电力营销服务移动作业应用系统研究与设计

欧阳红 刘 翔 张 提 林 鸿 袁 葆 江再玉 王宇坤

1(国网信息通信产业集团 北京 100085)2(国网福州供电公司 福建 福州 350009)3(国网济宁供电公司 山东 济宁 272000)

0 引 言

在“互联网+”蓬勃发展的时代背景下，各行各业纷纷基于移动互联网络搭建线上线下、高效立体的营销服务体系，拓展以往的传统营销服务渠道，通过构建新型服务渠道获取、交流和处理各类数据信息，使其相互间的交互流动更加通畅、整体运作更加协调、工作管理更加轻松有效，为企业降本增效的同时也大幅提升客户服务质量和体验。随着电力体制改革加快推进和移动互联网技术的飞速发展，供应方与需求方需实时性交付的需求增多，电力客户对电网企业的供电服务理念、服务方式、服务内容和服务质量提出更高要求，需要进一步丰富供电服务渠道，拓展供电服务内涵，改变供电服务模式，提升供电服务效率，利用先进、可靠的技术手段建立电力营销服务移动作业应用系统，融合业扩报装、客户服务、现场抢修、采集运维等多种供电现场业务和服务场景，支撑供电现场业务末端融合及信息集成，提升电网企业服务能力和综合管理水平[1-3]。

电力营销服务移动作业应用系统包括移动作业客户端软件和后台移动作业应用平台，包含企业互联网应用、移动通信、移动终端等技术，让电力营销服务作业人员能在移动的状态下，根据用户身份及位置信息，随时随地地使用电力企业移动互联网应用，提供电力营销服务融合通信能力、数据获知能力和移动作业管理能力，实现电力营销服务的移动作业和监控，进一步缩短管理链条、优化电力营销业务流程，强化业务衔接、推进业务整合，让供电服务更加个性化，让移动作业更加标准化，加快对电力客户需求的响应速度，提升服务水平。

1 系统总体架构

如图1所示，电网企业营销作业人员使用电力营销服务移动作业客户端，通过电力无线虚拟专网及安全接入平台接入电网企业信息内网，以内网移动应用平台为中介访问电力营销服务移动作业应用平台。

图1 系统总体架构

电力营销服务移动作业客户端软件是安装在有专用加密SIM卡的安全移动终端上，以手持智能终端为核心，辅以条码扫描仪、红外扫描仪、RFID和其他标准接口传感器等扩展设备，专为电网企业定制的、具有一体化、标准化、实时通信、高防护等级等特点的现场移动作业设备[4-5]。电力营销服务移动作业应用平台提供业扩报装、用电检查、电费抄催、计量拆装、客户服务、现场抢修、采集运维等应用功能。电力营销业务信息系统包括电力营销业务应用系统、电力用采信息采集系统等业务信息系统[6-7]。

电力营销服务移动作业应用属于内网移动应用，即移动终端与部署在电网企业信息内网的业务信息系统实时交互，所有业务流程在电网企业内网完成，主要服务电网企业内部作业人员的移动应用，使用安全移动终端作为载体，以专用(虚拟)加密网络作为通道，通过内网安全接入平台接入电网企业信息内网，由内网移动应用平台提供运行支撑。安全接入平台是电网企业信息内网第三方边界的统一安全防护设备，由业务访问层、安全接入平台层、安全接入终端层、安全通道层等构成，为移动终端提供安全数据交换、业务访问、安全认证接入、访问控制等功能。内网移动应用平台是支撑电网企业内网移动应用的接入、运行和管理的技术平台，以推动既有业务系统向移动应用延伸为出发点，利用智能通信、移动工作流、移动交互实时传输等移动技术，提升信息内网移动智能化作业的支撑能力。

2 主要应用功能

电力营销业务的快速发展对电力营销现场的工作提出更高的要求，需要不断提升内部管理水平、提高客户服务能力、减小客户需求差异、减小客户信息传输通道复杂度等，需要开展具备新装增容及变更用电、用电检查、电费抄催、计量拆装、客户服务、现场抢修、采集运维等功能的移动作业应用建设[8-9]。电力营销服务移动作业应用主要功能如图2所示。

图2 主要应用功能

(1) 现场业扩：移动作业人员通过电力营销服务移动作业客户端获取现场勘查、中间检查、竣工验收等工单，前往电力客户现场进行现场勘查、中间检查、竣工验收以及组织送电等操作，完成现场工作后将现场作业信息上传到电力营销服务移动作业应用平台。

(2) 现场用检：移动作业人员通过电力营销服务移动作业客户端获取工单，前往电力客户现场进行周期检查、专项检查、缺陷及隐患整改、违约用电及窃电得检查等操作，现场工作完成后通过移动作业客户端将现场作业信息上传到电力营销服务移动作业应用平台。

(3) 现场抄催：移动作业人员通过电力营销服务移动作业客户端获取工单，前往任务现场进行电量的补抄、电费的催缴、欠费电力客户的停电及复电、零度用户现场核查等工作，将现场作业结果信息上传到电力营销服务移动作业应用平台。

(4) 现场计量：移动作业人员通过电力营销服务移动作业客户端获取工单，针对具体工单任务对计量装置进行出入库核验、现场装拆、现场校验等操作。

(5) 现场客服：移动作业人员通过电力营销服务移动作业客户端记录查询电力客户的用电申请信息，接受电力客户业扩业务的申请，并通过移动作业客户端上传处理结果到电力营销服务移动作业应用平台。

(6) 现场抢修：移动作业人员通过电力营销服务移动作业客户端获取工单，前往电力客户现场进行故障处理等操作，故障处理完成后，通过移动作业客户端上传处理结果到电力营销服务移动作业应用平台。

(7) 现场采集：移动作业人员通过电力营销服务移动作业客户端获取工单，前往现场进行应急控制执行、应急参数下发、低压集抄故障消缺、现场巡视、专配变故障消缺等操作，现场工作任务完成后通过移动作业客户端上传处理结果到电力营销服务移动作业应用平台。

3 移动作业离线和在线模式

电力营销服务移动作业模式可分为两种：离线模式和在线模式。其中，移动作业客户端利用离线模式方式时，即在现场工作时并不连接服务端，而是采用离线的方式对所需数据进行上传、下载数据，工作流程图如图3所示。在这种工作模式下，移动作业客户端在网络信号好的环境下从移动作业应用平台后端获得离线任务数据包。工作人员在作业现场通过移动作业客户端解析离线任务数据包生成任务明细，在执行任务过程中将相关信息通过移动作业客户端填写任务信息。任务执行完成后，客户端将任务完成信息发送至移动作业应用平台。

图3 离线移动作业模式

在线模式是指移动作业客户端在实时连接后端服务器后，能够与后端应用服务器连接并实时进行数据交互。这种模式适用于现场移动网络条件比较好的情况，工作流程图如图4所示。

图4 在线移动作业模式

在这种工作模式下，移动作业应用平台能够实时推送任务数据包，移动作业客户端获取和接受推送的数据包，在移动作业人员需要时获取和解析任务明细信息。移动作业人员在执行任务过程中可将相关信息通过移动作业客户端填写任务执行信息并将任务信息发送到移动作业应用平台。

移动作业客户端可以根据不同的业务需要有选择性地使用在线模式和离线模式。在线模式下，移动作业客户端可以提供实时的数据交互服务，包括推送紧急任务信息、查询任务处理过程中辅助的实时数据、视频通信功能等。离线模式下，移动作业客户端可以提供数据包的离线下载并且增加增量数据的同步更新功能，能够满足实际的现场需要。

4 客户端分层结构

电力营销服务移动作业客户端架构采用MVVM架构模式，包括视图层、视图模型层、数据模型层、服务层和平台组件层共五层，如图5所示。MVVM模式是Model-View-ViewModel的简写，它本质上是MVC的改进，将其中视图的状态和行为抽象化，分离视图和模型，要点在于：视图可以独立于模型变化和修改，一个视图模式可以绑定到不同的视图上，当视图变化的时候模型可以不变，当模型变化的时候视图也可以不变；可以把一些视图逻辑放在一个视图模式里面，其他视图可重用这段视图逻辑；开发人员专注于业务逻辑和数据开发，设计人员可以专注于页面设计，实现开发小组独立工作方式；测试用例可以针对视图模式来编写，较好解决界面比较难测试的问题[10]。

图5 移动客户端分层结构

在电力营销服务移动作业客户端分层结构中，视图层、视图模型层、数据模型层和服务层之间采用双向调用，视图模型层以外的地方不处理用户交互行为事件，不能跨层调用；通过平台组件层同移动作业应用平台端的服务交互层通信，实现客户端与服务端的交互。

视图层通过HTML+CSS完成界面排版。视图模型层实现数据模型层与视图层数据的自动映射，同时对用户交互行为例如点击等进行处理。数据模型层对通过服务层发送和返回的数据进行处理。服务层处理与后端移动作业应用平台进行交互。平台组件层调用内网移动应用开发平台的组件，主要包括平台模块、公共模块、管理模块和组件模块。平台模块包含平台版本适配模块、设备特性适配模块和浏览器引擎适配：平台版本适配模块用来适配多种移动平台的底层本地开发框架；设备特性适配模块用来处理屏幕适配以及设备特殊的处理；浏览器引擎适配模块主要用来适配基于微信、Webkit等的浏览器。公共模块主要处理移动应用一些通用的底层操作，如图片的异步下载、网络层的访问、内存管理等。管理模块分应用管理模块和组件管理模块：应用管理模块主要进行应用相关的各种管理操作；组件管理主要进行组件的注册及其生命周期的管理。组件模块层与平台相关的各种类型的组件，主要分为接口组件、设备组件、系统组件和第三方组件，其中：接口组件是一些跟外部系统进行交互操作的相关组件，如内网安全接入组件，认证组件等；设备组件封装一些跟设备特性相关操作，如照相，位置服务，位置信息等；系统组件提供移动设备提供的系统层面的一些基础操作，如音视频组件，短信、电话组件等；第三方组件提供一些第三方的组件，如语音识别、二维码等组件。

5 应用平台功能设计

如图6所示，电力营销服务移动作业应用平台由移动作业前置管理、移动作业接口服务、移动作业应用管理、移动作业业务服务和移动作业数据库组成。

图6 移动作业应用平台

移动作业前置负责前端请求安全接入及分发，保障从互联网到信息外网，信息外网到信息内网数据通信的可靠性和稳定性，移动应用前置实现工单信息数据再传输过程的加解密、数据压缩、运行监控等，包含数据加解密、数据解压缩、数据穿透等功能。数据加解密保证数据传输的机密性和完整性的重要手段，可以有效防止传输过程中数据被篡改或者窃取。数据解压缩通过对应用跨层交互的请求和回复报文压缩与解压缩，可以有效减小网络带宽占用，提升系统运行效率。数据穿透是由于应用系统需要建立一套安全、高效、稳定的内外网穿透机制，实现内外网的相互调用，并防止非法的入侵与信息泄露。

移动作业应用管理包括应用管理、消息管理、统计分析等功能。应用管理是为便于对客户端程序进行管理，支持对客户端程序版本的控制，方便在使用终端应用程序中进行升级更新。消息管理是根据业务需要主动向移动作业客户端推送消息，移动作业客户端获取消息并响应。当按照用户推送消息时，根据业务需要，需要把用户标识和消息的内容发给消息推送服务器，然后将其推送给移动作业的客户端。在消息推送时，需要把消息的内容发给消息推送服务器，消息推送服务器再推送给移动作业客户端[11]。应用统计分析提供对移动终端应用在用户使用过程中产生的有价值信息进行收集和分析的功能，包含用户分析、版本分析、错误分析、业务统计、版本下载量分析等。

移动作业接口服务实现智能终端业务应用内网各业务系统的服务集成，对移动作业客户端发起的业务数据请求提供相应的接口服务，保证信息外网能通过后台管理接口服务及时可靠获取请求的结果信息。接口管理包括接口注册、接口日志、接口异常日志。接口注册是为便于对移动作业客户端，可调用服务进行管理，移动作业应用平台提供统一调用入口，所有调用的接口事先都需要先在移动作业应用平台进行注册。移动应用服务根据客户端调用时入参获取接口注册信息，根据注册信息转发调用相关接口后，把数据返回给终端。接口日志是用于查询移动客户端调用移动作业平台接口的正常日志。接口异常日志是用于查询客户端调用接口失败的日志，包括接口入参数据和异常信息。

移动作业业务服务是响应移动作业客户端发起的业扩报装、用电检查、电费抄催、计量拆装、客户服务、现场抢修、采集运维等现场作业请求，根据业务逻辑反馈给客户端执行任务、任务明细等信息，通过移动作业接口服务与电力营销业务信息系统交互，根据需要从移动作业数据库中存取业务数据。

移动作业应用平台所需的数据信息主要存放在移动作业的数据库中，主要有：移动作业所需的作业人员、设备、公共代码等基础信息；需推送至现场的相关业务信息；任务完成后反馈至电力营销业务信息系统的任务相关信息；为工作质量管理所统计的工作质量信息等。

6 客户端和应用平台数据交互

如图7所示，为实现数据的准确、高效、稳定传输，移动作业应用平台在处理不同数据类型的数据交互时，需要采取不同的技术方法实现。移动作业客户端与移动作业应用平台间数据传输可以采用WebService接口标准。它是目前较成熟的主流数据传输方式，WebService接口方式对传输数据的头信息进行安全认证，能够增强客户端与应用平台之间数据传输的安全性。同时，WebService接口管理采用服务化组件方式，实现对接口统一管理。移动作业应用平台的功能主要包括发布公告信息、升级终端版本等，每次版本更新时不需要客户端主动升级，只需要直接调用服务端界面即可进行版本升级操作。移动作业客户端具备快速定位的功能，可以利用移动终端自备的GPS定位能力及地图服务，能够利用用户信息、用电设备编号等信息实时地定位客户地理位置，同时能准确地定位配网专变用户的信息以及工作现场地理位置。

图7 客户端和应用平台数据交互

实时数据是指在在线模式下、任务执行过程需要或其他在线功能中，用户实时请求的、数据量较小的数据。实时数据在传输时，需考虑两个方面的因素：数据传输的方式与数据传输的格式。数据传输方式有SOCKET和HTTP两种，两种方式的差异具体体现在：(1) 传输方向的不同。SOCKET方式具备双向传输能力，客户端向应用平台请求数据，应用平台也可以向客户端推送数据；而HTTP是单向传输，只能由客户端向应用平台请求数据。(2) 数据流量消耗不同。HTTP方式进行数据传输时需添加包头、包尾等内容，因此在传输相同的内容时，与SOCKET方式相比会耗费更高的数据流量。(3) SOCKET方式较HTTP方式安全性较高。HTTP方式传输时一般直接发送内容，而SOCKET方式建立数据传输连接时需要进行三次握手。因此SOCKET方式更适合应用在移动作业应用场景中。同时，由于数据传输格式不同，JSON数据格式在编码难度、解码难度、数据体积、运行速度、描述性等方面优于XML格式，因此选用JSON数据传输格式比较合适。

离线数据包是指在离线模式下，为实现任务的离线操作，移动作业提前将相关数据打包而形成的数据包。用户在现场通过客户端对离线数据进行数据操作后，再将数据回传到应用平台。除了实现客户端与应用平台间的数据准确无误同步，还需考虑数据的安全性、数据同步实时性、系统的负载以及开发成本等因素，这是整个应用平台设计的关键。应用平台为客户端提供查询及下载作业包的服务接口。利用应用平台生成离线数据包后，客户端通过服务接口连接到应用平台，移动作业人员首先是查询到所有未处理的作业包，若需下载，则将作业包下载到本地，然后对其一一进行处理；待作业处理完成后，将更新后的作业包通过再次调用服务接口回传到应用平台，以完成应用平台数据的更新。在同一时间点不会同时生成数量较多的数据包，所以不会产生大量的并发，因此给应用平台及系统数据库带来的并发压力较小。移动作业在处于高峰时期时，下载作业包会产生大并发量，可通过部署文件下载服务器分流文件下载带来的流量。

7 结 语

目前电网企业初步建立起“互联网+”电力营销服务移动作业平台，制定移动业务应用规范标准，逐渐实现现场作业智能化、专业化、作业流程一体化的全过程闭环管理。移动作业应用在办事效率、业务流转的持续性和完整性、实时性、数据的精准性、响应速度等方面都是传统现场手段与方法无法比拟的。电力营销服务移动作业平台自上线以来，利用智能移动终端实施标准化作业，通过安全接入平台，保障数据安全传输，通过移动终端实现现场作业与应用系统的实时交互，能够提高作业效率，完善用户供电关系信息，建立信息管理基础， 极大地方便电网企业人员现场作业，有力支撑电力营销业务的高效开展，提高电力营销优质服务水平[12-14]。

随着高带宽4G和未来5G移动通信网络的发展，以及高性能、智能移动终端软硬件的日趋成熟丰富，电网企业对移动业务和应用的要求也随之提高，对业务开展的模式需求也更加丰富，更新的需求和更高的要求促使移动作业应用系统的模式向更实用、更全面、更便捷、更多样发展。通过建立电力营销服务移动作业微应用的模式可以将电力营销业务进行颗粒化处理，以微应用形式支撑特定业务场景和特色业务场景，推动电力营销服务移动作业应用向精简实用的方向转变[15-16]。

同时，通过对电力营销服务移动作业人员的行为分析、对用电用户需求的发掘分析、对工单的智能派发，实现电力营销服务移动作业的个性化、差异化和智能化，将电力客户需求与移动作业人员进行快速匹配，将工单派发给最优移动作业人员，方便移动作业人员及时有效地处理电力客户需求，提升作业效率；及时主动解决电力客户问题，提高客户满意度[17-18]。通过收集现场移动作业人员在移动作业客户端上的操作行为日志，并对行为日志进行多维度分析，可生成现场移动作业人员的行为特征模型。根据移动作业终端所在位置，收集周围指定范围的用户用电状态信息，结合移动作业人员的行为特征可以向移动作业人员进行精准信息推送。通过构建智能派单模型，结合用电用户处理的工单类型、所在区域等用电用户特征，可实现工单的智能流转派发。