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北京邮电大学硕士研究生学位论文 电话计时计费系统的设计与实现 摘要 随着国内、国际电信技术的迅速发展和广大用户保护自身权益的意 识不断增强，人们对各种计费系统的需求越来越多。计费系统按照规模 的大小，可分为大、中、小型三类。小型的电话计费系统通常是指公共 电话的计费系统。目前在中国电信市场上，各大电信运营商充分利用现 有网络资源和政策优势，发展i p 电话超市、话吧、口公话直通车，以 拓展各运营商的公话市场。公话营业厅采用话费预付押金、电脑自动结 算等超市型方式进行营业，使运营过程简单、快捷、准确。 本论文结合实际项目设计的经验，介绍了一种小型的适用于公话营 业厅的计费系统的设计开发过程。并在此基础上分析了系统开发过程中 的一些技术问题。具体内容如下： 分析了计费系统的基本概念和一些主要的技术指标以及在本项目 开发过程中所用到的术语。介绍了系统的配置环境并根据需求设计了系 统的基本框架。在框架中将系统分为九大模块并一一介绍了各模块的功 能及模块间的调用过程。本系统具有灵活的配置费率的功能，论文中介 绍了编辑业务功能的设计实现过程并在号码分析方法的实现中提出了 最长匹配的算法。介绍了系统的计费流程并给出了线路在用户拨打电话 过程中的状态机模型。在论文的最后介绍了管理中心和各计费端点之间 的通信过程。 关键词：计费业务状态机线程通信 韭室坚皇盔堂堡主堕茎生兰竺堡皇 d e s i g no ft h e p u b l i ct e l e p h o n ea c c o u n t e r a b s t r a c t t h e r ew i l lb em o r ea n dm o r er e q u e s tt ot h e c h a r g i n gs y s t e m a st h e r a p i d d e v e l o p m e n t o fi n m m a ia n di n t e m a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g y c h a r g i n g s y s t e mc a nb ec l a s s i f i e dt h r e ek i n d sa c c o r d i n gt oi t ss c a l e ：t h el a r g es y s t e m t h em i d d l e s y s t e ma n dt h es m a l ls y s t e m p u b l i ct e l e p h o n ea c c o u n t e ri s o n eo ft h es m a l lc h a r g i n g s y s t e m n o w , m a n yt e l e c o m m u n i c a t i o nc a r r i e r si nc h i n at a k ef u l l u s eo ft h en e t w o r k r e s o u r c ea n dp o l i c ya d v a n t a g et oc a r r yi pt e l e p h o n es u p p e rm a r k e ta n d t e l e p h o n e b a r t h e t e l e p h o n eb a r t a k e st h em e t h o do f p a y i n gd e p o s i tb e f o r eu s i n gt h et e l e p h o n ea n d c h a r g i n g b yc o m p u t e r t om a k et h ep r o c e s s o f c a r r y i n gs i m p l e ，f a s ta n dn i c e t y t h ed o c u m e n t p r o v i d e sad e s c 邱t i o no fd e s i g np r o c e s sa n dt e c h n o l o g yd i s c u s s i o n a b o u tas m a l lc h a r g i n gs y s t e mw h i c hc a l lb eu s e di nt e l e p h o n eb a r t h ec o n c e p to fc h a r g i n gs y s t e m ，s o m em a i nt e c h n o l o g yt h e o r ya n dt e r m si nt h e p r o j e c t w i l lb ei n t r o d u c e di nt h ea r t i c l e i n a d d t i o n ，t h ed o c u m e n ti n t r o d u c e st h e c o n f i g u r ec o n d i t i o na n d t h ed e s i g nt h i n k i n go f t h es y s t e mt r u s s t h es y s t e mi n c l u d e sn i n e m o d u l e s t h ec o m m u n i c a t i o np r o c e s sw i l lb ed i s c u s s e di nt h ea r t i c l e t h e r ea r ef l e x i b l e m e t h o d st oc o n f i g u r ef e er a t ei nt h es y s t e m ，s ot h ea r t i c l ew i l la l s oi n t r o d u c es e r v i c e c o m p l i ea n dc o d ea n a l y s i s an e wa r i t h m e t i c w i l lb er e f e r e di nc o d ea n a l y s i s a n dt h e n ，t h e d o c u m e n tw i l li n t r o d u c et h e c h a r g i n g f l o wa n d g i v e t h es t a t e c h a r tm o d u l e f i n a l l y , c o m m u n i c a t i o np r o c e s sb e t w e e nc h a r g i n gs y s t e ma n dm a n a g e m e n tc e n t e rw i l lb e i n t r o d u c e k e y w o r d s ：c h a r g e s e r v i c es t a t e c h a r tt h r e a dc o m m u n i c a t i o n 2 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名 日期： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权 书。 本人签名：一 日期： 导师签名：耆e 蕴：碰 日期： 北京邮电大学硕士研究生学位论文 1 1 课题介绍 第一章绪论 目前在中国电信市场上，各大电信运营商充分利用现有网络资源和政策优势， 发展i p 电话超市、话吧、i p 公话直通车，以拓展各运营商的公话市场。其市场定 位主要为流动人口较多、外来人员密集的公共场所，如车站、码头、工业区、租用 住宅、大中专院校等。公话营业厅采用话费预付押金、电脑自动结算等超市型方式 进行营业，使运营过程简单、快捷、准确。 本文就是对公话超市计费软件的分析、设计、实现，同时根据电信计费方式灵 活多变的情况提出了自己的编辑业务的方法以方便使用者定制业务，并对这些方法 进行了设计、实现和验证。论文各章节安排如下： 第一章绪论。简要描述了系统设计开发过程中所用到的技术理论并介绍了计 费系统中的相关概念， 第二章系统结构。介绍了系统的结构，运行环境和项目中的各模块的功能及 模块间的接口设计。 第三章业务编辑方法的研究。介绍几种业务编辑方法并在此基础上介绍本项 目中使用的计费模型及业务编辑方法。 第四章计费流程的设计与实现。介绍系统的状态机模型以及怎样利用多线程 技术保证系统对计费信号响应的实时性。 + 第五章通信过程的实现。介绍管理中心和计费终端的通信策略。并介绍在通 信模块的设计中所用到的理论知识。 第六章结束语。对本文所提供实现策略进行总结。 1 2 计费系统概述 1 2 1 概念 随着国内、国际电信技术的迅速发展和广大用户保护自身权益的意识不断增强， 人们对各种计费系统的需求越来越多。计费系统按照规模的大小，可分为大、中、 小型三类。大型计费系统用于局用交换机，这种交换机自身的软件就有计费的功能， 这种计费系统不是在一次通话结束后立即就产生话单，而是对交换机的通话纪录进 行后处理以产生话单。交换机的通话纪录仅有几项：主叫号码，被叫号码，通话日 北京邮电大学硕士研究生学位论文 期，话始时间，话终时间( 或通话时长) ，中继线号。中型机费系统用于用户交换机 ( p b x ) ，这种交换机容量只有几百门，有的交换机自身有计费系统，有的没有。这 种交换机从串口送出数据，让计费系统处理。小型的电话计费系统是指公共电话的 计费系统，如i c 卡电话计费系统，单路公用电话计费系统，多路公用电话计费系统 等。这种小型电话计费系统一般不会超过6 4 路。在本文中所介绍的就是一种6 4 路 计费系统的设计与实现。 从流程上讲，计费系统由话单采集、预处理、标准批价、优惠批价、高额控制、 监控、参数管理、接口等模块组成，如果是移动计费系统，则还包括漫游处理模块。 从业务类型区分，则包括市话计费、长途语音计费、移动语音计费、数据计费、 短信、互联网业务等新业务计费。 传统的市话计费是“跳次”计费，也就是说拨打市话时，每间隔一定时间，交 换机就将计数器加一，计费系统通过计算“次数”计算费用。目前，新的市话运营 商已采用与长途语音计费和移动语音计费一样的方式计费，即按照通话时长计费， 技术上称为“详单”计费。 但是，由于移动电话有漫游和被叫计费的特点，所以更加复杂一些。数据计费 通常按照“数据流量”计费，但是某些应用，如i p 长途电话，也按照通话时长计费。 短信、互联网业务等新业务计费，则往往按照业务使用次数或信息量计费。 从传统的语音计费到数据计费，直到新兴的互联网新业务计费，电信计费系统 需要处理的业务种类越来越多。但是无论业务种类如何增加，其计费所要经过的环 节是相似的，都有采集、预处理、标准批价、优惠批价等处理过程。从结构上说， 在按照标准资费批价之前，各业务种类基本是单独处理的，称之为专业计费，其技 术关键点是速度性能；而在需要结合客户订购信息进行优惠批价时，由于各业务种 类之间有可能存在交叉优惠，所以采用综合业务处理的方法，其技术关键点是业务 种类的可扩展性、优惠设置的灵活性以及处理的速度性能。 从技术角度讲，计费系统的实现存在两种倾向，一种是体现集成能力，系统实 现上大量采用成品系统软件，如数据库、通讯中间件等，以提高系统的可扩展性和 灵活性，同时也降低开发难度；另一种是体现开发能力，系统实现上尽量采用自制 模块，包括某些数据库功能也通过文件系统去模拟实现，以提高系统的处理能力。 很难说两者的优劣，因为在不同的应用环境中，要求的系统能力是不同的。但无疑 哪一种极端都不好，因为这将极大地限制计费系统的应用面。 北京邮电大学硕士研究生学位论文 1 2 2 电信计费系统的历史发展阶段 电信计费系统经历了三个历史发展阶段：第一个阶段是“脱机磁带计费”。当时 由于话单采集功能不完善，计费数据需要定期由交换机倒入磁带中，再由磁带倒入 计算机开始计费，实时性很差；第二个阶段是“联机实时计费”。话单采集功能逐步 完善，原则上，只要交换机产生出话单，计费系统可以立即得到并依据标准费率计 费，实时性强，极大地提高了运营商的防欺诈能力；第三个阶段是“个性化服务计 费”。随着竞争的激烈，市场提出了“个性化服务”的要求，客户可以定制需要的服 务及计费规则。为了适应这种变化，电信计费系统不得不由“面向号码段计费”改 为“面向客户计费”。 1 2 3 对计费系统优劣程度的评定 评定计费系统的优劣，大体上可以从以下几个特性去评定：准确性、实时性、 适应性、灵活性、可用性。 准确性：模拟话单和拨打测试是较为常用的方法。 实时性：体现系统的处理能力，压力测试和拨打测试是较为常用的方法。 灵活性：对于现有业务种类，能否快速适应批价规则的变化，能否快速适应话 单源的变化，而不减低服务质量，需要考察系统的信息模型和系统结构。 适应性：代表了系统的扩展能力。对于新出现的业务种类，可以在不触动原有 业务的基础上进行扩充。 可用性：代表了系统的功能是否完备。如监控功能、接口功能、参数设置、高 额监控等功能是否具备，界面是否友好。 1 - 3 本系统的相关概念 公用电话计费器和磁卡电话、投币电话、1 c 卡电话等均属于电信网络终端计费 设备，他们与交换机的连接是以极低阻抗串联在用户模拟线( 一般为双绞线) 上的。 为了能正确启动通话计费，交换机端必须能够提供反极信号。目前国内的公用电话 计费器厂家均采用信息产业部颁布的 作为各计费厂 家的计费标准来进行公用电话计费器的开发。 1 3 1 计费方式 一般小型计费系统的计费方式可分为两种 北京邮电大学硕士研究生学位论文 ( 1 ) 小交换机计费： 小交换机计费能很好地解决实时性和准确性的要求，但是，小交换机的投入 成本大，难于维护和管理，特别是收费的费率，各营业厅可自行设置，话费偏高， 不便于电信局统一管理和规范业务。 ( 2 ) “集线器”计费方式 通过在电话线路中加入计费设备，利用电话的伴音信号或交换机的反极信号进 行计费。如果营业厅的电话都加上反极功能，这种计费方式是准确的。但是，如果 交换机不能提供充裕的反极端口，使这种计费方式只能是一种“延时计费”，就会 大大影响其计费的准确性。 1 1 , 3 2 术语介绍 下面介绍一下在本计费系统的开发过程中所用到的跟计费相关的一些概念。 话路与话间：在本系统中每一个话路对应于一部固定电话，话路作为电话的编 号按顺序排列。话间相当于电话的标识，话间号由管理员设定，可以不按照顺序排 列。一般在电话营业厅中，一个话间放一路电话。 定时强计：在有的系统中为防止用户摘机后长时间不拨号这种情况的出现而设 置了定时强计的功能。强计的时机各系统有所不同，有的在用户摘机后，有的在用 户拨第一位号码时。强计启动后设置一个计时器，用户每拨一位号码，计时器都会 重新清零。如果计时器超时，则系统开始强制计费。在本系统中，是否启动定时强 计功能由管理员设定。 人工强计：如果交换机不能提供充裕的反极端口，有时会造成用户通话后线路 没有反极信号出现而造成系统不能计费的情况。这时人工强计功能会由软件送出模 拟的反极信号而使系统进入计费状态。 话毕锁断：话毕锁断是指用户通话结束挂机时话路会自动锁断。用户要再次使 用此电话时需要请营业员重新将话路接通。 北京邮电大学硕士研究生学位论文 2 1 运行环境 第二章计费系统结构的设计 此系统是一个由多台计算机组成的分布式系统，由分布于各个营业厅的计费终 端和一个管理中心构成，系统的结构如下图所示。各个计费终端和管理中心通过网 线或电话线相连，管理中心可以通过电话线或计算机网络与计费终端建立连接，以 随时掌握各终端的运行状况并向各终端传送费率等配置信息。管理中心执行计费终 端管理的功能，各计费终端执行终端所在的电话营业厅内的固定电话的计费管理功 能。系统结构图如下： 2 2 系统描述 图2 - 1 计费系统结构 管理中心 在一套系统中配置有一个管理中心，管理中心与计费终端可以在同一个机器上 也可以位于不同的机器上。管理中心执行的工作包括管理员的身份验证，添加、删 除管理的计费终端，修改计费终端的配置，编辑业务的计费规则，修改费率，查询 打印话单，查询打印月报，设置各计费终端营业员的账号密码等。一个管理中心可 管理多个计费终端。 计费终端 北京邮电大学硕士研究生学位论文 计费终端软件位于各营业厅内，一个营业厅可以有一个或者多个计费终端。一 个计费终端最多可以管理“路固定电话同时计费。计费终端的功能包括话路的管 理，电话计费管理，营业员身份验证及当班纪录管理，查询打印日报、月报、班报、 话单等工作，是计费系统的主体与核心部分。 网络环境 计费终端和管理中心之间通过计算机网络或者电话线的方式进行通信。通信的 内容包括话单，费率等信息。 计费卡 一个计费终端的微机上最多可以插入8 块计费卡，每个计费卡可支持8 个话路。 计费卡可以将话路的摘机，挂机，反极，拨号数据等信息转化为软件可识别的信号。 计费卡插在计算机i s a 总线插槽上。计费卡与电话接线板通过扁平电缆相连，电话 外线与电话机之间通过电话接线板上的继电器相连，计费卡通过继电器来控制电话 机与外线之间的通断。 接线板 接线板一端与话机相连，一端与计费卡相连，用于采集话路的信号。 2 3 系统结构 根据系统各部分完成的功能的不同，在开发过程中将系统分为九个功能独立的 模块，各模块通过其他模块提供的接口访问其他模块，而不必关心其他模块内部的 实现过程，模块之间的通信如下图所示： 图2 - 2 系统模块划分 6 a b 互相通信 a 调用b 北京邮电大学硕士研究生学位论文 2 4 各模块描述 管理中心界面与管理中心数据库管理模块安装在管理中心，计舜终端数据库管 理、营业员操作处理、计费数据界面显示、计费模块、板卡驱动安装在各计费终端， 通信模块客户端部分安装于管理中心，服务器端部分安装于计费终端。在计费终端， 通信模块和计费模块作为两个单独的程序运行。 管理中心数据库管理 管理中心数据库保存各计费终端的配置数据，费率信息和各计费终端的临时话 单数据。数据库管理模块封装了对数据库的访问操作，通过o d b c 进行数据库的读 写操作。 管理中心界面 管理中心界面调用数据库模块的操作来读写数据，同时根据管理员的输入进行 相应的操作。主要功能包括 安全功能：管理员账号的登录与注销，计费终端的添加与删除，各终端营业员 账号的添加、删除、修改。 配置功能：计费终端信息的配置，计费终端费率的配置。 业务编辑功能：允许使用者手动编辑业务及调整费率。 通信模块 在管理中心，通信模块封装了通信过程的具体实现细节，管理中心的功能模块 通过调用通信模块提供的接口来配置和读取计费终端的数据。在计费终端，通信模 块通过调用计费终端数据库模块提供的接口函数来执行相应的操作。管理端与计费 端通信的数据都是以文件的形式进行传输。具体的实现过程将在第五章作详细的描 述。 计费终端数据库管理 维护和管理计费终端的数据库，防止各模块对数据库的访问发生冲突。计费端 的数据库分为两种：配置数据库和话单数据库。配置数据库存放着计费终端的配置 信息和费率信息，计费终端计费程序对此数据库只有读的权限，只有计费端的通信 模块根据管理中心的命令可以对此数据库进行写操作。话单数据库存放话单数据， 计费端对此数据库有读写权限。 营业员操作界面处理 北京邮电大学硕士研究生学位论文 执行前台营业的功能，处理营业员的操作，如登录、退出、交班，打印话单， 打印日报、月报，接通、锁断话路等操作。 计费数据界面显示 实时的显示各部话机的状态和处于接通状态话机的用户话费和押金余额。并在 一个用户挂机时实时的修改当班营业员本班的收入。 计费模块 计费模块是系统的核心部分。执行实时的计费功能和话路状态管理功能。 板卡驱动 板卡驱动模块处理与底层硬件设备的通信操作，抽象硬件功能，向上层模块提 供与硬件无关的接口，保证业务逻辑与硬件的独立性。 北京邮电大学硕士研究生学位论文 第三章计费规则编辑方法的研究 3 1 为何要编辑业务 在以前的计费系统设计中，计费的规则是直接写在程序之中的。这种方式程序 的执行效率很高，但给系统的维护和升级造成了困难，新的资费政策和优惠政策推 出后，不能很快在各地计费系统中同步实现，制约业务发展。当新的业务出现时，往 往要直接修改程序代码，这不仅浪费了大量的人力财力，还大大的降低了程序的稳 定性。市场竞争的策略主要靠计费系统来实现，竞争随时都可能发生变化，所以计 费系统的灵活性、可扩充性将是计费系统永恒的主题。在本系统的设计中，实现了 业务的实时编辑功能，将计费规则的制订交给计费系统的运营者。系统在设计过程 中，根据目前电信系统的计费规则分析制订了本系统的计费模型，并在此模型的基 础上设计了系统的业务和计费的编辑方法。 3 2 模型的提取 数据模型是计费系统设计的一个核心环节，在进行计费系统数据模型设计时， 主要从以下几个着眼点考虑： 1 数据模型应全面准确的概括目前电信收费的所有规则。 2 数据模型应能考虑到未来相当长一段时间内电信业务的发展趋势，并对可预 见时间内可能出现的新兴电信业务或电信业务的变化予以支持，这一着眼点使得数 据模型具有良好的可扩充性。 3 数据模型应能适应频繁的电信业务变动( 资费、优惠及其它各种营销策略的 改变) ，使得系统能在最短的时间内，进行最小的改动支持业务的变动，这一着眼点 使得数据模型具有极大的灵活性。 4 在遵循以上原则的同时，数据模型必须考虑系统实现的效率，并相应作一些 折衷处理，如增加一些数据冗余度等，这一着眼点使得系统具有较高的运行效率。 当前电信资费情况 因为在系统设计时要求支持的业务包括：市话，本地网，国内长途，国际长途， i p 电话，手机本地网，手机国内长途，手机国际长途，传真等。在分析上述业务和 上一版本计费系统的计费规则资料的基础上，我们将当前电信业务的收费总结为以 下几种情况： 起始n 秒钟收取x 元，以后每m 秒钟收取y 元，如市话业务。 q 北京邮电大学硕士研究生学位论文 通话开始后每m 秒钟收取x 元。目前大部分的业务都是采用这种收费方式， 如果国内长途，国际长途等。 按次计费，拨打一次收取一次的费用，费用与通话次数无关。目前这种方式采 用的方式比较少，如某些特服电话号码。 按基本话费百分比收费的情况，如百分比附加费，目前这种方式基本不被采用， 但为了和以前的系统兼容，收录了此收费方式。 其它收费情况，如一般传真等，有手工操作的成分在内。 复合计费的方式，如i p 电话，包含前面所列举的第一和第二两种收费方式。并 且打印话单时，两种收费方式都会打印。 计费模型 根据以上情况，将系统的收费分为六种情况： a 起始收费的情况，如以上所说的第一种情况。参数包括时间间隔和费率。 b 按时间周期收费的情况，如以上所说的第二种情况。参数包括时间间隔希 费率。 c 按次收费的情况，参数包括费率。 d 百分比收费，参数包括百分比。 e 复合计费。包含前面几种计费方式的组合。 目前，这5 种收费规则已经完全可以支持该系统所要求支持的业务。在系统运 行过程中任何一种业务的收费方式分别为这5 种方式之中的一种或者几种的组合。 3 3 业务编辑方法 3 3 1 方法的分析 计费系统在收费规则的实现方面一般存在以下几种的方法： 利用面向对象的设计实现计费 面向对象的程序开发方法是目前比较流行的程序设计方法。面向对象技术从现 实世界存在的客观事物( 即对象) 出发来构造软件系统，并在系统的构造中尽可能 利用人类的自然思维方式，使用人力在逻辑思维中经常采用的的方法和原则，如抽 象，继承、聚合、封装等。采用面向对象方法构造系统具有对系统的理解与客观世 界一致，界面清晰，易于管理，细节变化不影响大局，易于扩充，可重用性强，维 1 0 北京邮电大学硕士研究生学位论文 护方便，易移植等特点，因而，面向对象的方法在计算机领域得到了极为广泛的应 用。他利用对象，类，继承、封装，重载、多态等技术来构造系绣，实现了软件的 重用，并使软件的设计更加清晰合理，更有利于大型软件的开发。 在计费系统的设计开发过程之中，面向对象的设计是一种很好的开发方法，也 是在几种开发方法之中计费效率最高的一种。因为这种方法把计费的算法直接嵌入 程序之中，计费数据采集上来以后无需同外界介质进行交互，直接就可进行费率计 算。因此，在支持的业务比较稳定且对程序的执行效率要求较高的系统之中，这是 一种很好的方法。 在计费系统的设计中，可以将每一种业务都封装在一个类的对象中，同时将计 费的规则封装在另一个类的对象中，当某一种业务的计费规则改变时，如果新的计 费规则已经存在，只要改变业务与计费规则的对应关系即可。如果新的规则不存在， 则增加一个包含新的计费规则的类，并修改业务与规则的对应关系。如下髑： 更新前更新后 图3 1 面向对象在规则变化时的应用 当然，也可以将计费规则直接封装在业务所在的类中，当规则变化时，直接修 改这个类的定义。 基于面向对象的方法利用封装提高了程序的执行效率，但当业务规则发生变化 时，需要直接修改计费程序的源代码，重新进行编码和测试工作，这样提高了维护 的成本。在计费规则经常变化的情况下，这种方法的缺点就会表现得更加明显。 利用组件技术定制计费规则 组件技术是近年发展起来的一种优秀的软件重用技术。采用组件开发软件就像 搭积木一样容易，组件是具有某种特定功能的软件模块，它几乎可以完成任何任务。 目前，主要的组件技术有c o m d c o m 、c o r b a 和j a v a b e a n 几种。随着网络技 术的发展，组件技术在应用程序开发和w e b 信息发布中得到广泛的应用。 以c o m 为例，c o m ，即组件对象模型，是种以组件为发布单元的对象模型， 这种模型使各软件组件可以用一种统一的方式进行交互。c o m 既提供了组件之问 北京邮电大学硕士研究生学位论文 进行交互的规范，也提供了实现交互的环境，因为组件对象之间交互的规范不依赖 于任何特定的语言，所以c o m 也可以是不同语言协作开发的一种标准。c o m 不仅 仅提供了组件之间的接口标准，它还引入了面向对象的思想。在c o m 规范中，把对 象称为c o m 对象。组件模型为c o m 对象提供了活动的空间，c o m 对象以接口的 方式提供服务，下图表明了c o m 组件、c o m 对象和c o m 接口三者之间的关系。 c o m 鲤件 i 畀躁 图3 - 2c o m 组件、对象、接口之间的关系 一个组件程序可以包含多个c o m 对象，而且每个c o m 对象可以实现多个接 口。当另外的组件或普通程序( 即组件的客户程序) 调用组件的功能时，它首先刨 建一个c o m 对象或者通过该对象所实现的c o m 接口调用它所提供的服务。当所 有的服务结束后，如果客户程序不再需要该c o m 对象，那么应该释放掉对象所占 有的资源，包括对象自身。 在计费系统的设计中，将业务及其计费的规则封装于一个组件中。计费规则改 变时，主程序不需要重新编译测试。只需要开发一个更高版本的新组件更换掉原业 务组件即可。新的组件的计费规则可以在脱离原系统的环境之中单独测试。 在计费系统的设计中，利用组件的技术相对于面向对象的技术程序的执行效率 有所降低，作为回报，这种方法增加了系统的灵活性。当计费的规则发生变化时， 只需要更换相应的计费规则组件，就可以轻松的实现系统的升级工作，而不需要重 新进行程序的开发工作。但这种方法在升级时仍然需要软件开发人员的参与。 利用数据库技术编辑计费规则 利用数据库技术来定制业务规则的方法是三种规则之中执行效率最低的一种， 同时也是灵活性最高的一种，对于业务计费规则不定，且系统容量并不是很大的计 费系统来说比较合适。本文所描述的系统就是利用这种方法来编辑业务。 利用这种方法，需要先建立系统计费的模型，然后将这些模型转化为数据库对 应的关系表。在这些关系表的基础上向用户提供业务编辑的方法。费率、节假日优 惠、计费规则及其他与计费有关的参数均存储在相应的表中。当计费规则发生变化 ! ! 塞坚皇查堂受主婴壅生兰垡堡壅 一一一 时，维护人员只需修改计费规则所对应的记录或在维护表中添加一条相应的记录即 可，完全避免了对计费系统代码的修改。 3 3 2 本系统的方法 本系统计费规则的编辑方法是利用上一节所描写的数据库方法。在进行计费编 辑规则的制订时，应尽量将数据库设计的简单合理，以利于提高查找的效率。同时 也要给规则的编辑者提供直观友好的编辑界面以方便操作。因此，编辑者编辑的信 息格式与存储在数据库中的信息之间的格式便可能存在较大的差异。这部分的转化 工作就由系统管理中心的相应软件代码来完成。下面介绍本系统的业务编辑方法。 数据库的设计： 下面介绍与计费规则有关的主要表及其主要字段。 业务表 字段名类型说明 s e r v i c e i di n t 业务编号( 主键) s e r v i c e n a m e s t r i n g业务名称 c h a r g m e t h o d l d h a t 计费规则编号 规则表 字段名类型说明 c h a r g m e t h o d l d i n t 计费规则编号 c h a r g t y p e h a t 计费模型的类型 c h a r g t i m e i n t 时段 c h a r g f e e r a t e i n t 费率 业务表存储与业务相关的信息，计费规则表存储与计费规则相关的信息。 对应每一个业务都有一个编号作为这个业务的关键字，业务编号为系统自动分 配。编号从1 0 开始，前面预留o 1 0 共1 0 个号码作为特殊业务情况的处理。目前， 编号0 为固定电话市话，编号l 为固定电话本地网，编号2 为传真。因为这三个业 务无法根据用户输入的号码同其他业务相区分。 业务名称是编辑业务的人员为业务所起的名字，如市话，本地网，1 3 8 长途业 务等。在计费过程中通过业务编号来标志此业务，而在打印话单等与用户或营业人 北京邮电大学硕士研究生学位论文 员的交互中，通过业务名称来标志此业务。 计费规则编号为业务表与规则表这两个表之间建立联系。在规则表中计费规则 编号可以不唯一。 计费模型的类型分为五种，编号如下： l ：起始收费的情况。 2 ：按时长收费的情况。 3 ：按次收费的情况。 4 ：百分比收费。 5 ：复合计费。 时段的单位为秒，费率的单位为元。时段和费率数据根据计费模型类型的不同 而有不同的解释，例如：当类型为1 时，时段纪录通话几秒钟后起始计费结束。当 类型为百分比收费时，时段值为o ，无意义。费率字段存储百分比。当类型为按次 收费的情况，时段值为0 ，无意义。 举例来说，假设市话的收费情况为：起始三分钟o 3 元，以后每分钟0 1 元，每 次通话收取附加费1 元。对于只支持市话业务的系统，两个表中的内容应为： ” 业务表 ls e r v i c e i d s e r v i c e n a m e c h a r g m e t h o d l d 0 市话 0 规则表 c h a r g m e t h o d l dc h a r g t y p ec h a 唱t i m ec h a r g f e e r a t e o l1 8 00 3 o26 00 1 o4o0 0 l 当要修改起始三分钟的费率时，只需修改规则表中c h a r g f e e r a t e 字段的值，当 要删除附加费时，将规则表中c h a r g t y p e = 4 的记录删除即可。 此数据库的设计并没有严格按照数据库设计中的理论知识来做，主要是为了考 虑效率，做了一下折衷，在设计时留下了一些冗余字段。 计算的方法 1 4 北京邮电大学硕士研究生学位论文 仍以市话为例。当用户通话时，系统根据用户所拨打的号码分析出用户所拨打 的业务编号为0 ，在业务表中根据业务编号找到计费规则编号为0 。在规则表中查找 到计费规则编号为0 的计费类型有三种：l ，2 ，4 。根据计费类型得到市话的收费情 况，再进行优惠处理以后得到实际的收费值。 3 4 优惠 在得到话费的标准批价以后还要进行优惠批价的处理。一般的优惠政策都是根 据时间来制定的。根据处理手段的不同，在本系统中支持的优惠情况主要包含以下 三种情况： 1 时段： 在每天的某一个时间段内( 例如0 7 ：0 0 一1 1 ：0 0 ) 可能存在的优惠情况。当 优惠时段跨越两天时，例如第一天的2 3 ：0 0 至第二天的0 7 ：0 0 ，将此时段拆成 两段处理，分别为2 3 ：0 0 0 0 ：0 0 和0 ：0 0 0 7 ：0 0 。这种优惠方式只与时间段有关， 而与日期无关 2 日期： 在国家法定的节假日或某些特殊的日期也可能出现优惠。这种优惠一般从 当天的零点至第二天的零点。： 3 休息日： 周末的时间出现的优惠情况，这种优惠周期性的出现，而与具体日期无关。 当这几种优惠情况发生重叠时，优先计算时段优惠，其次为日期的优惠，最后 为周末优惠。 一般情况下，一种业务的优惠应当包含此业务覆盖的所有地区，但是还存在 种按照区段实行优惠的情况。例如，对同一个业务，港、澳、台地区的优惠与大陆 的其他地区的优惠情况可能就不一样。对于这种情况的处理有两种方法：第一种方 法为为这些地区单独设置一种业务，业务名称与标准批价的收费规则与原业务完全 相同，只是优惠不同。这两种业务之间完全靠业务编号来进行区分。另一种方法为 针对这些特殊优惠的地区，在数据库中另外增加一个表来保存这些地区的区号和优 惠信息，在进行优惠计算时，先查找这种优惠是否在特殊优惠表中存在，如果存在 则进行特殊优惠的计算，否则进行普通优惠的计算。在本系统之中，优惠的处理采 用了第二种方法。因此在计费终端的配置数据库中，与优惠相关联的表项为以下5 种。 北京邮电大学硕士研究生学位论文 数据库： 1 优惠时段表 表项类型 a g i o l d i n t s t a r t t i m et i m e e n d t i m et i m e a g i o v a l u e i n t 2 优惠日表 表项类型 a g i o i d i n t s t a r t d a t et i m e e n d d a t et i m e a g i o v a l u e i n t 3 周末优惠表 表项类型 a g i o l d i n t a g i o v a l u e h a t 4 特殊区段优惠表 表项类型 s e r v i c e l di n t a r e a l d s t r i n g a g i o t y p e i n t a g i o i d i n t 5 普通优惠表 表项类型 s e r v i c e l di n t 说明 主键，标志一条按时段优惠的纪录 优惠的开始时间 优惠的结束时间 优惠率 说明 主键，标志一条按日期优惠的纪录 优惠的开始日期 优惠的结束日期 优惠率 说明 主键，标志一条按周末优惠的纪录 优惠率 说明 这种优惠所属业务的i d 区号代码，与s e r v i c e d 共同组成主键 优惠的类型，1 为时段，2 为日期，3 为周末 优惠i d ，标志前面三个表中的。条纪录 说明 这种优惠所属业务的i d 1 6 i ! 塞坚皇查堂堡圭竺塞皇堂垡堡苎一一 a g i o t y p e i n t优惠的类型，1 为时段，2 为日期，3 为周末 a g i o l d i n t优惠i d 标志前面三个表中的一条纪录 优惠计算方法： 输入：标准话费，业务类型，区号 输出：优惠处理后的话费，此优惠的结束时间 计算过程如下： 1 程序启动时，根据以上定义的5 个数据表，在内存中建立一个业务与优惠类型 的对应表，表中纪录的数据结构描述为： s t r u c ta g i o m a p i n ts e r v i c e d ； i n t a g i o t a b l e t y p e ； ) s e r v i e e i d 为业务表中存在优惠的业务的i d ，a g i o t a b l e t y p e 为所在优惠表的类 型： 0 没有优惠。 1 在特殊优惠表中有此业务。 2 在普通优惠表中存在此业务。 3 在两个优惠表中都存在此业务。 2 计算优惠时，根据业务的类型在步骤l 中建立的表中查找，如果此业务存在于 特殊优惠表中，则在特殊区段优惠表中根据业务类型和区号查找优惠的i d 和 优惠的类型，如果此业务存在于普通优惠表中，则根据业务类型进行查找。 3 根据优惠的类型确定优惠为时段优惠、日期优惠还是周末优惠。并在相应的表 中查找优惠时间段和优惠率。 4 判断当前时间是否处于优惠段中。如果这时出现当前时段既处于优惠时段又处 于优惠日的情况，按照优先处理优惠时段，其次为优惠臼，当前两种情况都没 有出现时再判断是否存在周末优惠的原则进行处理。 ! ! 塞业皇查兰堡主堕塞兰堂垡笙塞一 5 得到优惠率和优惠结束的时间以后，将标准话费减掉优惠掉的话费，将结果输 出。 3 5 号码分析的规则 号码分析的执行发生在线路刚接通时，系统根据号码分析得到用户所拨打的业 务，并根据业务来确定计费方法。在这一节将介绍本系统的号码分析过程。本系统 的号码分析手段参考了交换机的号码分析技术，但其实现方法与交换机的号码分析 不同。 3 6 1 用户号码的组成 我们这里所讨论的号码资源主要包括依据e 1 6 4 国际公用电信编号资源计划所 确定的p s l n 、n i s d n 、g s m 、c d m a 、无线寻呼业务网络的用户号码。用户号码 的组成规则为： l 在一个本地电话网内采用统一编号，在一般情况下采用等位编号。其号长要根 据本地电话网的长远规划容量来确定。在本地电话网编号号码长度小于7 位时，允 许用户交换机的直拨号比网中普通用户号码长一位。 本地电话网的一个用户号码有两部分组成：他们是局号和用户号。局号可以是 1 位( 用p 表示) ，2 位( 用”p q ”表示) ，3 位( 用”p q r 表示) 和4 位( 用”p q r s ” 表示) 。用户号为4 位( 用”a b c d ”表示) 。因此本地电话网的号码表示 为”p q a b c d ”( 设号长为6 位) 。本地电话网的号码长度最多为8 位。 国内长途呼叫时除需拨上述本地电话网的号码之外，还应多拨1 至4 位( 我们 以x l x l x 2 x 3 x 4 表示) 长途区号以及l 位长途全自动字冠”0 ”。假设某用户的所在地 的区号为3 位( x l x 2 x 3 ) ，则该用户进行长途全自动呼口u 时应拨”0 x l x 2 x 3 p q a b c d ”。 国际长途呼q 时除拨上述国内长途号码以外还要增拨国家号码。国家号码的长 度规定为1 3 位( 用1 1 1 1 2 1 3 表示) 。假设某个国家的号码为2 位( 1 1 1 2 ) ，则用户 进行国际呼叫时应拨0 0 i i l 2 x l x 2 x 3 p q a b c d 。其中，”o o ”为全自动国际长途字冠。 我国首位为”1 ”的电话号码主要用于紧急业务、需要全国统一的业务接入码、网 间互通接入码和社会服务码等。 此外，我国规定：2 0 0 ，3 0 0 ，4 0 0 ，5 0 0 ，6 0 0 ，7 0 0 ，8 0 0 为新业务号码。例如， 规定2 0 0 号为中国电话卡业务。 g s m ，c d m a 移动用户的号码通常为1 3 或0 1 3 打头。 北京邮电大学硕士研究生学位论文 3 6 2 表格逐级展开法 下面先介绍一种程控交换机所使用的号码分析方法：表格逐级展开法。 表格逐级展开法就是在进行号码分析时，通过逐级查表的方式先用首位查第1 级表，如果得出结论则查表结束，否则再用第2 位号查由第1 级表导出的第2 级表， 如果第2 极表仍无结论，再用第3 位号查由第2 级表导出的第3 级表，如此下去， 直到得出结论或继续收号。表格逐级展开法的数据结构由分析表和结论表组成。分 析表结构如图所示。其中p t r 为指向结论表或下级表的指针；f l a g 为分析标识， f l a g = 0 表示未得出结论，p t r 指向下级表：f l a g = i 表示得出结论，p t r 指向结 论表。 结论表包含与呼叫处理有关的信息，如呼叫类型( 国际全自动，国内全自动， 本地网呼叫等) ，计费方式( 3 + 1 方式，3 + 3 方式等) ，出局路由等。结论表的内容 随交换机的不同而不同，与号码分析的方法无关。 在不同的应用环境中，号码分析的号首是不等位的，有时用户拨完一位号就能 确定其呼叫类型等，有时却需要4 位或5 位号码才能得出结论。例如，某局定义呼 叫9 8 0 1 l 为市话呼叫，呼叫9 8 0 1 2 为农话呼叫，如果某用户没有拨叫农话的权利， 则必须等到收到第5 为号码后确定。由于采用表格逐级展开法对分析号码的位数可 以不作限制，而且查表操作简单、快捷，不失为一种实用的方法。 在进行本系统的号码分析设计时，起初号码分析是在拨号阶段进行。后来考虑 到由于本系统不涉及对语音信号的控制，所以将号码分析放在收到反极信号时会更 加简单、快捷。因此本系统没有采用交换机的号码分析方式，而采用下面的分析方 法。 3 6 3 号码分析与最长匹配原则 在本系统的设计中将号码分成两种情况来处理： 对于大部分号码可分解为： 业务特征串+ 区号+ 用户号 例如国内长