智慧水电表远传集抄收费系统解决方案

智能水电表远程集抄管理系统
技术方案
目录
1概述 (1)
1.1背景 (1)
1.2系统简述 (1)
1.3系统建设意义 (1)
1.4建设目标 (2)
1.5设计原则 (3)
2系统网络构架图 (4)
3业务流程 (5)
3.1表计日常管理流程 (6)
3.2抄表管理流程 (6)
3.3核算管理流程 (7)
3.4营业收费流程 (8)
4系统应用功能 (9)
4.1自动抄表功能 (9)
4.2日常管理 (10)
4.3收费功能 (11)
4.4结算功能 (11)
4.5统计查询 (12)
4.6曲线分析 (13)
4.7短信提醒 (15)
4.8档案管理 (15)
4.9系统管理 (16)
5数据接口 (17)
6数据安全设计 (17)
6.1系统数据安全管理 (17)
6.2操作员及权限安全管理： (18)
6.3系统互联的安全管理 (19)
7硬件设备与系统要求 (19)
7.1WFET-1600E低压集中器（国网II型） (19)
7.2DDS102-T1单相电子式电能表 (20)
7.3WMJZ-8000U水表集中器 (21)
7.4LXZD-Y4型光电直读水表 (24)
8典型案例 (25)
8.1贵阳花果园水、电表远处抄表与收费管理系统 (25)
8.2芯城科技园智能电表及远程抄表系统 (26)
8.3宜昌山水国际项目小区智能化电能系统 (27)
8.4云南石林某小区水电气三表远程集抄项目 (28)
1概述
1.1 背景
随着供水、供电系统的改造深化，公共事业迅速发展，水/电能已作为商品进入了市场，如果派专人抄表，不仅抄收数据烦琐，而且统计困难。

更重要的是无法对计费、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。

只有采用现代化的抄表技术和抄表手段，才是解决用能核算、用能收费方面问题的根本途径。

1.2 系统简述
本方案主要针对用户用电、用水远程自动抄表管理，实现用电、水远程自动抄表、预收费、统计、分析功能，系统安全性高，实用性强，维护简易。

水电集抄综合管理系统是威胜信息公司研制的与水/电表配套的管理系统，是以管理软件和数据库软件为主，包括计算机、读写器、打印机等设备在内的计算机系统，主要完成水/电表的参数设置，售水/电管理及用水/电管理。

本系统具有系统参数设置、开户、配表、换表、销户、查询、报表等功能，具有系统数据备份和恢复功能，具有用户管理功能，保证系统的安全性。

系统通过集抄的数据统计分析，可实现对能源的有效管理，实现数字能源管理，对城市的能耗进行分析，为节能减排提供决策依据。

1.3 系统建设意义
实现用能用户自动抄表、用能监测、收费管理、提高供职能部门的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“本地网”的集中管理，统一计费，统一营收。

能更好的满足用户需求，达到科学管理、节能减排的目的，是能源计量管理不可或缺的技术支持系统。

1)系统能满足水、电计费与费控要求，实现用户用能数据远程自动抄表，
完整的抄、核、收流程，杜绝人工抄表与收费阶段的管理漏洞。

2)消除抄表不到位的现象，解决跑错户、读错数、记错数、录错数等问题。

3)多种便民缴费方式，方便客户缴费，减轻营业厅负担，多种催缴费方式，
面对恶意欠费客户时可以进行远程拉合闸。

4)解决客户管理混乱、账务不清、收费困难等问题。

5)实时了解用户的能耗数据，准确掌握不同能源类别趋势分析与环比分析，
了解未来能源需求，准确掌握能源消耗构成与能源流向。

6)防窃电、防表故障辅助功能，能够综合分析各种特征，发现异常用能嫌
疑户，连续跟踪可疑户的用能状态，为防窃能、防表故障提供了有力支
持。

1.4 建设目标
系统主要是实现用电、用水数据的自动采集、费用计算、预付费管理功能。

在决策支持层要通过计算机信息系统完成对整个能耗相关信息综合查询、辅助综合分析。

按照一定的主题，通过对基础数据的抽取与挖掘，提供决策支持，具体功能如下：
1)实现水、电计量数据的自动抄表、自动补抄，随抄功能，实时掌握商户用电、
用水情况。

系统根据水电计量数据，自动计算水电费用、自动审核、生成应收费用报表。

2)计量设备工况参量监测、设备内部参数更新、采集设备在线状态、数据采集
成功率监测，重要的设备故障信息可发布给监察人员。

3)通过后台软件，实现用量统计和分析，监测异常用量情况，掌握每日/月/年
的用能汇总信息，管理人员通过系统直接了解到每日、月能耗、损耗和收入情况，有效控制用户能耗情况。

4)每月应收金额，实收金额自动统计、财务人员及时了解每月应收、实收金额。

5)用量、账户余额、欠费、政策法规等信息以短信方式通知用户。

6)用户可查询水电的月用量、缴费情况、欠费告警、政策法规等信息。

7)能提供系统接口功能，与其他系统进行数据共享和交换，将采集到的水表、
电表数据实时上传到其他平台系统中。

8)具有良好的人机操作界面，智能化程度高，容易使用，同时具有良好的数据
容错机制，防止操作人员的误操作。

1.5 设计原则
1)可扩展性
模块化的平台设计，B/S架构，技术先进，稳定可靠，本方案在设计的时候，已经考虑预留扩展接口，为后续优化提供强大而丰富的可扩展平台，可扩展性包括硬件的扩展能力和网络实施新应用的能力。

2)安全性
本系统采用一系列安全的加密措施，能够有效防止数据的泄漏和窃取，保证预付费集抄一体化综合管理系统的数据安全、准确和完整，防止非法操作员的操作和合法操作员非法的操作。

从而保障了合法用水、电。

一套系统可能有多个操作人员使用，为保证系统的安全性，实行分级权限管理。

系统管理员授权操作员不同的使用权限，每个操作员只能执行权限范围内的各种操作。

3)可管理性
系统中的任何设备应均可以通过管理平台进行控制，提高系统处理能力和管理效率，并可实现远程监测和管理。

4)设备的高可靠性和系统的高可用性
系统从硬件选型上充分保证了设备的高可靠性，同时通过良好的系统软件设计及架构实现了系统的高可用性和高可靠性。

5)先进性原则
系统将用户的实用放在重要位置上，其中包括操作方便，流程简洁，维护简单，界面美观等主要方面。

系统设计时就采用先进的概念、技术和方法，同时注重结构、设备、工具的相对成熟，不但能反映当今的先进技术，而且具有发展潜力，能保证在未来十年内占主导地位，并能顺利的过渡到下一代。

6)实用性原则
系统提供了运行过程中需要的大多数缺省数据，各项操作符合实际业务的工作流程避免了操作员的重复操作。

系统对输入的数据自动进行合法性检查，对操
作人员的误操作也进行了友好的提示。

即使是一般的用户也能在轻松愉快中完成较复杂的业务操作。

2系统网络构架图
电表集中器WFET1600通过RS485总线方式采集电表数据，水表集中器WMJZ-8000U采用M-Bus方式采集水表数据，网络图如下：
1)三层设备：能源计量设备，数据采集设备和主站设备；
●电表采用智能表，支持RS485总线通信、支持远程费控；
●水表采用有线远传水表；
●数据采集设备支持GPRS或以太网通讯方式。

2)两级通道：
集中器上行通道和下行通道，其中上行通道采用以太网/GPRS通讯方式，下行通道采用RS485/M-bus总线等通讯方式。

本项目上行通信建议采用以太网方式，下行通信电表建议采用RS485方式，水表采用M-bus总线方式。

3)电表与电表集中器之间采用RS485总线方式
RS485/MBUS通讯方式是一种利用485/MBUS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表计组成。

集中器与表计之间采用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、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
供电小区。

介质：RS485/MBUS总线。

4)水表有线抄读方案
➢电子式水表/光电直读水表通过M-bus总线与集中器进行数据通讯；
➢集中器下行通过M-bus总线抄收水表数据,上行通过GPRS/以太网方式上传数据到系统主站。

特点：
➢水表通过总线通信，平时无需供电，抄表瞬时供电；
➢网络结构简单，需维护的设备少；
➢支持系统端阶梯水价，支持价格随时调整；
➢通信稳定性不易受到环境的影响，通信可靠性高；
➢适合在新建住宅或水表集中安装在楼道管道井内的用户。

3业务流程
系统总体流程图如下：
部门机构
操作员管理
权限管理报装管理表计管理
运行管理
查询统计
区域信息管理收费价格管理表计规格型号
报警规则管理
催缴管理抄表管理核算管理营业收费
客户管理事件管理
3.1 表计日常管理流程
3.2 抄表管理流程
抄表管理是指企业为了按时完成抄表工作而采取的手段和措施，是费用管理的一个重要环节和前提。

为了方便管理，将客户（含考核计量点，下同）按抄表段进行分组，并为每一个抄表段制定抄表计划、分派抄表人员，使抄表人员在规定日期通过手工抄表、自动化抄表等多种方式获取抄表示数。

为了减少计费差错，需要对抄表示数进行复核，对抄表异常及时进行处理。

本系统基于远程自动化抄表，因此本系统只关注自动抄化抄表相关业务，现场复核主要是为自动抄表提供相应的复核手段。

对于远程抄表系统，将按照抄表计划每天定时从通信采集模块中接收每日抄表数据。

但对于营业收费管理系统，按固定的抄表期（一般为每月一次）按固定的抄表日进行费用计算。

对于每一块表而言，远程抄表系统每日抄读水表的示数，但仅将每个抄表期的固定抄表日的示数做为计费的示数。

3.3 核算管理流程
核算管理是指从用量费用计算到费用复核最后形成应收的全过程管理，是企业保证费用回收的一种手段和措施，同时也是费用管理的中枢和核心。

核算管理是在规范价格标准，统一费用算法的基础上，通过用量费用计算、费用复核、费用异常管理、费用退补管理，全面确保费用计算结果的规范性、正确性、完整性。

费用计算：根据客户的抄表数据、客户档案信息以及执行的收费价格标准进行客户各类型用量、费用计算。

用量计算是对抄见用量、定比定量、退补用量等各种类型用量进行计算，得出结算用量；再通过结算用量和相应的收费价格，计算出各种费用。

费用复核：对当月费用账务周期内的用量费用进行复核，确保费用不漏发、不错发，保证费用计算的正确性。

复核通过后的费用可进行费用收缴。

对用量费用异常的客户，进行异常重算，根据异常情况进行相应异常处理，并记录核算的异常情况
费用退补：由于计量故障、抄表失误、档案差错、违约窃电等原因，对客户
进行费用退补等操作。

既可进行用量调整，也可以进行费用调整，不冲红原有应收费用信息，产生新的应收费用信息。

由于费用退补未采用流程管理，不包含申请、审核、审批和发行，困此各项目功能将采用单业务操作方式进行。

同时未设计根据费用退补的额度设置不同岗位审批。

3.4 营业收费流程
为了规范客户缴费业务，确保资金安全，加强欠费管理，使费用回收工作有序开展。

本项目未按照《企业会计准则》的规定，遵循有借有贷、借贷相等的会计记账原则建立费用账务管理体系；在费用收缴的基础上可加强欠费管理，明确催费责任人，按照统一的催费管理策略进行催费，提高费用回收率。

营业收费主要功能包括收费、冲正、退费；打印收据、打印发票；收费结算申请、结算进账单复核等功能。

4系统应用功能
4.1 实时监测抄表功能
1)通信规约：Q／GDW 376.1-2009《电力用户用电信息采集系统通信协议：主
站与采集终端通信协议》，CJ/T188-2004《户用计量仪表数据传输技术条件》等电气通讯协议标准。

2)采集内容：实时数据：实时表码。

日数据：每日零点表码。

月数据：每月1
号零点表码
3)采集方式：集中器（数据采集终端）定时自动采集计量表计中的数据。

4)采集周期
●曲线数据：每个采集周期为1小时。

●日数据：每个周期（1小时~12小时）采集一次
●月数据：每个周期（默认为1天）采集一次。

5)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。

6)系统自动定时采集集中器内表计的日冻结、月冻结数据、曲线数据。

7)可以定义集中器采集方案，采集方案包括采集周期（间隔）、采集开始时间、
采集数据项、数据密度、并发性等，同时允许用户以自定义方式优化方案。

8)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的分析记录；
9)随抄及自动数据补抄
系统提供随时抄表和数据补抄的功能。

集中器和主站采集服务器都可对未抄读的表计数据进行24小时补抄，对采集的进度予以记录，可跟据进度直接下发补抄命令进行数据补抄，也可人工修改进度后再下发数据补抄命令，可由操作员自行选择表计以及待补抄的时间段进行数据补抄。

可选择某一个或一组居民进行随抄，抄读实时、日冻结、月冻结和系统工况报警信息。

随抄的数据可选择进行保存。

4.2 日常管理
日常业务模块，是业务系统的核心功能，主要包括日常交费、换表处理、过户处理、销户销表、平帐处理、补打票据、制功能卡。

1)售电、水管理，对在系统中已经开户的客户进行售电、水。

根据客户姓名、
营销户号、表号、地址等档案信息查询出相应客户，对查出的客户先读表再进行售电、售水以及控制跳合闸、报警、报警解除、退费。

2)销户管理，对由于各种原因不再使用的客户进行销户操作。

可以根据客户
姓名、营销户号、表号等信息查询出相应客户进行销户。

3)换表管理，对由于电表水表出现故障无法继续使用的客户进行更换表计，
记录旧表底数和新表底数并自动结算旧表数据和费用，并将信息记录到新换电表水表上。

确保客户的正常用电，待客户下次购电时，可以将故障表中剩余的电费累加到新表中，有效避免与客户在故障表剩余电费问题上的纠纷。

4)过户管理，当用户发生住房交换时使用，并产生日志。

5)平帐处理：实现将异常的交费明细进行平帐处理，使该交费明细作废，
对平帐的记录不能恢复
6)补打票据：完成重新打印客户的任意一笔交费票据。

4.3 收费功能
主站采集系统自动定期采集计量表计用量数据，对用量数据自动处理统计并存储在后台数据库中，根据结算日自动进行结算，计算费用。

将水、电费用通过短信发送到用户手机中，催促用户及时交费。

结算包括日结算和月结算，缴费后、打印票据。

在水表不具备预付费功能的情况下可以采用结合电表的预付费功能，实现水表的收费功能：当电表欠费跳闸后，只有用户将其他费用和电费都交清的情况下，才能对电表进行合闸操作。

采集系统包含采集方案管理、采集任务执行（如：定时主动召测日冻结、月冻结数据）、数据接收和保存等。

4.4 结算功能
1）表码人工置入、审核
日用量的填报、月用量填报，支持日冻结和月冻结数据的维护，EXCEL导入、导出功能。

对用量数据进行人工审核，是否有跳变等异常情况，审核是否正常还是异常。

支持批量审核。

2）计费结算、清除
用户电费用计算，根据用户每月用电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。

按小区结算、按能源网关结算、可选表结算。

收费之前清除，清除之后必须重新审核、结算，按小区清除、按能源网关清除、可选表清除
4.5 统计查询
系统具有多条件自由组合查询功能。

系统可以设置费用查询、用电量参数查询、电表水表参数查询、可自定义查询等功能。

可自定义各字段查询功能。

1)用量查询
2)事件记录查询
售电记录查询：缴费充值记录及统计、退费记录及统计、用电结算扣费
记录及统计，换表记录查询，操作日志查询：可以查询系统中购电购水、
换表、控制、退费、开户等操作的日志。

在出现一些问题时，方便追溯
出现问题的原因。

3)表码查询：可以查看指定台区、指定终端下所有电表、水表的表码以及
指定客户（可以按客户姓名、营销户号查询）的用户表码数据。

4)预付费明细表：方便用户查看和打印指定时间段所有的售电水明细。

5)预付费日结账单：方便用户查看和打印日结账单。

6)换表明细表：方便用户查看和打印换表明细。

7)剩余金额明细表：方便用户查看和打印剩余金额明细。

可以指定欠费标
准（把剩余金额低于欠费标准中设置的金额查询出来）。

8)退费明细表：用来查看和打印退费明细。

9)表计返写数据查询：客户资料列表以及对应客户的购电时表计返回到卡
上的数据，在购电写卡时自动保存到数据库。

10)随抄任务查询：随抄任务命令的执行情况包括命令名称、设置参数、成
功与否、失败原因、操作员、操作时间。

11)抄表成功率。

4.6 曲线分析
用量曲线分析
用量异常曲线分析：利用图形曲线直观展示数据，体现用量的异常情况。

用量异常曲线分析：利用图形曲线直观展示数据，体现用量的异常情况。

4.7 短信提醒
按照短信发送需求，系统将发送以下短信：
1）缴费短信
用户缴费成功后，系统发送缴费成功提醒短信。

2）催费短信
系统进行用户剩余电费判断，余额不足时或欠费时，系统自动发送短信告知用户，当用户剩余电费达到设置的报警门限时，系统发送包含用户当前剩余电费的催费短信提醒用户及时缴费。

4.8 档案管理
主要功能模块包括门店管理、小区档案、楼栋房屋、用表性质、用户表计档案、终端档案、基本价格、附加价格、各种电价类型档案。

1）客户管理：可以单个添加客户档案信息或者通过Excel电子表格批量导入客户档案信息，并可以对所添加的客户档案信息进行增删改查。

可灵活方便地实现对客户的开户。

2）价格管理：
⏹用于定义电各种费率方案的新增、修改、删除。

⏹定义系统支持价格档案信息
⏹价格分类（综合价格、阶梯价格、组合价格、分时价格）、价格名称
⏹综合价格：基本价格、分摊比例（各项比率之和为1）
⏹阶梯价格：阶梯数（最大支持16个）、阶梯值、阶梯价格
⏹组合价格：项附加价项目（可以选多项）
⏹分时价格：费率号、费率值（最大支持16个）
3）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，可以方便召测能源网关参数与数据库参数进行比对来保证档案的准确性。

➢能源网关参数信息，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、能源网关版本号、规约等。

➢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，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、名称、用户名、用户地址、CT变比、生产厂家等。

➢水表参数管理，包括：局编号，水表类别（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、名称、用户名、用户地址、公称口径、水温，生产厂家等。

4.9 系统管理
⏹系统参数配置：是否限制交费区域、交费单位、余额处理、身份验证版
本等。

⏹本地参数配置、端口配置：配置系统操作串口配置，包括本机可使用的
端口号等
⏹管理部门。

⏹前置机档案：前置机IP地址、通讯端口号、超时设置、前置机类型。

⏹表计初始参数、能源网关初始参数
⏹角色管理：增加、删除、修改角色信息，包括对角色的模块操作及其操
作权限进行灵活控制。

⏹操作员管理：创建用户信息，并对每个用户分配不同的权限信息。

⏹票据格式定义：定义需要打印的票据的输出项和输出位置等。

⏹表型注册：设置系统支持的所有表计型号，该部分信息由后台直接录入，
系统支持的表计表型必须是已经注册成功的表计类型。

⏹日志记录：系统所有参数修改、保存、召测、下发，系统可以群组或单
点方式设置或召测能源网关参数，系统对所有操作均有操作日志。

5数据接口
本系统预留与其他系统接口，实现系统之间的数据交换和资源共享，解决现有系统数据孤岛的问题。

◆系统与银行系统之间接口，用户可通过银行交水费，接口数据：交
费信息、用户信息等。

◆与微信支付公众平台接口，方便用户手机微信支付交水费。

◆与局内其它系统接口，本预付费系统需与营销MIS、用电信息采集系
统等其他管理系统接口，实现本系统和相关系统间数据共享和信息
交换，进一步发挥系统应用价值的一个关键功能，以保证系统建设
和应用维护过程中的可扩展性。

6数据安全设计
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。

6.1系统数据安全管理
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。

6.2操作员及权限安全管理：
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。