水、电、气、热能表远程抄表技术方案(V1.0初稿)[稻谷文书]

1、tbl71 水电气热四表远程集中抄表系统水电气热四表远程集中抄表系统 技 术 方 案 威胜集团长沙威胜信息技术有限公司 tbl72 1概述概述.5 1.1系统简介.5 1.1.1集中抄表意义.5 1.1.2系统建设需求.5 1.2设计原则.6 1.2.1系统的开放性.6 1.2.2系统的分布式.6 1.2.3系统的可靠性和安全性.7 1.2.4系统的准点性和唯一性原则.7 1.2.5可扩充性原则.7 1.2.6“三公”原则.7 1.3建设目标.7 1.3.1应用前景.8 1.3.2应用目标.9 2系统总体设计系统总体设计.9 2.1集抄系统网络拓扑图.9 2.2软件架构.10 2.3系统通道设

2、计.12 2.3.1上行通道.12 2.3.2下行通道.15 2.4组网方案.15 2.4.1低压电力线载波.15 2.4.2RS485/MBUS总线.16 2.4.3无线组网.17 3主站系统功能主站系统功能.18 tbl73 3.1数据采集.18 3.2统计分析.19 3.2.1电量计算.19 3.2.2用水量分析.19 3.3数据查询.20 3.3.1采集数据查询.20 3.3.2表计基础数据查询.20 3.4计费管理.21 3.4.1用户费用计算.21 3.4.2用户费用缴纳.21 3.4.3用户帐户当前信息查询.21 3.4.4用户帐户历史查询.22 3.5档案管理.22 3.5.1

3、用户管理.22 3.5.2设备档案及参数管理.23 3.5.3费率管理.24 3.5.4采集方案管理.24 3.6系统管理.24 3.6.1系统权限管理.24 3.6.2工况监测.25 3.6.3历史任务查询.25 4系统特点系统特点.25 5安全设计安全设计.26 5.1通道安全性.26 5.2系统数据安全.27 5.3系统互联的安全.28 6系统硬件设计系统硬件设计.28 tbl74 6.1主站硬件.28 6.1.1设计原则.28 6.1.2主要服务器功能部署.28 6.2网络设备.29 6.3系统终端设备介绍.30 6.3.1WFET-1600E集中器.30 6.3.2WFET-600载

4、波采集器.32 6.3.3三相电子表（DTSI341-3/ DTS343-3）.34 6.3.4三相电子表（DTSD341-MD2）.37 6.3.5三相电子表（DTSD341-MB3）.39 6.3.6单相电子表.42 6.3.7光电直读水表.43 6.3.8光电直读燃气表.44 6.3.9超声波热量表.44 6.4系统存储策略（针对大型系统）.45 7接口设计接口设计.46 8系统安装策略系统安装策略.48 8.1人力配置.48 8.2项目管理制度.48 9系统设备配置方案系统设备配置方案.49 10配置表配置表.49 10.1运行性能 .50 11投资预算投资预算.51 12效益分析效益

5、分析.52 12.1社会效益分析 .52 12.2管理效益分析 .53 tbl75 13附录附录.54 tbl76 1 概述概述 1.1 系统简介系统简介 1.1.1 集中抄表意义集中抄表意义 随着供水、供电、供气和供暖系统的改造深化，公共事业迅速发展，水、电、 气、热能已作为商品进入了市场，而现在每个住宅楼都需派专人抄表，不仅抄收数 据烦琐，而且统计困难。更重要的是无法对计费、线损控制、用能分析、营销预测、 乃至宏观决策等方面提供及时准确的数据。系统各个耗能单元的耗能数据无法进行 统计分析，网路的能量损耗环节不能得到及时有效的判断和处理，系统能耗较高， 只有更新抄表技术，采用现代化的抄表技术

6、和抄表手段，才是解决用能核算、用能 收费方面问题的根本途径。 远程集中抄表系统是通过在台区安装的集中器，通过 MBUS/RS485 总线、低压 电力线载波等通讯技术，实现对台区总表或居民水、电、气、热能表的数据采集、 设备监测、故障报警、负荷控制等功能，并通过以太网、PSTN、GPRS、CDMA 等 通讯技术与主站系统交互，对数据进行存储、处理、分析、发布，实现居民用户用 能监测、用能统计分析、欠费远程关断、台区线损分析等高级功能。该系统为实现 居民用户自动抄表、居民用能负荷控制、降低台区线损、提高供能部门管理水平和 服务质量、减员增效等提供了可靠的技术手段和先进的管理工具，可实现真正意义 上

7、“本地网”的集中管理，统一计费，统一营收，做到整个社会范围内的能源管理 自动化。能更好的满足用户需求达到科学管理、节能减排的目的，是能量计量管理 不可或缺的技术支持系统。 1.1.2 系统建设需求系统建设需求 抄表方式落后，均采用人工抄表方式，存在抄表不及时、错抄、漏抄、估抄 tbl77 现象，劳动强度大、效率低； 收费困难，用户不主动来交费缺少有效的管理控制手段； 损耗特别严重，水量损耗率、电能损耗率、燃气损耗率超过正常水平几倍至 几十倍； 用户存在偷、送电水情况； 表计年久未更换，计量不准确或部分计量表计失去计量功能； 对生活区用水、用电、用气负荷由于没有信息系统，缺少及时高效的统计分 析

8、手段。 节能减排：根据国家持续发展要求提出，将从战略和全局的高度，充分认识 到节能减排的极端重要性和紧迫性，增强历史责任感和民族使命感，切实抓 好水电气热计量系统建设运行，做好节电节水节气工作，有效保护资源和环 境。 1.2 设计原则设计原则 1.2.1 系统的开放性系统的开放性 1) 本要求是为了规范“水电表远程集抄系统”设计、检验和验收。 2) 本系统遵循国际标准，满足开放性的要求，采用开放式体系结构，采用一体 化商用数据库作为系统数据库平台，提供标准的数据库访问接口，基于标准的图形 用户编辑、生成工具及访问接口，标准的网络通信应用层协议、应用基本函数及调 用接口，开放式系统软件运行任务调

9、用软件接口。 3) 本系统提供向银行收费系统、公用或专用网站等系统传送数据的数据交换接 口，供各种与之相连的系统使用，提供系统软件集成的开放环境。 1.2.2 系统的分布式系统的分布式 1) 系统采用功能分布式的系统设计和全分布的网络体系结构，系统采用多层体 系结构模式，并保证其安全可靠。 2) 软件按功能分配到网络上的服务器和工作站上，功能的分布应以保证系统的 tbl78 负荷均衡和网络负荷最小为原则，以防止功能分布不当而引起通信的“瓶颈”效应， 并有效地使用网络和各单元的 CPU。 1.2.3 系统的可靠性和安全性系统的可靠性和安全性 （1）系统重要单元为冗余配置，保证整个系统功能的可靠性

10、不受单个单元故障 影响。 （2）系统具有高度的安全保障特性，能保证数据安全。系统在各环节提供安全 措施，防止非法进入，多层次确保系统安全，工作权限随人定机确定，系统参数及 电量数据修改调整必须有专业人员负责并流水登记，同时具备恢复手段。 （3）单个/台设备异常不影响其它设备的正常运行，系统具有隔离性，发生故障 时不产生连锁效应，并且在排除故障时具有将故障点隔离的能力，并保证故障恢复 过程快速而平稳。 1.2.4 系统的准点性和唯一性原则系统的准点性和唯一性原则 除采用先进的网络设备、软件技术外，还必须保证满足计量数据准点一致性要 求和测点数据唯一性的原则。 1.2.5 可扩充性原则可扩充性原则

11、 民用住宅水电表集抄系统的配置要具备灵活性和可扩展性，系统要充分考虑今 后发展容量扩充及应用功能的扩充能力，满足发展需要。 （1）用户可根据自己的情况和功能要求，任意增减工作站，任意组合多种功能。 （2）所有外部设备和前置系统均通过网络设备间接连接。 （3）系统可以逐步建设、逐步扩充、逐步升级。其支撑平台采用国际标准开发， 所有功能模块之间的接口标准应统一。 tbl79 1.2.6 “三公三公”原则原则 系统应用应利于“公平、公正、公开”的“三公”原则贯彻，便于切实保障各 方利益。 1.3 建设目标建设目标 水电气热远程抄表集中监控系统将实现自动抄表、表计实时监测、银行托收、 数据管理分析、报

12、表上传、信息发布及查询，以及对电、气的远程控制等功能。 1.3.1 应用前景应用前景 系统实施后将达到下述的应用前景。 水电气热远程抄表集中监控系统涉及居民用户、维护管理人员、系统管理员、 收费员、财务人员、企业管理人员等多个角色，业务涵盖供水公司、供电公司、供 气公司、物业公司、等多家公司的财务、生产、设备维护、营业所、管理层等多个 部门。系统实施后将达到如下的前景目标（如图 1 所示） 。 tbl710 WEB查询 水电气 热集抄 系统 短信查询 自动电话语音查询 触摸屏查询 燃气费 电费 水费供水公司 供电公司 供气公司 居民 居民 居民 居民 水费、电费、燃气费 $ 银行托收 通断电控

13、制，报警 载波电表 485光电直读燃气表 统计分析 统一结算 统一信息发布 集中统一抄表 485光电直读水 表 载波电表 485光电直读燃气 表 统一维护 统一管理 图 1 水、电、气、热、物业、卫生等用户需缴纳的费用一并由银行托收，欠费进 行告警，同时允许供水、供电、供气、供热公司设立营业所，从事水、电、 气、热费用独立或统一收缴。 用户通过登录集抄 WEB 网站或语音电话方式查询缴费、欠费明细以及账户 余额 用量、缴费、账户余额、欠费、政策法规等信息以短信或语音电话方式通知 用户 重要的表计故障信息及时发布给监察人员 系统管理人员通过系统来监管设备、更新设备内部参数 企业管理人员通过系统直

14、接了解到每日、月能耗、损耗和收入情况 财务人员可及时通过系统了解每月应收、实收金额 tbl711 1.3.2 应用目标应用目标 实现用户水电气远程自动抄表，实时掌握每户居民用电、用水、用气、热量 情况。 达到安全节能目标，用户燃气浓度报警器远程报警、进气阀远程控制；实现 用户长期外出可临时报停。 现实缴费业务流程的重组，水、电、气、物业、卫生等用户需缴纳的费用一 并由银行托收，欠费告警。 用户通过网站、手机短信、自动语音电话、营业点触摸屏等方式查询水电气 的月用量、缴费情况、欠费告警、政策法规等信息。 实现远程停送电控制。 通过数据分析，掌握水电气用量、峰谷值、网络损耗、商品质量及负荷预测。

15、留有扩充数据接口，为将来接入热能表，以及有线电视费、固定电话费做好 准备。 2系统总体设计系统总体设计 2.1 集抄系统网络拓扑图集抄系统网络拓扑图 集中抄表系统由系统主站、通讯网络、系统分站组成。实现数据采集、存储和 传输，并对表计和分站终端设备运行工况准确实时监控，用量统计和分析，结算收 费、催费，远程控制，为管理单位的 MIS、ERP 系统等其他系统提供准确、完整的 用户用电信息数据。 集中器的上行通信信道可以是 GPRS/CDMA/SCDMA、以太网或电话网；集中 器的下行通信信道可以是低压电力线载波、RS485 总线和 MBUS 总线。由表计、采 集器、集中器和管理中心计算机组成了四

16、级网络，并进行计量数据的四级储存。系 tbl712 统结构拓扑图如下： 图 2 水电气热能表远程抄表系统拓扑图 2.2 软件架构软件架构 主站系统通过分析处理采集来的数据，自动生成各种统计分析、交费单据，对 欠费用户进行远程断合闸等功能。其管理系统基于 web 网络系统，授权用户可上网 进行日月电量表码查询、台区表计时间段行度电量查询、台区重点用户电量查询、 台区用户电量查询、台区用户电量对比分析、台区用户异常分析等工作，用户也可 以通过网络、电话查询自己的能源消耗和缴欠费情况，方便管理。 tbl713 系系统统管管理理 前前置置机机通通讯讯层层 采集调度内部通讯规约转换 规约处理 （集中器上

17、行规约） 通讯通道（电话拨号） 数数据据存存储储/ /处处理理层层 数据库系统 档档案案管管理理 居民档案 通讯参数台区档案 集中器档案 水电气表档案 档案批量 数据辨识数据规整数据计算分析统计 随时抄表 报警管理 数据补抄 远程控制 远远程程通通讯讯应应用用 台区电量统计 电量对比分析 线损分析、对比 居民综合分析 居民帐户结算 管管理理统统计计分分析析 收费及时考核 异常用户考核 考考核核功功能能数数据据结结算算 银行托收 营业网点缴费 电量结算 用水结算 用气结算 操作员管理 系统初始化 操作日志分析 异常过滤分析 报警流程处理 自动补抄 系统配置 数据备份维护 数数据据接接口口 与集团

18、接口 内部数据接口 查查询询统统计计 测量点查 询 售量统计 查询 报警统计 查询 三相负荷分析 抄收率统 计查询 用量曲线 一一卡卡通通管管理理 开户发卡 充值 刷卡计费 统计查询 注销挂失 主站系统采用多层分布式结构，分别由展现层、业务处理层、通讯层以及数据层 组成。 展现层：采用 Web 浏览器方式为用户受理各业务提供可交互的界面。用户通过 界面操纵各类业务、维护系统和设备。 业务处理层：提供和实现抄表、拉合闸、设备维护、用量计算、费用计算和缴 费等各类业务和服务，进行各类业务及规则处理。 通讯层：负责与集中器或其它逻辑节点间的数据和信息交换，提供稳定、可靠 的通讯链路等。 数据层：数据

19、的存储和一致性维护。 tbl714 2.3 系统通道设计系统通道设计 2.3.1 上行通道上行通道 主站与集中器通讯称为上行通道，通常来说，上行通讯组网方案是根据当地的 现场通讯环境或外部移动运营商能提供的服务来确定，技术已经趋于成熟，运行稳 定。 1. 无线通讯无线通讯 无线通讯方式主要是采用 GPRS/CDMA/等方式与主站通信，即移动的 GPRS 和 联通的 CDMA 网。在省公司层面与运营商网络间开通 APN 专网，实现电力数据网 与无线运营商网络的直接互联。根本上避免公网模式（通过因特网连接）输效率低， 数据安全性差的缺点；并且可减少公网模式下为保证链路连接而发送心跳报文的数 量，减

20、少非有效数据的传输流量。在专网模式下还可做到每张数据卡捆绑固定的 IP 地址，使终端设备具有被远程访问和管理的能力。 采用商用网络，避免了自建网络的建设、维护开销，并可以通过用量和运营商 谈判降低使用成本。 无线通讯优缺点无线通讯优缺点 1) 优点：高可靠、大容量、低延时、开放性好、性价比高、专有数据加密和压 缩技术，确保数据传输的安全性、高效性、技术成熟、应用丰富、可实现主 站随时控制、集中器主动告警、升级等。 2) 缺点：大批量投入运营费用较贵，受网络限制（无信号的山区，受屏蔽的地 下室等）。 无线通讯适用场合无线通讯适用场合 无线通讯适合所有移动信号覆盖的地区，由于低压集抄系统地理覆盖范

21、围较大， 将来还会有较大扩容，对安全性、可靠性、速度的要求都很高，故适宜采用无线专 网 APN 方式。 tbl715 建设内容建设内容 采用无线通讯方式与主站通讯，具体要求为： （1）申请与移动公司的 E1 专线，申请专用 APN（如：hnws.hn） 。 （2）SIM 卡关闭语音功能，开通短信和数据业务以及全省漫游功能（避免边界 地区无法使用） 。 （3）SIM 卡绑定 IP 地址，便于集中器远程操作和维护。 （4）主站与集中器通讯采用 UDP 协议。 （5）每台集中器配置一张 SIM 卡。 （6）所有 SIM 卡绑定至一个用户用来缴费，以防止部分因欠费掉线。 2. 有线通讯有线通讯 有线通

22、讯方式主要是采用 PSTN 方式与主站通信，需要敷设电话线采用拨号的 方式与主站连接。 PSTN 优缺点优缺点 1) 优点：技术成熟、可实现利用既有 PSTN、ISDN 网络和线路资源 2) 缺点：每次抄表必须先拨号连接，不支持主站随时控制、集中器主动告警， 有一定的运行费用。速率较慢，但可满足抄表要求。 无线通讯适用场合无线通讯适用场合 PSTN 有线通讯适合方便电话布线，或有内部电话网的城区供电台区。 建设内容建设内容 采用 PSTN 通讯方式与主站通讯，主要建设内容为敷设电话线路，集中器上安 装拨号猫，主控机房安装网络交换机等。 3. 光纤通讯光纤通讯 光纤通讯方式主要是采用 Ether

23、net/局域网局域网等方式与主站通信，利用以太网网络 tbl716 线路作为传输载体，施工较为复杂，初建成本较高，运营维护成本低或没有运营成 本。 光纤通讯优缺点光纤通讯优缺点 1) 优点：高可靠、大容量、低延时、安全、高效性、技术成熟、应用丰富、可 实现主站随时控制、集中器主动告警、升级等，视网络规模，距离不限，有 局域网处。 2) 缺点：前期投入成本较高，多级网关易受网络破坏，导致终端下线。 光纤通讯适用场合光纤通讯适用场合 光纤通讯适合可敷设网络线路、不易被破坏的城区供电台区。 建设内容建设内容 采用光纤通讯方式与主站通讯，建设内容：为每台集中器敷设光纤网络，分配 固定 IP 地址，集中

24、器自配以太网模块，机房建设网络交换机，集线器等，各级网络 建立专用数据通路。 4. 各种上行通讯方式比较各种上行通讯方式比较 项目项目PSTN（电话）（电话）GPRS/CDMA 光纤专线（局域光纤专线（局域 网）网） 初建成 本 不需要或很少不需要或很少 需要，成本相对 高 运营费 用 内部电话无费用，外部电 话费用较少 有运营费用，视当地移动公司 资费标准 不要 维护及 费用 电信或内部电话公司维护移动或联通维护 自己维护，需要费 用 速率较慢，但可满足抄表要求速度较快高速率 tbl717 2.3.2 下行通道下行通道 居民现场利用 RS485 总线、M-BUS、或电力线载波、小无线等多种通

25、讯载体组 网。用户可以根据自己的台区线路、改造的实际情况，灵活选择不同的组网方式， 详细组网方案见下一章节。 2.4组网方案组网方案 2.4.1 低压电力线载波低压电力线载波 低压载波通讯就是以低压电力线为载体，集中器通过低压电力线以树状形式传 播载波信号，直接或通过路由到达表计从而取得与表计的通讯，并通过这种方式来 抄读表计数据。 优点：网络结构简单，安装方便，无需敷设通信线路；上行通道投资低，一般 情况下一个台区一台集中器即可，施工相对简单，载波抄读效果、实时性较好，可 以利用到已经更换的表计，资源可得到合理利用。 缺点：通讯实时性相对较差；采集范围限于同一变压器供电范围内，受现场环 境、

26、线路远近、电力负荷等因素影响较大，可能存在载波孤岛现象。 适用场合：居民集中，对于已经更换非载波表计，线路较近，无大工业用电干 扰，上行网络通道不易建设等情况下的居民小区，不需要远程停送电功能、月用电 量少、电表特别分散、工程施工难度很大的乡镇、农村地区。 介质：低压电力线，采用已有的电力线路通信，无需另外布线。 传输距 离 距离不限，有电话处GPRS/CDMA 覆盖处视网络规模 适 用 范 围 方便电话布线，或有内部 电话网。 距离不限，有网络信号处 距离不限，有局域 网处 tbl718 2.4.2 RS485/MBUS 总线总线 RS485/MBUS 通讯方式是一种利用 485/MBUS

27、通讯线为载体的通讯方式，只要 表计具备 485/MBUS 通讯口，在有效通讯距离内，即可进行数据传输， RS485/MBUS 总线抄表系统由主站、集中器、RS485/MBUS 数字采集器、 RS485/MBUS 表计组成。集中器与采集器之间采用 RS485 总线连接、采集器与表计 之间采用 RS485/MBUS 总线方式组成通讯网络 优点：抄表速度快，实时性好，通讯稳定可靠，功能扩展容易，远程停送电可 靠，通讯范围不受变压器限制。 缺点：总线布线施工工作量较大，需专业队伍安装和调试。且总线暴露在外容 易被破坏，通讯电缆的短路、开路故障查找困难，易遭受雷击，后期维护工作量大。 适用场合：表计集中

28、、方便布线、管理好的新建小区（如有强、弱点井的高层 楼房） ，对数据的实时性要求很高，有远程预付费需求的供电台区。 介质：RS485/MBUS 总线。 tbl719 2.4.3 无线组网无线组网 无线方式为电表全部采用无线电表， ，通过微功率无线的方式将数据传输到集中 器。目前无线通讯方式主要采用微功率无线（RF）或者 Zigbee 技术，两者都可以自 组网，只需要更换具有无线通讯能力的对应表计即可。 优点：安装维护简便、无须布线、工程量小，具备路由机制，信号覆盖范围较 大；自组网、自诊断、自恢复、不受用电负荷影响、可跨变压器进行抄表；具有自 动跳频的功能，能选择干净的频点进行通讯，从而提高抗

29、干扰能力。 缺点：和大多数无线设备一样，会受物理环境影响，穿墙能力有限，一般可穿 越 4 到 5 堵墙，对于集中器安装的位置有一定要求，一般应安放在区域中心位置， 信号从中心向四周覆盖，且不能封闭，由于国内应用较少，价格相对昂贵。 适用场合：表计分散、不易布线、管理较好的小区（如多层商住楼） 、 ，对数据 的实时性要求很高，有远程预付费需求的供电台区。 介质：微功率无线（RF）或者 Zigbee 技术。 tbl720 3主站系统功能主站系统功能 3.1 数据采集数据采集 定义定义 用于定时或定期采集表计日冻结、月冻结数据。 数据信息数据信息 采集方案信息：采集点、起始基准时间、采集间隔（周期）

30、 、采集数据项 采集相关参数信息：重复召唤次数、采集通道类型、当前各项数据的采集进度 采集数据信息：各数据项相应信息（参见相关规约描述） 功能需求功能需求 系统对采集的过程及状态进行监视，显示通讯报文、运行状态、链路状态， 对于通信失败的装置给出详细的记录，并提供完善的通信成功率 tbl721 的分析记录； 支持多种通道方式（局域网络/GPRS/PSTN/RS232-C） ； 水表集中器能按指定的时间间隔来自动采集采集器的数据，该数据包括了采 集器采集冷、热水表数据； 电表集中器能按指定的时间间隔来自动采集电表数据； 系统可定时抄录采集器数据，定时采集的时间间隔和数据采集项目可由用户 灵活定义

31、，对于水电集抄用户来说，定时采集的时间间隔最小单位可以为 1 天； 3.2 统计分析统计分析 3.2.1 电量计算电量计算 业务定义业务定义 用于计算结算期内用户电用量。 相关计算公式相关计算公式 电量止码起码 数据信息数据信息 表码：表码： 计量点编号、时间、表码 计算结果电量：计算结果电量： 单计量点电量：日、月单计量点电量：日、月 计量点编号、时间、电量 3.2.2 用水量分析用水量分析 条件条件 可以选择日期、用户及其组合，日期可精确到日。 功能需求功能需求 主要有以下功能： tbl722 序号序号功能项功能项备注备注 1时间点数据查询 查询某个时间点（最小粒度为日）所有或者部分用户

32、用水量 2时间段数据查询查询某个时间段（最小粒度为日）某个用户用水量 3两次抄表数据比较任意两次抄读数据比较 4 日、月、季、年用水水 平统计 5 日、月、季、年用水量 同期比较 用户同期用水量比较 6异常分析统计 根据月用水量分析用户的用水异常情况，包括： 用水量为零； 用水量为负； 用水量突增，默认 20； 用水量突减，默认 20； 分析数据以报表方式打印输出； 3.3 数据查询数据查询 3.3.1 采集数据查询采集数据查询 业务定义业务定义 能提供方便的查询界面，随时查询采集到主站的各项数据。 数据信息数据信息 采集数据：电量表码数据、水表表码、气表表码、热能表表码； tbl723 功能

33、需求功能需求 能随时查询到各采集点的采集的电量、水表表码、气表表码、热能 表表码数据； 能查询到各台区的的采集点在同一时刻的数据； 能查询到各采集点在任意时间段或任意时间点的数据。 3.3.2 表计基础数据查询表计基础数据查询 可查询表计日月表码、用量、档案等 3.4 计费管理计费管理 3.4.1 用户费用计算用户费用计算 业务定义业务定义 根据用户每月用水、电用量及相关的收费费率、优惠和福利政策，计算用户应 缴金额，记应收明细账。 数据信息数据信息 表码信息：表码信息：计费周期的起码和止码。 费率信息：费率信息：每个计量单位所产生的费用，如电费的 x 元/kWh、水费的 x 元/m3 等。

34、优惠政策信息：优惠政策信息：指政策规给予的费用或者费用计算公式上优惠。 3.4.2 用户费用缴纳用户费用缴纳 业务定义业务定义 用户到收费点缴费时，系统记录用户缴纳时产生的相关信息，并将相关信息记 录用户缴费明细和实收明细账。 数据信息数据信息 缴费类别：缴费类别：分别指电费、水费、热费、其它代收费。 缴费金额：缴费金额：缴纳相关费用的金额。 缴费时间：缴费时间：缴纳费用发生的时间。 操作人员：操作人员：执行费用收取操作的人员。 3.4.3 用户帐户当前信息查询用户帐户当前信息查询 查询条件查询条件 tbl724 可以选择用户名或者小区名称。 功能需求功能需求 主要的功能如下： 序号序号功能项

35、功能项备注备注 1帐户状态 根据用户输入的条件，查询用户当前费用帐户的 情况 2异常帐户统计 查询选定区域的异常帐户情况 包括： 欠费； 欠费超限额，限额可以作为查 询条件； 3.4.4 用户帐户历史查询用户帐户历史查询 查询条件查询条件 可以选择用户名，选择查询的起始时间，最小到日。 功能需求功能需求 主要的功能如下： 3.5 档档 案管理案管理 3.5.1 用户管理用户管理 业务定义业务定义 用于用户档案的登记、变更、过户、注销等业务处理 数据信息数据信息 用户信息包括用户名、栋号、房号、用户地址、联系方式、用户类别、用户编 号、用户银行账号、银行类别等 功能需求功能需求 序号序号功能项功

36、能项备注备注 1缴费历史根据用户查询用户缴费的历史数据 2费用历史根据用户查询用户某个时间段产生的费用情况。 tbl725 1）系统提供对于系统所有用户档案的维护功能，包括增加、删除、 修改、变更、过户、注销等操作。 2）系统能够在删除某个用户的同时，级联删除掉该用户下属的所有 表计，同时提示要求操作者对于集中器下的相关参数和档案进行更新。 3）系统在删除掉某个用户后应该能够在数据库中保存该用户的历史 数据。 系统所有参数修改操作均有操作日志 有方便的索引检索方式支持 支持通过外部接口或 Excel 格式文件方式批量导入档案 3.5.2 设备档案及参数管理设备档案及参数管理 业务定义业务定义

37、用于集中器、采集器、变压器、表计等设备档案的维护以及参数设置等 数据信息数据信息 集中器参数信息，集中器参数信息，包括：局编号、通信地址、下行信道方式（载波或 R485 方式） 、生产厂家、集中器版本号、规约等。 采集器参数信息采集器参数信息，包括：局编号、通信地址、上行信道方式（载波或 RS485 等方式） 、生产厂家、采集器版本号、所属小区等。 电表参数信息电表参数信息，包括：局编号、通信地址、 电表类别（总表、分表） 、表类 型（载波表或 RS485 表） 、计量精度、规约、版本号、台区名称、用户名、 用户地址、CT 变比、生产厂家等。 水表参数管理，水表参数管理，包括：局编号，水表类别

38、（总表、分表） ，计量精度、水表 类型（旋翼式水表和水平螺翼式水表；热水表和常温水表；湿式水表、液封 式水表和干式水表） ，上行信道方式（载波、RS485、无线等） 、规约、版本 号、台区名称、用户名、用户地址、公称口径、水温，生产厂家等。 功能需求功能需求 系统提供对设备现场集中器、采集器的参数、抄表方案等信息进行规范化管 理，对系统各种参数进行配置和修改。 能方便维护采集器的通道类型及相关参数、通道质量、通信参数，以及通道 tbl726 的优先级和终端所采用的主站定时采集方案来保证系统自动定时进行通信采 集 能满足每台集中器所采用的抄表方案不同的需求，同一台集中器可以同时有 几种抄表方案

39、系统所有参数修改操作均有操作日志 有方便的索引检索方式支持： 设备参数管理，用户可以查看设备的所有相关层次等相关信息和参数 可以方便召测集中器参数与数据库参数进行比对来保证档案的准确性 系统所有参数修改、保存、召测、下发，系统可以群组或单点方式设置或召 测集中器参数，系统对所有操作均有操作日志 3.5.3 费率管理费率管理 用于定义水、电各种费率方案的新增、修改、删除。 支持多费率调整，且调整费率后，能正确结算费率调整前未结算的费用。 3.5.4 采集方案管理采集方案管理 业务定义业务定义 采集方案是指设置主站与集中器通讯的起始时间、采集间隔及采集哪些数据项 的定义，系统可定义多种不同的采集方

40、案来适用不同场景的需求，具体可以根据用 户的需要来确定采集方案。 数据信息数据信息 采集方案信息：方案名、采集起点时间、采集周期、采集数据项定义 功能需求功能需求 采集方案可以包括定时采集起点时间、采集周期、所采集的数据项 等内容 授权用户可根据集中器、用户的重要程度、抄读数据项目范围等情 况，定义多种不同的定时自动抄表方案来满足用户各类应用 tbl727 采集方案变化时所有应用该方案的集中器都将自动采用新方案 采集方案的定义可以适用不同的集中器，或者说是不同通信规约的 集中器 所有采集方案的修改必须有详细的日志记录 3.6 系统管理系统管理 3.6.1 系统权限管理系统权限管理 系统采用分级

41、的权限管理，可以将对象权限（小区、居民用户、集中器、水电 表）与功能权限（随抄、档案管理、应用分析等）结合起来授权。 3.6.2 工况监测工况监测 a采集成功率 该功能主要是实现查询终端的采集成功率相关信息，用户可以选择好查询对象， 设置数据查询时间条件，就可以查询指定时间段的选中节点下所有终端的采集成功 率数据。 b数据完整性查询 根据表计数据项的采集密度，对每天采集回的数据进行统计，统计出表计应采 集回多少记录，已采集回多少记录数然后进行统计，统计出该表计的数据完整性。 c采集进度查询 可以查询到各表计各数据项的采集进度,也可以做统计查询，得到各终端的采集 最早数据时间和采集最晚数据时间。

42、 3.6.3 历史任务查询历史任务查询 业务定义业务定义 为方便综合了解各通信通道的可靠性，系统需要提供各项任务的历史执行情况 功能需求功能需求 汇总统计全局所有集中器在所选时间段的采集任务情况（任务总数、失败次数、 重试次数等等） ，从而很好的了解整个系统的采集通道的可靠程度 tbl728 针对具体的每台集中器可以链接了解该集中器该时间段每次任务的详细情况 （起止时间、执行时间、执行结果、失败原因等等） 4系统特点系统特点 下行通道支持低压载波、RS485 等独立组网或混合组网方式；上行通道支持 局域网、GSM、GPRS、CDMA、SCDMA、PSTN 等组网方式 分布式或集中式接入满足不低

43、于 300 万支表计设备的接入良好的可操作性。 表计具有定时抄表，自动补抄，随抄功能，电表具有远程通断功能 支持短信、语音等查询通知通告功能 远程抄表、自动数据采集，集中监控 支持单费率、分时复费率、用量阶梯费率等多种模式；支持后付费和预付费 两种收费模式 支持物业、取暖、有线电视、燃气、保险等其它费用的收取 具有福利管理和结算功能 支持内部单位结算以及滞金管理等多项功能 支持 IC 卡刷卡缴费 数据库自动备份与恢复 可灵活自定义报表 可实现多级、多层次分权限管理的功能 跨主流操作系统(Windows,Unix,Linux, AIX, Solaris) 跨主流数据库(MySQL、SQL Ser

44、ver、Sybase、Oracle) 支持多国语言 自动化安装与升级 支持多种采集规约，可任意扩展 tbl729 5安全设计安全设计 系统的安全是至关重要的，因此在主站系统设计中，充分考虑到系统的安全性， 防止非授权需方的侵入和机密信息的泄漏。从主站系统安全防护来说，系统在通讯 通道和系统数据两个大的方面都进行安全性防护。 5.1 通道安全性通道安全性 为了防止在无线公网传输的数据不被非法需方窃取、破坏、甚至顶替更改数据， 终端和主站软件采用了供方与国防科技大学数学密码专家共同自主研制的 RD 分组 加密算法和 SHA64 的数据完整性验证安全机制。好的密码算法首先应当具有良好的 抗差分密码攻

45、击和抗线性密码攻击性能，同时具有很好的加密速度。RD 密码中，密 钥编排方案包括两部分，即密钥扩展和轮密钥混合，密钥扩展将 128bit 种子密钥扩 展为各轮子密钥，而密钥混合则将轮密钥进行列混合，RD 密码采用迭代密码结构， 它的安全性已经从理论和实验上得到证实，并通过了湖南大学计算机与通信学院信 息安全产品测评中心的评测。 5.2 系统数据安全系统数据安全 具备操作系统级、数据库级和应用软件级三级安全机制。 1) 操作系统级：在网络级设置不同权限密码，非系统管理员不能操作服务器和 数据库，并通过路由、防火墙等设置保证系统的安全和相对独立。 2) 数据库级：在数据库中设置有不同权限的需方和相

46、应密码，保证非法需方不 能使用数据，不同需方不能越级使用数据。 3) 应用软件级：提供严格的用户登录验证、权限控制和完善的事件日志核操作 记录的管理。系统权限控制包括功能权限控制和数据访问权限控制。 功能权限控制：功能权限控制： 功能权限控制系统从控制对象、对象操作和操作人员三个维度进行权限管理， 在此基础上提供控制对象组、操作组和操作人员角色的授权方式，权限控制的精确 tbl730 度可以到具体的控制对象和操作人员，系统根据三个维度确定登录人员的操作权限。 1) 系统的控制对象包括系统层次节点、终端设备等，每种控制对象都有相应的 操作，每一个授权都包括一个控制对象组、一个操作或操作组、一个操

47、作人 员角色三个部分，为了权限管理的简洁和方便，系统提供了控制对象组权限 继承。 2) 系统提供分级授权的机制，使系统具备了分布式权限管理的能力，解决了权 限管理过于复杂的问题。 数据访问权限：数据访问权限： 数据访问权限控制机制采用数据库提供的安全审核机制，提供数据访问用户控 制，并对所有数据操作都提供日志审核。 1) 原始数据库仅具有查询功能，所用应用只对应用数据库操作，以确保数据的 安全。 2) 系统可对带时标的电量数据、电质量数据以及各种分析应用计算数据存储， 保存时间超过 2 年。此外系统具备功能强大的备份子系统， 。 3) 对所有人工干预的数据有明显标志和详细的操作日志记录。系统设

48、计保证高 容错性，数据库具有字段级、记录级、数据库级三级数据的合理性检验，确 保非法数据的存入 5.3 系统互联的安全系统互联的安全 由于系统采集的数据要实现全局共享，要和电力营销管理信息等系统接口，这 就必然导致系统网络和外部网络进行连接。将接口数据从数据库服务器中分离，放 在其它服务器上与其它系统进行数据交换。 tbl731 6系统硬件设计系统硬件设计 6.1 主站硬件主站硬件 6.1.1 设计原则设计原则 1) 采用开放的分布式网络体系结构，遵循有关国际标准和工业标准。 2) 自动化计量系统主要设备在不影响系统整体性能的基础上能尽量利用已运行 正常的原有设备。 3) 主要设备采用冗余配置

49、，系统具有较高的可靠性。 4) 硬件设备必须符合自动化计量系统的结构原理符合完整性、准确性、安全性 和可靠性原则。 5) 系统硬件必须具有一定的先进性、超前性，并根据实用性原则进行优化配置， 以达到较高的性能价格比。 6) 系统硬件应选用符合工业标准的通用、系列化产品，具有良好的维修服务支 持。 7) 系统应采用国际上通用的商用关系型数据库，支持 SQL 标准数据库访问语 言。 8) 应用软件的开发应基于数据系统，采用面向对象的应用开发技术。 6.1.2 主要服务器功能部署主要服务器功能部署 1) 服务器系统服务器系统 服务器系统是信息系统最主要的硬件支撑平台，在整个信息系统中起着举足轻 重的

50、作用。系统采用三级架构，服务器主要包括数据库服务器、采集服务器等。 数据库服务器主要是负责处理系统业务逻辑运算、数据处理、用户交互等应用 和数据的存储和管理。决定硬件配置的主要指标是应用系统并发用户数量和并发访 tbl732 问的数据流量，数据库服务器的配置主要考虑主机的 CPU 处理能力、内存容量、数 据的 I/O 速度、以及主机的 TPC 值等参数。 采集服务器主要负责采集下行终端数据，与主站、终端交互的重要通信服务器。 2) WEB 服务器服务器 WEB 服务器主要功能是提供网上信息浏览服务，将防火墙放在 WEB 服务器前端， 对整个系统起保护作用。 3) 应用应用工作站工作站 应用工作

51、站安装在售电（水气热）营销部、客服中心、生产技术部等相关部门。 负责完成系统运行维护工作人员的业务工作，包括：计量设备档案管理、报表维护、 基础数据录入、收费等业务。 6.2 网络设备网络设备 1) 主站网络采用双网交换拓扑。网络交换机将各服务器和工作站连接在一起， 通过路由器、防火墙与外部系统连接。该局域网同时提供与外部网络的连接 接口。 2) 网络交换机，性能要求 100/10Base 自适应端口16，背板带宽3Gbps，两 个模块化插槽，4MB 内存，8MB CPU DRAM，支持 VLAN，支持 IEEE 标 准 802 系列网络协议，提供 SNMP、telnet 等，以及基于 WEB

52、 管理等网络 管理功能，未来能支持 1000BaseT，MTBF30000hours。 3) 路由器，提供本地、远程接入网络的能力，提供的路由器产品必须支持多协 议和具有数据安全功能，并提供满足系统要求的对外网络接口。支持协议： TCP/IP、IPX、PPP、OSI，支持网络标准接口： Ethernet，IEEE802.3，E1，EIA，V.35，RS232/V.24，V.36/R449，LAN 接 口：100/10Mbps 自适应网络接口数2，支持 WAN 接口：E1/ISDN PRI 端 口数2，路由协议：RIP，RIP II，OSPF，内存 8MB，可扩充至 tbl733 16M，DRA

53、M 24MB，提供 SNMP、Telnet 等管理功能， MTBF30000HOURS，支持用户访问权限设置功能、具备包过滤功能。 4) 防火墙，防火墙用于保障计量系统与外部 WAN 连接的安全性。由于该项可 以在各地区电力信息网的网络安全中统一考虑，故该项只列为选项。硬件防 火墙，支持多级网络互访（不小于 3 级） ，100/10Mbps 网络接口数2 个 6.3 系统终端设备介绍系统终端设备介绍 6.3.1 WFET-1600E 集中器集中器 1. 功能特点功能特点 WFET-1600E 系列低压集抄集中器，是长沙威胜信息技术有限公司研制的新一 代具有电力载波通信的管理集中器，符合 GB/

54、T17215-2002、GB/T17882- 1999、GB/T17883-1999 、 DL/T614-1997 以及 DL/T645-1997 等相关标准。具备远 方抄表、远程升级、防窃电监测及主动上报等功能，具有功能强大、使用简单、运 行稳定、维护方便、可靠性高、存储容量大、开放性好、性价比高的特点。能够满 足在低压集抄系统中远程抄表等方面的应用需求，是低压集抄系统的最佳配套产品。 特点如下： 1) 平台化设计平台化设计 高性能 32 位嵌入式 RISC CPU（ARM9/7 内核）硬件平台。 自主知识产权的实时嵌入式 LINUX 操作系统软件平台 。 2) 模块化设计模块化设计 硬件模

55、块化：上行下行通信方式的模块化自适用设计，支持热插拔和灵活组网。 软件模块化：模块化编程，各应用模块独立运行，互不影响。 3) 专有的数据加密和压缩技术专有的数据加密和压缩技术 tbl734 高强度 128bit RD 分组加密技术，保证信息数据传输的安全性。 高效 RAY-Period 矢量压缩技术，保证信息数据传输的高效性。 4) 完美融合各种先进技术完美融合各种先进技术 高性能 32 位嵌入式精简指令片上计算机系统。 实时嵌入式 Linux 操作系统，yaffs 嵌入式文件系统。 先进的 GPRS /CDMA 移动通信技术，无线短距离通信技术。 低压电力线载波自动路由和中继技术。 各功能

56、模块分层分类并行工作技术。 先进的数据压缩和加密技术，先进的大容量 FLASH 存储技术。 2. 主要技术指标主要技术指标 面板显示：160*160 点阵液晶显示，二极管背光，全汉字显示； 键盘：6 个按键：上移、下移、左移、右移、取消、确认，操作方便； 数据传输接口：可选配 Ethernet、GPRS、CDMA 或 PSTN 等方式，选择灵活； 本地接口：1 路抄表 485，1 路级联 485，1 路维护 232，1 路吸附/调制红外， 1 路本地无线，1 路 USB 主接口，1 路 USB 从接口，维护方便； 数据压缩：高效 RAY-Period 矢量压缩技术（可选） ； 数据加密：128

57、bitsRD 分组加密技术（可选） ； 远程升级：可远程分模块升级，稳定可靠； 存储容量：16 M FLASH； 工作电源：3220/380V （三相四线制）30%； 工作环境：相对湿度95，工作温度-25+65，极限工作； 温度-30+75 tbl735 功耗：5W 可靠性：MTBF100,000h 电磁兼容性：抑制高频干扰、静电放电、快速瞬变干扰、雷击浪涌等指标都 达到 4 级标准（最高级） 。 6.3.2 WFET-600 载波采集器载波采集器 1. 概述概述 WFET-600 载波中继器，采用高性能 32 位 ARM7 内核硬件平台、结合当前通信 技术研制而成。该产品功能强大、操作简单

58、、运行稳定、维护方便，能够灵活地配 置上行通信方式和下行管理电能表。可满足现代各级企业现在和未来潜在的应用需 求。 2. 技术参数技术参数 外形与尺寸：外形尺寸：155 mm120 mm65mm，安装尺寸：138 mm106 mm。 技术参数： 项目项目指指 标标备备 注注 电源供给 单相额定 220V 电压供电， 允许 20%电压波动。频率 范围 50Hz5%。 通信规约湖南电力公司低压电力用户集中抄表系统电能表通 信规约2007 年 3 月 湖南电力公司低压电力用户集中抄表系统数据传输 上行规约2007 年 3 月 载波模块 无线模块 上行通信 接口 RS485 根据需根据需 要选取其中要

59、选取其中 一种一种 tbl736 3. 产品特点产品特点 平台化设计理念平台化设计理念 模块化设计思想模块化设计思想 多种先进技术的完美融合多种先进技术的完美融合 电表通信 接口 1 路 RS-485，每路最大可接 32 块电表 本地端口1 路 RS-485 1 路调制红外接口 面板显示电源指示灯、故障异常指示灯、上行收发双色指示灯、 下行收发双色指示灯 存储容量中继器采用 64kB 大容量非易失性存储器，可保存 32 块 RS485 电能表所有循环 24 小时整点总有功电量数据， 可保存当日零时或指定时的日冻结数据（包括分费率电量） ， 可保存当前月，上月，上上月电能量月数据（包括分费率 电

60、量） 。数据断电可保存 10 年。 可选配 32M，64M 时钟精度 与对时误差 采用硬时钟芯片 RX8025，内嵌可微调晶振，在 23 2条件下精度为 5ppm，日计时误差0.5s/d。 电磁兼容 性能 完全符合DL/T 698-1999 低压电力用户集中抄表系 统技术条件等国家/行业标准要求 正常工作温度：-25+60 极限工作温度：40+70 相对湿度：10%100% 工作环境 大气压力：66106kPa 整机功耗单相供电，在 220V20%内能正常工作，在非传输状 态下视在功率不大于 3VA， 有功功率不大于 1W；传输状态下功耗的视在功率不 大于 5VA，有功功率不大于 2W MTB