智慧热网平台预付费充值方式分析

单菲菲 石栋良 陆挺

摘  要：预付费功能是智慧热网系统中的一项重要的功能，实现了能源供应中先付费后使用的管理模式。根据管理过程的实际需求，设计了智慧热网预付费系统，包含管理端和用户端。在预付费功能的实现过程中，共产生了三种充值方式：IC卡充值、远程充值、银企互联充值。通过对三种充值方式的流程进行分析对比，可以看出三种充值方式的发展过程及发展趋势，为能源供应行业预付费管理提供参考依据。

关键词：IC卡;远程充值;银企互联;协议加密

中图分类号：T-09;TP315      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）16-0071-04

Analysis of Prepaid Recharge Methods of Smart Hot Network Platform

SHAN Feifei1，SHI Dongliang2，LU Ting2

（1.Wuxi Huilian Thermal Power Co.，Ltd.，Wuxi  214174，China;

2.Shanghai Wulingshengtong Information Technology Co.，Ltd.，Shanghai  200331，China）

Abstract：The prepayment function is an important function in the intelligent heating network system，which realizes the management mode of paying first and then using in energy supply. According to the actual needs of the management process，a smart hot network prepayment system is designed，which includes the management side and the client side. In the process of realizing the prepaid function，three recharge methods were produced：IC card recharge，remote recharge，and bank-enterprise interconnection recharge. Through the analysis and comparison of the processes of the three recharge methods，the development process and development trend of the three recharge methods can be seen，which provides a reference for the prepayment management of the energy supply industry.

Keywords：IC card;remote recharge;bank-enterprise interconnection;protocol encryption

0  引  言

智慧熱网平台用于热电联产供热管理中，目的是实现以散到集，从分层到综合，打通能源供应管理中各个部门的信息壁垒，构建环保节能、经济运行的科学化、精细化、信息化、智能化热网管理的新模式[1]。基于以上需求，无锡惠联热电有限公司与上海五零盛同信息科技有限公司共同开发了智慧热网平台系统。智慧热网平台可实现预付费管理、数字化资产管理、运维管理和基本分析统计趋势预判等功能。其中，预付费管理功能不仅可以有效避免用户恶意拖欠费用，同时也为能源供应方按用户信用等级进行区别管理提供了可行性的手段。在预付费功能的实际应用过程中，结合当时的技术条件，逐渐产生了IC卡充值、远程充值、银企互联充值三种充值方式。本文分别对三种充值方式进行分析、对比，能源供应方可根据自身的实际情况选择合适的预付费充值方式。

1  智慧热网预付费系统构成

智慧热网预付费管理系统包含管理端和用户端。其中管理端包含服务器、前台机、IC卡充值器（采用IC卡充值时需配备）和打印机;用户端即支持预付费功能的热网智能终端（内含4G通信模块）。系统架构图如图1所示。

预付费系统服务器用于对用户侧热网智能终端的实时数据进行选测、参数监测、阀门控制、远程充值等业务逻辑。前台机则通过B/S架构实现实时数据显示，参数显示，充值界面等。

预付费热网智能终端除了具备常规的流量积算仪的功能外，还具备IC卡充值和阀门控制逻辑。热网智能终端的框图如图2所示。

根据用户用汽量和单价实时结算，同时应答服务器的数据选测请求。若用户余额低于报警限值，则产生报警信号，通过智慧热网平台短消息中心向用户发送余额下限的短信，提醒用户及时充值。短消息提醒界面如图3所示。若用户余额低于关阀点余额，终端则根据设置的阀门控制优先级选择关闭阀门或产生告警信息由供方管理人员手动关闭阀门。

当终端提示余额不足时，用户需要对终端进行充值，否则继续使用将导致阀门关闭，停止供汽。充值方式根据用户需求可选IC卡充值、远程充值、银企互联充值。

2  预付费充值方式

2.1  IC卡充值

IC卡充值属于最早的预付费充值方式[1]，在天然气、自来水行业曾广泛应用。IC卡分为接触式和非接触式两种。由于非接触式IC卡不存在物理触点，使其具有高可靠性，操作方便快捷。在智慧热网预付费系统中，我们采用非接触式IC卡作为储值卡，IC卡由能源供方负责管理和发放。发放前先将IC卡的卡号进行登记，并关联用户的相关信息，然后设置好密码并将卡号与用户终端绑定。IC卡的充值和管理使用的读卡器和管理软件界面如图4所示。

IC卡预付费终端充值流程：

（1）用户付款;

（2）供方确认并写卡;

（3）用户领卡;

（4）用户刷卡充值。

IC卡充值方式的优点是不依赖于网络，可实现离线充值。缺点是操作麻烦，用户需要拿卡到供方去储值，还需要到预付费终端上去刷卡，再将卡内金额转移到终端。由于有实体卡片，还存在卡片丢失的风险。IC卡充值的方式只适合热用户数量比较少并且对效率要求不是很高的情况。

2.2  远程充值

远程充值是基于4G网络的充值方式。预付费热网终端集成了4G通信模块，通过发送心跳包的方式，确保终端始终处于在线状态，这为远程充值提供了可行性。远程充值需要考虑安全性和可靠性[2]，为此需要对远程充值的通信协议进行加密处理[3]。同时因为网络的延迟和故障可能导致数据包重发，因此还要考虑数据包重发时重复充值的问题。在智慧热网平台和热网智能终端上，我们都考虑了以上两种情况，做了相应的处理，使安全性和可靠性得到了保障。其中，为防止重复充值采取了如下技术措施：

（1）智慧热网平台从终端读取当前的序列号;

（2）接收成功后，按一定的算法产生一个新的序列号。若接收序列号不成功，说明网络通信状况不好，则无法进行以下步骤;

（3）管理端将新的序列号与充值金额一起发送给终端。终端判断序列号是否为新的序列号。若是，则进行充值，并更新序列号，否则不执行此命令;

（4）终端应答充值成功，完成充值过程。

远程充值的流程如下：

（1）用户通过银行付款;

（2）供方确认审核;

（3）远程下发充值;

（4）短消息通知用户。

从以上流程可以看出，使用远程充值方式用户不需要到供方现场充值，也不用到终端现场充值，只需要通过银行将费用付给供方即可，节省了用户的人力和时间。远程充值方式的缺点是其依赖于网络，终端离线或网络故障将导致无法充值。另外，由于需要供方确认和审核，若在非工作日，由于不能及时审核和下发充值，将给用户的生产生活带来影响。

2.3  银企互联充值

银企互联充值是在远程充值的基础上结合银企互联服务实现的预付费充值自动化[4，5]。银企互联是指银行与企业签署服务协议，建立银行业务系统与企业财务系统实时连接通道，利用该通道向银行发送交易指令和接收数据信息。银企互联充值提供了一个客户端软件，其作用是对充值流程进行管理以及相关的设置工作，主界面如图5所示。

客户端的主要功能包含银行、充值预审、充值审核、充值验证、记录查询、预付费时段、预付费价格。限于篇幅原因，本文仅对银行功能进行描述。银行功能包括账号管理（账号录入、修改、删除），账号绑定和解绑，流水查询。

2.3.1  账号录入

在需要预先处理账号相关操作时，可以先手工录入相应的账号信息，默认采用系统自动识别登记方式录入账号。图6显示了录入账号的一般信息。银行账号录入操作时会提示录入成功与失败，录入成功后可对该账号和已存账号进行管理操作，包括修改和删除。

2.3.2  账号修改和删除

选择修改账号标签，切换到修改账号功能，左侧栏显示已经存在的银行账号信息，通过点击对应账号，可在右侧显示该账号的详细信息，并可进行相应操作。删除账号可以清除不需要的账号或者输入错误的账号。删除前会提示是否删除，操作人员需要确认，避免误删除。账户修改与删除界面如图7所示。

2.3.3  账号绑定和解绑

账号绑定中可进行绑定与解绑操作，根据选择需要与特定的终端进行绑定或解绑已绑定的终端。

绑定终端时根据单终端或多终端绑定的不同，终端选择自动设定，选择需要绑定的终端确认绑定即可完成绑定操作。需要解除绑定终端的银行账号时，点击“解除绑定”按钮，确认绑定后就可以解除与终端的绑定。账号绑定与解绑的软件界面如图8所示。

2.3.4  流水查询

流水查询可以查看授权账号的流水信息，通过流水信息可以清晰地了解客户预支付款项的后续处理状态。通过流水查询，可以定向查询年、月、日、自定义时间段内的流水信息，每项流水的凭证，金额，对方账号、户名，流水备注，流水时间以及状态信息。

完成了银行账号与用户终端绑定及其他基本设置之后，银企互联充值就可以自动运行而不再需要人工参与。银企互联充值的流程如下：

（1）用户通过银行付款;

（2）银企互联业务逻辑处理;

（3）远程下发充值;

（4）短消息通知用户。

银企互联充值方式的优勢是很明显的：只需前期开通好银企互联服务，以及进行用户银行账号与终端的绑定，以后的充值过程完全不需要供方管理人员参与。通过银企互联，用户付费不再局限于地点和时间的限制，既方便了用户，同时也减轻了供方财务等人员的工作量，提高了运行效率。而银企互联充值方式的缺点与远程充值是一样的，属于在线充值，依赖于网络。不过，随着5G网络的部署，网络容量和通信速率都将呈现几何数量级的提升，通信的在线率、可靠性和实时性已不是问题。

3  结  论

通过对三种预付费充值方式的分析，可以明显看出各自的优缺点，而银企互联方式则是未来预付费管理的发展趋势。在智慧热网平台中，结合自动开票系统，可以将财务人员从繁复的数字中解脱出来，通过快速的全流程的电子化、数字化开票体系，实现企业业务与财务的融合。

参考文献：

[1] 陆永宁.非接触IC卡原理与应用 [M].北京：电子工业出版社，2006.

[2] 郭锐.计算机远程控制系统的可靠性设计研究 [J].数码世界，2018（12）：64.

[3] 刘连浩，胡志勇.基于AES的十进制加密算法及其在预付费系统中的应用 [J].长沙电力学院学报（自然科学版），2005（3）：61-65.

[4] 姚丽.供热企业银行联网收费模式探讨 [J].天津经济，2012（11）：71-73.

[5] 韩超.供热企业银企联网代收费系统的设计和应用 [J].企业科技与发展，2012（16）：12-14.

作者简介：单菲菲（1977—），女，汉族，江苏无锡人，工程师，本科，研究方向：热网智能管理;石栋良（1984—），男，汉族，河南唐河人，工程师，本科，研究方向：智慧热网;陆挺（1980—），男，汉族，上海人，工程师，本科，研究方向：智慧热网。