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摘 要：传统核算系统的自动化与智能化能力较弱，导致系统的可靠性和响应能力与预设标准之间存在较大的偏差，这对开发设计电力营销抄表核算自动化及智能系统提出了更高的要求。在硬件设计方面，重新选择了可编程逻辑器，并优化其硬件配置。在软件设计方面，结合系统的原有特点，设置自动化抄表模式，设计系统的智能化核算功能，加强系统的自动化及智能化处理能力。实验结果表明，设计系统响应时长比传统系统更短，证实了文章设计的系统自动化及智能化效果更好。
关键词：电力营销抄表;自动化;智能化;核算系统
中图分类号：TP277;TP391 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）24-0153-03
Design of Automation and Intelligent System for Electric Power Marketing Meter Reading and Accounting
GAO Yuan，LI Zhi，LIU Danhua，CAO Youxia，HE Qingyuan
（Marketing Service Center of State Grid Anhui Electric Power Co.，Ltd.，Hefei 230088，China）
Abstract：The traditional accounting system is weak in performance for automation and intelligence，which leads to a great deviation between the reliability and response ability of the system and the preset standard. It puts forward the higher requirement for developing and designing automation and intelligent system for electric power marketing meter reading and accounting. In the aspect of hardware design，the programmable logic controller is reselected and its hardware configuration is optimized. In the aspect of software design，combined with the original characteristics of the system，the automatic meter reading mode is set，the intelligent accounting function of the system is designed，and the automation and intelligent processing ability of the system is strengthened. The experimental results show that the response time of the designed system is lower than that of the traditional system，which verifies that the automation and intelligent effect of the designed system is better.
Keywords：electric power marketing meter reading;automation;intelligence;accounting system
0 引 言
无论是工业生产还是人们的日常生活，均离不开对电力的使用。随着国家科技实力的不断提升、社会经济水平的不断提高，各行各业以及人们的日常生活对于电力的需求越来越大，因此电能供应越来越复杂[1]。电力营销企业中的传统电力营销抄表核算系统，通过设置智能化控制程序，实现对电表电量的抄送与核算，但其应用效果还有待加强[2]。因此亟需研究一个全新的电力营销抄表核算自动化及智能系统，从应用效果、适应能力以及反应速度等方面对系统进行优化。
1 设计电力营销抄表核算自动化及智能系统硬件
可编程逻辑器简称为FPGA，目前无论是在工业生产还是在人们的日常生活中，各个行业和领域对该设备的利用率都是非常高的。当前市场上常见的FPGA包括XC9500、Virtex、Spartan以及CoolRunner。其中Spartan系列具有容量适宜、成本低廉的特点，因此选择该型号的FPGA替代传统系统中的可编程逻辑器[3]。已知FPGA的程序不提供掉电保护功能，因此需要用外接FLASH芯片保存对应的配置程序代码，并重新加载FPGA的加电启动，图1为应用FPGA时，Master Serial/SPI配置模式的硬件设计[4]。
通过100 Ω的电阻，将SW3的后端与+3.3 V FPGA相连;通过1 kΩ的电阻，将SW3的前端与FPGA_M0和FPGA_M1管脚相连，并将它们与地线连接。当SW3处于闭合状态、断开状态时，FPGA_M1端能够保持高电平和低电平状态。以此实现对抄表核算系统的硬件优化设计[5]。
2 设计电力营销抄表核算自动化及智能系统软件
2.1 设置自動化抄表模式
当前系统在执行抄表核算任务时，通过分组编号、名称、管理单位、责任人以及抄表段信息等数据，获取抄表对象和基本用电数据，因此按照各个信息段的相关特性，对抄表段进行分组归类管理，建立更高一级的大抄表段，即采用特定格式对用户信息进行编号，保证编号唯一性的同时，设置一个自动化抄表规则。根据用户所在城市，取当地单位编号后两位作为第一字段，然后将单位后四位编号作为地区划分字段，若地区属于县级单位则用“00”补齐，后四位则按照城区中的居住地进行顺序划分[6]。新增一个自动化抄表计划制定队列，每月1号，系统自动对上个月抄表统计结果发起工单。此时要求抄表计划的抄表段满足当前月份所对应的周期月，即每月和单月的抄表计划由单月抄表计划自动发起，每月和双月的抄表计划由双月抄表计划自动发起，如图2所示。 根据自动抄表计划制定数据准备队列清单，准备成功时自动保存待处理队列数据，准备失败时将工作环节发送至数据准备环节，由负责人做出相应处理，实现系统的自动化核算[7]。
2.2 设计系统的智能化核算功能
利用示数校验库提供智能校验规则，对新增或维护数据进行结果验证，只有通过该验证环节的规则，才具有系统核算效用。具体流程如图3所示。
而在电力营销抄表核算过程中，数据应用的维度不同，因此数据类型也各不相同。结合自适应与一体化的设计思路，将系统的数据分类设置为两个模块，分别为结构化数据模块和非结构化数据模块。其中结构化数据模块中包含元数据、业务数据、流程数据和编码数据等内容;非结构化数据模块中包含文件数据[8]。非结构化数据从模块中包含文件数据、接收处理自动化统计结果，并根据示数校验库的规则进行智能化校验工作，然后对未能通过校验的数据进行保存。而通过校验的抄表数据将会被自动上传到电费计算单元中，以智能化手段计算电费。当计算结果存在差错时，将失败用户的计算数据分离出来，形成独立的抄表计划，并将该计划传递给人工核算提示界面，如图4所示。
当计算全部通过时，系统会将电量电费队列数据传递至电量电费审核单元[9]。电费审核单元增加营销中集中电量电费审核队列，根据电量电费审核库的规则，自动审核计算结果，并对未通过审核的数据进行保存，同时生成异常工单，自动传递至人工电费审核界面，依靠人工处理存在较大问题的数据。从而实现对电力营销抄表核算系统的自动化及智能化设计[10]。
3 实验研究
为验证本设计系统的实际应用效果，设计了对比实验，测试此次设计的抄表核算系统，与传统设计下的抄表核算系统之间的差异性。为进一步细化系统应用效果，从可靠性、可维护性、相应实施性三个角度比较不同系统之间的差异。
3.1 可靠性测试
实验测试的第一阶段，随机选择一片区域作为实验测试对象，分别采用两个系统，对该区域中的用户用电量，执行7×24 h的抄表核算任务，表1中的测试结果，为系统可靠性测试结果。
由表1显示的测试结果可知，此次设计的核算系统，在面对7×24 h的抄表核算任务时，预警效果和恢复效果均满足设计要求，且系统在执行核算任务时并没有出现崩溃现象。可见此次设计的核算系统可靠性更高。
3.2 可维护性测试
实验测试的第三阶段，以同一测试对象为例，在不影响系统其他部分的情况下，分别测试文中系统和传统系统在出现故障时，修改现有系统功能后，系统是否可以维持正常工作状态。图5为两个系统出现故障前、出现故障后以及维修完毕后的运行效果。
由图5显示的测试结果可知，在系统运行的前60 min，由于两个系统均存在故障问题，因此系统的工作指标非常不稳定。当系统运行时间超过60 min后，两个系统的工作指标瞬时下降至0.85以下，此时开始维修两个核算系统。将维修时间去掉，将维修后的系统工作时间与未维修之前相连接，继续实验测试。但由图2中的曲线波动程度可知，维修后的文中系统，其工作指标不再有过大的波动情况，且在150 min时维持了正常工作状态。但传统设计下的系统，维修完毕后在60 min～90 min之间，还存在剧烈波动的情况。当系统运行150 min时，系统工作指标突然下降，在0.81左右维持了稳定。因此综合两组测试结果来看，此次设计的系统具有可维护性，也就是说在出现故障问题后，维修后的系统还能保持原有工作水准，而传统设计下的系统在维修后，其工作水准大幅度下降。因此得出结论，文中设计的系统具有更好的可维护性。
3.3 响应实时性测试
第三阶段测试两个系统的响应实时性。保持测试对象的一致性，以查询类和统计类数据为实验测试项目，测试在执行上述任务时两个系统的响应实时性情况。为了保证测试结果的可靠性，此阶段共进行20次测试，表2中的数据是20次测试中两个系统的响应实时性平均值测试结果。
根据表2所示的测试结果，计算四组测试条件下，文中系统与传统设计系统之间的响应差异，分别为3.98 s、4.85 s和2.47 s、3.72 s以及11.08 s。综合分析上述计算结果可知，文中系统的响应时间不仅满足标准值，同时比传统系统的响应时间，缩短了近一半的响应时间。由此可见，此次设计的核算系统具有更好的响应性能。
4 结 论
此次设计在传统设计的基础上，加强了系统的自动化和智能化性能，并取得了不错的研究成果。但由测试结果可知，此次设计的系统还有很大的提升空间，因此在今后的研究工作中，可以設置一个具有自动化计算能力的智能核算模型，从整体上提高系统的工作效率，为电力营销抄表核算工作提供更加完善的技术支持。
参考文献：
[1] 李坤源，卿松，曹澍，等.浅谈营销系统之电费应收模块 [J].电子世界，2018（15）：79+81.
[2] 刘波.浅谈大数据时代医院信息系统存在的问题及发展方向 [J].科技经济导刊，2018，26（25）：207+188.
[3] 刘利冉，黄璞馨，阎文莉，等.基于SSM的高校教学工作量核算系统的设计与实现 [J].科技风，2020（27）：25-26.
[4] 周婉华.自动抄表核算与电费异常智能诊断技术应用探讨 [J].技术与市场，2019，26（10）：112-113.
[5] 张彬，贾彦伟，王雁峰，等.单台区成本利润核算系统的应用 [J].农村电工，2020，28（6）：37-38.
[6] 付新华.电力企业抄表核算收费智能化及运用 [J].中国新技术新产品，2019（10）：130-131.
[7] 郑瑜.电力营销抄表核算自动化及智能系统的设计应用分析 [J].营销界，2019（46）：90-91.
[8] 刘伟光.探析抄表核算自动化及智能系统的设计应用 [J].企业技术开发，2018，37（2）：90-91+108.
[9] 王春艳.浅谈供电系统中抄表核算收费的作用及技术 [J].科技创新导报，2019，16（32）：153+155.
[10] 殷和兵.抄表核算自动化及智能系统的设计应用探究 [J].中国新技术新产品，2019（19）：103-104.
作者简介：高媛（1980—），女，汉族，安徽合肥人，高级工程师，硕士，主要研究方向：电力营销业务系统建设与现代化技术应用。
关键词：电力营销抄表;自动化;智能化;核算系统
中图分类号：TP277;TP391 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）24-0153-03
Design of Automation and Intelligent System for Electric Power Marketing Meter Reading and Accounting
GAO Yuan，LI Zhi，LIU Danhua，CAO Youxia，HE Qingyuan
（Marketing Service Center of State Grid Anhui Electric Power Co.，Ltd.，Hefei 230088，China）
Abstract：The traditional accounting system is weak in performance for automation and intelligence，which leads to a great deviation between the reliability and response ability of the system and the preset standard. It puts forward the higher requirement for developing and designing automation and intelligent system for electric power marketing meter reading and accounting. In the aspect of hardware design，the programmable logic controller is reselected and its hardware configuration is optimized. In the aspect of software design，combined with the original characteristics of the system，the automatic meter reading mode is set，the intelligent accounting function of the system is designed，and the automation and intelligent processing ability of the system is strengthened. The experimental results show that the response time of the designed system is lower than that of the traditional system，which verifies that the automation and intelligent effect of the designed system is better.
Keywords：electric power marketing meter reading;automation;intelligence;accounting system
0 引 言
无论是工业生产还是人们的日常生活，均离不开对电力的使用。随着国家科技实力的不断提升、社会经济水平的不断提高，各行各业以及人们的日常生活对于电力的需求越来越大，因此电能供应越来越复杂[1]。电力营销企业中的传统电力营销抄表核算系统，通过设置智能化控制程序，实现对电表电量的抄送与核算，但其应用效果还有待加强[2]。因此亟需研究一个全新的电力营销抄表核算自动化及智能系统，从应用效果、适应能力以及反应速度等方面对系统进行优化。
1 设计电力营销抄表核算自动化及智能系统硬件
可编程逻辑器简称为FPGA，目前无论是在工业生产还是在人们的日常生活中，各个行业和领域对该设备的利用率都是非常高的。当前市场上常见的FPGA包括XC9500、Virtex、Spartan以及CoolRunner。其中Spartan系列具有容量适宜、成本低廉的特点，因此选择该型号的FPGA替代传统系统中的可编程逻辑器[3]。已知FPGA的程序不提供掉电保护功能，因此需要用外接FLASH芯片保存对应的配置程序代码，并重新加载FPGA的加电启动，图1为应用FPGA时，Master Serial/SPI配置模式的硬件设计[4]。
通过100 Ω的电阻，将SW3的后端与+3.3 V FPGA相连;通过1 kΩ的电阻，将SW3的前端与FPGA_M0和FPGA_M1管脚相连，并将它们与地线连接。当SW3处于闭合状态、断开状态时，FPGA_M1端能够保持高电平和低电平状态。以此实现对抄表核算系统的硬件优化设计[5]。
2 设计电力营销抄表核算自动化及智能系统软件
2.1 设置自動化抄表模式
当前系统在执行抄表核算任务时，通过分组编号、名称、管理单位、责任人以及抄表段信息等数据，获取抄表对象和基本用电数据，因此按照各个信息段的相关特性，对抄表段进行分组归类管理，建立更高一级的大抄表段，即采用特定格式对用户信息进行编号，保证编号唯一性的同时，设置一个自动化抄表规则。根据用户所在城市，取当地单位编号后两位作为第一字段，然后将单位后四位编号作为地区划分字段，若地区属于县级单位则用“00”补齐，后四位则按照城区中的居住地进行顺序划分[6]。新增一个自动化抄表计划制定队列，每月1号，系统自动对上个月抄表统计结果发起工单。此时要求抄表计划的抄表段满足当前月份所对应的周期月，即每月和单月的抄表计划由单月抄表计划自动发起，每月和双月的抄表计划由双月抄表计划自动发起，如图2所示。 根据自动抄表计划制定数据准备队列清单，准备成功时自动保存待处理队列数据，准备失败时将工作环节发送至数据准备环节，由负责人做出相应处理，实现系统的自动化核算[7]。
2.2 设计系统的智能化核算功能
利用示数校验库提供智能校验规则，对新增或维护数据进行结果验证，只有通过该验证环节的规则，才具有系统核算效用。具体流程如图3所示。
而在电力营销抄表核算过程中，数据应用的维度不同，因此数据类型也各不相同。结合自适应与一体化的设计思路，将系统的数据分类设置为两个模块，分别为结构化数据模块和非结构化数据模块。其中结构化数据模块中包含元数据、业务数据、流程数据和编码数据等内容;非结构化数据模块中包含文件数据[8]。非结构化数据从模块中包含文件数据、接收处理自动化统计结果，并根据示数校验库的规则进行智能化校验工作，然后对未能通过校验的数据进行保存。而通过校验的抄表数据将会被自动上传到电费计算单元中，以智能化手段计算电费。当计算结果存在差错时，将失败用户的计算数据分离出来，形成独立的抄表计划，并将该计划传递给人工核算提示界面，如图4所示。
当计算全部通过时，系统会将电量电费队列数据传递至电量电费审核单元[9]。电费审核单元增加营销中集中电量电费审核队列，根据电量电费审核库的规则，自动审核计算结果，并对未通过审核的数据进行保存，同时生成异常工单，自动传递至人工电费审核界面，依靠人工处理存在较大问题的数据。从而实现对电力营销抄表核算系统的自动化及智能化设计[10]。
3 实验研究
为验证本设计系统的实际应用效果，设计了对比实验，测试此次设计的抄表核算系统，与传统设计下的抄表核算系统之间的差异性。为进一步细化系统应用效果，从可靠性、可维护性、相应实施性三个角度比较不同系统之间的差异。
3.1 可靠性测试
实验测试的第一阶段，随机选择一片区域作为实验测试对象，分别采用两个系统，对该区域中的用户用电量，执行7×24 h的抄表核算任务，表1中的测试结果，为系统可靠性测试结果。
由表1显示的测试结果可知，此次设计的核算系统，在面对7×24 h的抄表核算任务时，预警效果和恢复效果均满足设计要求，且系统在执行核算任务时并没有出现崩溃现象。可见此次设计的核算系统可靠性更高。
3.2 可维护性测试
实验测试的第三阶段，以同一测试对象为例，在不影响系统其他部分的情况下，分别测试文中系统和传统系统在出现故障时，修改现有系统功能后，系统是否可以维持正常工作状态。图5为两个系统出现故障前、出现故障后以及维修完毕后的运行效果。
由图5显示的测试结果可知，在系统运行的前60 min，由于两个系统均存在故障问题，因此系统的工作指标非常不稳定。当系统运行时间超过60 min后，两个系统的工作指标瞬时下降至0.85以下，此时开始维修两个核算系统。将维修时间去掉，将维修后的系统工作时间与未维修之前相连接，继续实验测试。但由图2中的曲线波动程度可知，维修后的文中系统，其工作指标不再有过大的波动情况，且在150 min时维持了正常工作状态。但传统设计下的系统，维修完毕后在60 min～90 min之间，还存在剧烈波动的情况。当系统运行150 min时，系统工作指标突然下降，在0.81左右维持了稳定。因此综合两组测试结果来看，此次设计的系统具有可维护性，也就是说在出现故障问题后，维修后的系统还能保持原有工作水准，而传统设计下的系统在维修后，其工作水准大幅度下降。因此得出结论，文中设计的系统具有更好的可维护性。
3.3 响应实时性测试
第三阶段测试两个系统的响应实时性。保持测试对象的一致性，以查询类和统计类数据为实验测试项目，测试在执行上述任务时两个系统的响应实时性情况。为了保证测试结果的可靠性，此阶段共进行20次测试，表2中的数据是20次测试中两个系统的响应实时性平均值测试结果。
根据表2所示的测试结果，计算四组测试条件下，文中系统与传统设计系统之间的响应差异，分别为3.98 s、4.85 s和2.47 s、3.72 s以及11.08 s。综合分析上述计算结果可知，文中系统的响应时间不仅满足标准值，同时比传统系统的响应时间，缩短了近一半的响应时间。由此可见，此次设计的核算系统具有更好的响应性能。
4 结 论
此次设计在传统设计的基础上，加强了系统的自动化和智能化性能，并取得了不错的研究成果。但由测试结果可知，此次设计的系统还有很大的提升空间，因此在今后的研究工作中，可以設置一个具有自动化计算能力的智能核算模型，从整体上提高系统的工作效率，为电力营销抄表核算工作提供更加完善的技术支持。
参考文献：
[1] 李坤源，卿松，曹澍，等.浅谈营销系统之电费应收模块 [J].电子世界，2018（15）：79+81.
[2] 刘波.浅谈大数据时代医院信息系统存在的问题及发展方向 [J].科技经济导刊，2018，26（25）：207+188.
[3] 刘利冉，黄璞馨，阎文莉，等.基于SSM的高校教学工作量核算系统的设计与实现 [J].科技风，2020（27）：25-26.
[4] 周婉华.自动抄表核算与电费异常智能诊断技术应用探讨 [J].技术与市场，2019，26（10）：112-113.
[5] 张彬，贾彦伟，王雁峰，等.单台区成本利润核算系统的应用 [J].农村电工，2020，28（6）：37-38.
[6] 付新华.电力企业抄表核算收费智能化及运用 [J].中国新技术新产品，2019（10）：130-131.
[7] 郑瑜.电力营销抄表核算自动化及智能系统的设计应用分析 [J].营销界，2019（46）：90-91.
[8] 刘伟光.探析抄表核算自动化及智能系统的设计应用 [J].企业技术开发，2018，37（2）：90-91+108.
[9] 王春艳.浅谈供电系统中抄表核算收费的作用及技术 [J].科技创新导报，2019，16（32）：153+155.
[10] 殷和兵.抄表核算自动化及智能系统的设计应用探究 [J].中国新技术新产品，2019（19）：103-104.
作者简介：高媛（1980—），女，汉族，安徽合肥人，高级工程师，硕士，主要研究方向：电力营销业务系统建设与现代化技术应用。