公用事业一户一表改造方案新设想
来源：北京淳堂科技有限公司 作者：陈红军 发布时间：2007-06-21 10:32:05 字体:[大 中 小]
关键字：一户一表 IC卡收费管理 自动抄表收费管理 远传卡表 自动抄表
摘 要：本文对目前在公用事业一户一表改造工程中使用的两大类型管理模式IC卡收费管理模式和自动抄表收费管理模式进行了各种情况的对比，在此基础上提出了结合两者优势，设计新型的远传卡表的设想，并给出了两种模式的远传卡表产品。
近年来，随着政府在电力、自来水等公用行业大力推行“一户一表，抄表出户”工程，传统的公用事业抄表收费管理模式受到了强烈冲击。采用人工方式逐户抄表收费的模式已经不能适应发展要求，迫切需要新的自动化效率较高的管理方式来代替传统方式。目前国内公用事业进行“一户一表”工程改造主要有两种模式：一是IC卡收费管理模式，一是自动抄表收费管理模式。
一、IC卡收费管理模式与自动抄表收费管理模式的比较
IC卡收费管理模式是将居民用户家里的普通计量仪表改装为IC卡智能仪表，为居民用户提供一张缴费IC卡，然后在行业管理部门搭建一个收费管理平台来实现的。按照一定的时间阶段居民用户持缴费IC卡到行业管理部门缴费写卡，将购买量等相关信息写入缴费IC卡，用户再将缴费IC卡插入IC卡智能仪表将相关控制数据传递到表内，从而能够实现继续使用相关能源。这种收费管理模式结构示意图如下：
自动抄表方式是在居民用户家中安装具有数据传输接口的智能仪表，然后通过某种数据传输通道将用户仪表中的计量数据传递到户外。户外根据智能仪表的数量安装有数据集中器，可以将多个用户的计量数据传递到集中器中，然后再采用人工或自动的方式将集中器中的仪表计量数据传递到行业管理中心，这样整个抄表过程就不需要用户参与，自动化程度较高。自动抄表收费管理系统结构示意图如下：
IC卡收费管理模式和自动抄表收费管理模式目前在国内行业管理部门都得到了应用，从数量上讲，IC卡收费管理模式应用面较广，但自动抄表收费模式更加受到行业管理部门的关注，下面将从几个角度来对这两种方案进行比较：
1、技术的先进性：
IC卡收费管理模式和自动抄表收费管理模式都是将目前最新的电子信息技术应用到了行业管理部门的抄表收费管理上，应该说都使用了目前最先进的电子技术；但两者在数据通道的选择上是有差别的。IC卡收费管理模式在数据传输通道上是选用了IC卡作为数据信息传输载体，主要使用的是IC卡技术和信息安全技术；
自动抄表收费管理模式在数据传输通道上是使用各种通讯信道作为数据传输载体，主要使用的有无线通讯技术、电力线载波通讯技术、总线通讯技术、电信通讯技术等等，采用的技术方案种类大大多于IC卡收费管理模式，并且随着电子技术的不断发展，还会不断采用新的技术。应该说自动抄表收费管理模式在新技术的选用方面比IC卡收费管理模式会更灵活，更能贴近最先进的技术；但由于技术不定型，方案选择多，自动抄表收费管理模式的技术稳定性比IC卡收费管理模式差。
2、技术的成熟性
国内在80年代末期就已经开始进行IC卡技术的应用推广，特别是随着国家“金卡工程”的推广实施，IC卡技术在各个行业得到了广泛的应用。在公用事业方面，IC卡电表、IC卡水表、IC卡燃气表以及IC卡热力表都已经有大范围使用的先例。并且随着时间的推移，IC卡技术已经经历了从简单的存储卡发展到具有较高安全性的CPU智能卡的应用过程，成功地将信息安全技术融入到IC卡应用中。技术的成熟度较高。自动抄表收费管理模式出现的较晚，在90年代中后期才在国内开始进行开发使用，并且由于技术涉及面广，要求高，难度大，目前还不能说自动抄表收费管理模式进入成熟期，各地各行业还处在对各种抄表模式的比较试用选择期，自动抄表收费管理模式还不定型，还没有在行业内大范围使用自动抄表收费管理模式的先例。
3、技术方案的实效性
IC卡收费管理模式通过IC卡技术的应用，将对居民用户的抄表、收费、控制合为一体，有效地解决了恶意拖欠费用的问题，收费难的情况将不复存在，效率较高；但由于抄表缴费过程由用户实现，会出现行业管理部门不能及时掌握居民用户水表使用状况的问题。自动抄表技术非常有效地解决了IC卡收费管理模式中的非实时性的问题，行业管理部门可以随时掌握居民用户的能源使用状况，但在完成抄表的同时，不能有效解决收费的问题，还需要将自动抄表系统和行业管理部门的营业系统连接完成对居民用户的收费管理，并且不能从根本上杜绝恶意拖欠费用的问题，还会存在收费难的情况。
4、技术方案的可操作性
在大中城市行业管理部门推行抄表收费管理模式都需要使用多种技术，和多个不同行业的企业合作完成抄表收费管理模式的开发应用，这样各个行业的企业对各种技术掌握的能力将直接影响行业管理部门的抄表收费管理模式的稳定性。IC卡收费管理模式在设计过程中需要IC卡芯片供应厂商、IC卡智能仪表生产厂家、系统集成商、银行、行业管理部门共同配合完成，在这个过程中各个企业只负责提供部分产品或系统，并且目前各个部分的技术都是稳定成熟的。所以IC卡收费管理模式设计和运行过程中的稳定性是可以得到保证的。
自动抄表收费管理模式在设计过程中由于各项通信技术不定型，所以整个项目目前基本上都是由仪表生产厂家和行业管理部门配合在建立系统，有些地区开始引入系统集成商在搭建系统。这样就要求仪表生产厂家的技术人员在承担仪表设计技术的同时，还要承担各种通讯技术、系统集成技术、数据库管理技术、计算机编程等相关技术的设计开发能力，这需要一支非常强大的队伍，而目前仪表生产厂家的技术人员在数量上以及精力上都有限，只能掌握局部或者有选择性地消化相关技术，这样设计的自动抄表收费管理系统的稳定性、可靠性就非常难以保证，并且系统一旦进入实施运行，也无法保证及时有效地保证对整个系统的运行维护。从目前的状况来看，IC卡收费管理模式的可操作性远远超过自动抄表收费管理模式。
5、技术方案的适用性
到目前为止，选择IC卡收费管理模式主要侧重的是收费，而选择自动抄表收费管理模式则主要侧重的是抄表管理。两者的出发点明显不同。在方案的选择上，目前使用IC卡收费管理模式的主要集中在中国、东南亚、中东、非洲、南美洲等发展中国家，这些国家的特点是人口众多、金融信用等级评估和管理不健全，欠费现象普遍存在，只有依靠可靠的技术手段来完成居民能源使用费用的收取，尤其是使用IC卡预付费收费管理模式，取得了明显的效果。
自动抄表收费管理模式主要在欧美等发达国家得到普遍应用，由于这些国家有良好的金融信用体系保证，不存在欠费现象的发生，行业管理部门只要能够将用户的使用量数据采集回来，就可以通过金融体系在用户的信用帐户上自动扣款，不能缴费的用户只可能是帐户透支，金融信用体系就会降低用户的信用等级。这样行业管理部门主要考虑的不是收费问题，而是如何建立一套可靠的体系对用户的仪表的使用情况进行抄收和管理，所以不需要使用IC卡收费管理系统。
另一个方面，由于投资成本的问题，也造成了发展中国家选用IC卡收费管理模式而不大量使用自动抄表收费管理模式。目前在中国，由于行业发展的不均衡性，电力行业逐渐开始淘汰IC卡收费管理模式而转向自动抄表管理模式，但自来水行业、燃气行业目前还不适于大规模采用自动抄表收费管理模式。
6、数据处理的实时性
IC卡收费管理模式中数据的传输是通过IC卡片完成的，而IC卡片是由用户持有的，只有当用户到收费管理系统进行缴费时，才能够完成卡表和管理系统的数据交换，所以数据处理不具有实时性，对卡表出现的故障不能够做到及时监控和处理。自动抄表收费管理模式所有的数据传输过程都是通过通讯信道进行连接的，在这个数据传递过程中没有用户的参与，即使采用手持设备进行数据抄收，也可以在管理方的控制下抄到卡表的实时数据，从而实现对卡表的实时监控。
二、对一户一表工程抄表收费的几点新设想
综合上面的分析，目前在行业管理部门采用的两种抄表收费管理模式是各有特点，但都没有全部实现管理部门的实际需求，而发挥组合上述两种抄表收费管理模式则可以最大限度地满足行业管理部门的要求：
1、使用IC卡做为抄表介质：
目前由于IC卡收费管理系统的各项技术比较成熟实用，但预付费的模式与行业管理部门的正常收费管理模式是不相同的。国内目前在使用IC卡技术中走入了一个误区，多年的定性思维将IC卡技术和预付费管理模式等同起来，这实际上限制了IC卡技术的进一步发展。从逻辑上讲，IC卡也是一种存储传输数据的介质，只不过数据传输过程是靠持卡人来完成的，但不能因此否认或忽略IC卡传输数据的能力。从这种意义上来思考，完全可以将自动抄表管理模式和IC卡技术结合起来，发展一种IC卡抄表收费管理模式。
IC卡抄表收费管理模式的硬件构成和IC卡预付费收费管理模式相同，但操作逻辑不同。为用户安装是IC卡表不再是IC卡预付费表，而是具有IC卡读写接口的计量仪表。在表内也不再设计剩余电量为0切断用户用电等预付费管理逻辑。只是根据需要计量存储用户在各种状态下的用电量数据即可。当用户或者管理人员将IC卡插入到IC卡表后，将各种需要的计量数据抄出存储到IC卡上，然后将数据由持卡人带回到收费管理系统进行收费以及统计分析工作。
采用这种方式，就可以使IC卡技术和目前管理部门的正常业务流程吻合，避免了预付费模式导致的收费金额和用电量不能准确对应的情况。管理部门可以实现报表月结，这是预付费模式所不能实现的。
同时使用这种概念，还突破了预付费管理模式中的“一卡一表”的限制，可以设计流程实现“多表多卡”，即使用一张合法的IC卡可以抄收任何一块IC卡表中的数据，这样就能够实现用户和管理部门共同对运行的IC卡电表进行管理。管理部门可以等待用户在一定的时间内将电量数据抄回结算；如果出现用户原因数据没有按时返回的情况，管理部门可以派抄表人员持IC卡将用户电表中的计量数据抄回，同样能够实现按月的电量结算，同时用户根据需要也可以委托他人用不同的IC卡完成IC卡表的代抄表和代缴费工作，这样就可以实现非常理想的收费服务管理。
同样使用这种概念，还能解决目前在IC卡电表和IC卡水表预付费管理模式中的两个技术问题。在电力系统中，随着户表工程的进展，在居民用户中普及复费率电表已经是大势所趋，而在自来水行业，随着节约用水意识的提高和实施的迫切性，在居民用户中实施阶梯水价来控制过度用水也是一项既定方针。这两种方式都涉及到了在不同的时间段电价和水价的变化，如果采用预付费管理模式，收费管理系统在事先将无法为用户确定电费和水费预缴情况，只能按照一个平均价格进行购电或购水，然后根据使用状况再进行多退少补，造成流程的复杂和混乱；或者将不同的电价和水价设置到IC卡表中，由IC卡表根据金额和计量数据进行计算扣减，这样也导致了IC卡表程序的复杂性，同时当水价和电价进行调整时又会造成更改IC卡表中价格的复杂性，并有可能造成费用损失。并且由于将金额带入水表，由于质量或操作的原因容易导致用户和行业管理部门的费用纠纷。如果采用IC卡抄表模式，就可以非常容易地解决这个问题。在IC卡表中只需要按照固定的费率时段分别计量存储各个时段的用电量或用水量即可，然后用IC卡将各时段的计量数据抄回到收费管理系统按照制订的不同价格进行结算收费即可，流程将会变得简单明了，容易抄作。
采用这种方式，如果行业管理部门已经和用户达成了明确的费用代收代扣协议，可以直接划转用户的费用，可以简化IC卡表的设计，取消在IC卡预付费电表中的继电器等执行机构，这样可以大大提高IC卡电表的安全性，并可以降低成本。当然也可以设计一定的约束条件控制用户在规定的条件下及时抄表缴费。
如果这种IC卡抄表模式能够得到使用，可以扩大IC卡技术在行业的使用力度，并逐步减少预付费这种和行业管理制度不相符合的模式，是IC卡技术真正能够用到普通居民用户的抄表收费管理上，而将IC卡预付费管理模式主要集中在商业用户和小工业用户的管理上。
2、设计远传卡表收费管理系统
由于IC卡传递数据不可避免地出现非实时性，所以建立一套实时的自动抄表系统对现场运行的仪表进行监控以及数据统计分析一直是行业管理部门十分迫切希望实现的事情。但如果仅有自动抄表系统，不能和用户形成良好的信息沟通，当行业管理部门对居民家中的仪表进行操作时，对于居民用户来讲就是突然发生事件，会带来不便甚至误解。而使用IC卡表由于用户持IC卡进行缴费和数据传递，因此增加了行业管理部门和用户进行信息沟通的渠道，从服务的角度来讲，具有自动抄表系统所不可替代的优势。
根据上面的分析，我们提出了设计远传卡表收费管理系统的概念，即在目前国内比较成熟的自动抄表系统的基础上，增加IC卡控制收费的功能，这样数据远传用来完成对远传卡表的管理和监控，IC卡功能提供远传卡表的收费服务。在自动抄表的数据信道选择上，我们选择RS-485和低压电力载波信道作为远传卡表的数据传输通道，主要是目前这两种信道在国内应用较为广泛，相比较而言，技术也比较成熟。IC卡选用安全性好的CPU智能卡，并在远传卡表中使用嵌入式ESAM安全模块来保证数据存储和传递的安全性。
根据使用情况不同，我们分别设计了单费率远传卡表和复费率远传卡表两种模式，IC卡部分都使用预付费收费管理模式。单费率远传卡表采用RS-485抄表信道，复费率远传卡表采用低压电力载波抄表信道。对远传卡表数据的抄收和参数的设置全部通过抄表信道完成，这样就减少通过IC工具卡对远传卡表进行参数设置的工作，简化了IC卡收费管理模块的设计。使得整个远传卡表的成本没有过多的增加和变化。
这种模式比较适合于在已经推行自动抄表系统的场合下使用，通过增加IC卡接口，有效地解决收费控制问题，作为自动抄表系统的有效补充，比较适合的场合是个体商业用户以及比较偏远收费比较困难的居民用户。
以上的设想是根据目前市场需求进行的分析提出的，希望能够对进一步合理有效地推动一户一表工程实施有所帮助；同时北京淳堂科技有限公司也可以根据行业管理部门的实际需求，制订各种不同的抄表收费管理方案，为公用事业仪表收费管理做出自己的贡献。
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