(1)

式中，Bρ表示潮流分布，与系统中运行状态相对应，属于常数矩阵，Cnode是节点成本列向量。

因为Bρ为线性系统，所以对费用的核算可利用一次矩阵相乘获得节点电价，还可以逐个节点、线路分别进行，该计算方法存在灵活性。

1.3.4 收费账务管理模型

收费账务管理模型如图9所示。

图9 收费账务管理模型图

收费管理子系统的实体模型为电费实体，其中应缴费用记载了固定时间段内用户产生的电费。它与缴费日期在核算管理中被填写，在收费管理中，这两个属性依旧不会产生变化。缴纳状态描述用户缴费前的电费状态，在完成缴费后，该字段会从“未缴”变换为“已缴”。它既属于用户查询电费缴纳情况的凭证，又是电力企业的记账依据。

2 仿真实验数据分析与研究

电力营销收费账务自动化管理系统的性能测试是利用Load Runner测试工具进行仿真。在实验过程中自动测试工具的并发量设置为20个，迭代时间是10 min，同时向系统加压250个并发用户。系统测试环境如表1所示。

表1 系统测试环境表

网络系统拓扑结构如图10所示。

测试不同用户并发量下系统的最大响应时间，结果如表2所示。

表2 系统并发能力与响应时间仿真结果

由表2可知，该系统在5次加压情况下，选取的4个性能检测点的最大响应值均低于3 s，且在最高的250个并发用户条件下，系统逻辑依然可以正常运行。这是因为MVC架构能够实现分层开发，合理安排任务，使收费账务管理工作有序开展，减少系统响应时间。

测试不同用户并发量下系统的资源占用率，结果如表3所示。

表3 系统资源占用率仿真结果

由表3可知，该系统在不同并发用户的访问压力下，CPU占用率与内存使用率均较低，表明系统可以稳定运行，满足资源占用率要求。综上所述，该自动化管理系统的性能通过此次测试。

3 总结

本文对于电力营销收费账目管理中存在的不足，将自动化与信息化作为载体，在MVC架构基础上设计自动化管理系统，实现了功能模块的有效分离，减少各功能之间的耦合性，方便快速部署，减少系统响应时间。但是该系统只支持扁平化管理，在实际应用过程中，用电管理具有多个层次，当系统用户到达一定数量时，这种管理方式会降低管理效率。因此在接下来的工作中，系统应向着适应性更强的管理架构方向进行改进与优化。