一种电力营销服务客户物联应用中心设计方法与流程

1.本发明涉及电力营销技术领域，更具体地，涉及一种电力营销服务客户物联应用中心设计方法。


背景技术：

2.传统电力营销系统在营销功能方面，主要是以实现用电相关数据处理、电费计算为主，旨在打造一个稳定的电费计量、电费回收的稳定平台。
3.物联网技术发展下，企业以及用电客户的需求也不再局限于传统的电费、电量需求，更关注于客户用电体验、用电宏观管理、实时监控等领域，这不仅是提高电力服务质量的方向，更是社会发展的必然走势，因此，加快泛在电力物联网建设，实现客户侧泛在能源控制系统连接、状态全息感知、能源协同服务。
4.现有技术中，物联硬件设备已经逐步进行适用，在硬件条件逐步具备的情况下，物联应用中心的理念应运而生。中国发明专利申请（cn105427128a，公开日2016
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23）公开了“基于物联网技术的电力营销系统”，依次包括银行系统、电力营销主站系统、gprs网络、集中器、交互装置、以太网和用户智能设备；中国发明专利申请（cn112669064a，公开日2021
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16）公开了“一种基于物联网技术的电力营销服务管理系统”，包括电量收集单元、数据融分单元、自纠正单元、数据核查单元、数据积累单元、中控单元、显示单元、存储单元、智能设备和管理单元；中国发明专利申请（cn111310957a，公开日2020
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19）公开了“基于大数据论的互联网 智慧电力营销的优化调度方法”，包括建立互联网 智慧电力营销的供能设备模型，并确认供能设备模型的约束条件，根据互联网 智慧电力营销的结构，分析其内部的电力企业和电力客户的优化目标，建立互联网 智慧电力营销的并行大数据模型，对互联网 智慧电力营销进行优化调度；这些专利技术提出了物联网技术在电力营销系统的应用，但是这些物联应用中心与公司管理架构和层次并不贴合，并且无法实现省侧物联中心和总部物联中心之间的能力支撑，因此，依托在营销系统大背景下，开展物联应用中心设计，具有显著的经济效益和社会效益。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种电力营销服务客户物联应用中心的设计方。
6.本发明采用如下的技术方案。
7.一种电力营销服务客户物联应用中心设计方法，包括：步骤1，从边端层采集物联指令、物联数据和管理权限，将物联指令、物联数据和管理权限封装为接口，用于应用中心的开发基础和底层逻辑；步骤2，在省侧内网建立接入层，在接入层内将已开发的物联指令接口、物联数据接口以及管理权限接口集成并封装为功能逻辑；步骤3，将接入层的功能逻辑封装为业务逻辑，形成业务服务层；其中，业务服务层
包括客户应用层以及业务支撑层；利用客户应用层构建客户物联应用中心，利用接入层和业务支撑层构建省侧内网物联应用中心；步骤4，利用业务支撑层，把各个省侧内网物联应用中心的功能集成到总部内网物联应用中心；步骤5，在外网环境下建立总部外网物联应用中心，并且与外网物联设备直接连接；步骤6，打通总部内网物联应用中心与总部外网物联应用中心之间的内外网隔离，将总部内网物联应用中心的功能提供到总部外网物联应用中心中去使用，同时获取营销业务中台和总部外网物联应用中心的服务数据提供给总部内网物联应用中心的物联数据形成应用服务。
8.优选地，步骤1中，边端层包括：物联管理平台、用电信息采集系统和智慧能源服务平台；管理权限是对业务流程、业务内容底层数据的操作权限。
9.优选地，步骤2中，接入层的功能逻辑包括：数据解析功能逻辑、数据汇聚功能逻辑、多源数据功能逻辑、物联指令功能逻辑；其中，数据解析功能逻辑，实现数据分离、目标数据抽出、数据预处理；数据汇聚功能逻辑，实现数据横向串联、数据纵向串联、数据汇总；多源数据功能逻辑，实现多源数据的查询、解析、汇聚；物联指令功能逻辑，实现封装底层物联指令逻辑到高一层。
10.优选地，步骤3中，将功能逻辑按照业务流程和业务逻辑，开发为业务服务层；业务服务层提供业务应用服务和业务支撑服务；其中，业务应用服务，用于构建省侧内网的客户应用层，直接面向客户提供相关业务应用的使用服务；业务支撑服务，用于构建省侧内网的业务支撑层，负责支撑总部物联应用中心内服务的构建。
11.进一步，业务支撑层实现的功能包括：应用服务、物联运行、物联监测和物联管理。
12.优选地，步骤4中，各个省侧内网物联应用中心的功能包括：业务档案同步、物联工单服务、物联指令服务、数据解析服务、数据上传服务、多源数据接入、在线数据应用、应急功能；总部内网物联应用中心的功能包括：业务档案同步、物联工单服务、物联指令服务、数据汇聚、在线数据应用。
13.优选地，步骤5中，总部外网物联应用中心的功能包括：业务档案同步、第三方物联接入、物联数据诊断、统计分析；总部外网物联应用中心与外网物联设备直接连接。
14.优选地，步骤6中，总部内网物联应用中心从营销业务中台接收的增量数据，通过两级数据传输平台、两级业务连接平台下发至各省侧内网物联应用中心；各省侧内网物联应用中心再将增量数据分发到边端层中；总部内网物联应用中心从总部外网物联应用中心、省侧内网物联应用中心汇聚设备的量测数据；客户物联应用中心的数据分发至省侧内网物联应用中心后，再从省侧内网物联应用中心汇聚至总部内网物联应用中心。
15.进一步，增量数据包括：增量档案、增量工单、增量指令。
16.进一步，客户物联应用中心的数据包括档案、工单、运行数据；档案包括：用户档案和设备档案，客户物联应用中心使用从客户中心和设备中心同步获取的档案信息，用于装配数据、统计分析；运行数据包括：量测数据、运行状态、统计数据、操作指令、日志；其中，量测数据包括：实时数据、历史数据、事件数据；工单串连营销业务中台、各级物联应用中心、用电信息采集系统、省级智慧能源服务平台，用户或系统通过工单完成需求响应、停电复电、在线充值。
17.进一步，客户物联应用中心的功能以及相应的服务拆分部署在总部内网物联应用中心和各省侧内网物联应用中心；将档案和工单分发至省侧内网物联应用中心，采集的运行数据和工单执行结果从省侧内网物联应用中心汇聚至总部内网物联应用中心。
18.优选地，总部内网物联应用中心、省侧内网物联应用中心均以云平台为基础，实现档案同步、指令分发、数据汇聚、数据路由。
19.优选地，省侧内网物联应用中心向总部内网物联应用中心的通信采用北向网关，总部内网物联应用中心向省侧内网物联应用中心的通信采用南向网关；其中，北向网关提供的微服务包括：数据发送、订阅投递、数据查询、模型检查、报警告警、工单接收、指令接收、模型更新；南向网关提供的微服务包括：签权认证、数据接收、模型检查、档案同步、工单发送、指令发送、异常告警、数据转存；通信均采用数据可信传输。
20.优选地，步骤6中，总部内网物联应用中心与总部外网物联应用中心之间的数据通道由互联网数据源客户端采用云服务器部署，传输的数据包括：业务档案数据、第三方物联设备数据、统计结果数据、诊断数据。
21.本发明的有益效果在于，与现有技术相比：1、本发明借助层层分级的架构模式，构建了边端层、接入层、业务支撑层作为基础，然后利用接入层和业务支撑层构建客户物联应用中心、省侧内网物联应用中心和总部内网物联应用中心，这样逐层的架构贴合主流管理结构，实现了管理和信息化统一的模式，避免了今后运维的管理冲突问题。
22.2、本发明通过实现安全通信方式，在总部内网物联应用中心和总部外网物联应用中心之间打通内外网隔离，解决了内外网穿透的难题，使数据和功能服务能够安全的送达，保证了内网系统的保密性。
23.3、省侧内网物联应用中心和总部内网物联应用中心之间形成能力的相互支撑，总部内网物联应用中心与总部外网物联应用中心之间通过安全渠道打破内外网隔离形成数据、能力的互补模式，是本技术的重要创新。
24.4、本发明通过对物联应用中心各个模块，例如微服务、规则引擎的灵活设计，不仅满足的系统需求，更为未来系统的可维护性、可扩展性提供了保障。
附图说明
25.图1是本发明一种电力营销服务客户物联应用中心设计方法的步骤框图；系统的结构示意图；图2是本发明一实施例使用设计方法得到的电力营销服务客户物联应用中心的架
构示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
27.实施例1。
28.如图1，一种电力营销服务客户物联应用中心设计方法，包括步骤1至6，具体如下：步骤1，从边端层采集物联指令、物联数据和管理权限，将物联指令、物联数据和管理权限封装为接口，用于应用中心的开发基础和底层逻辑。
29.具体地，步骤1中，边端层包括：物联管理平台、用电信息采集系统和智慧能源服务平台（scada）；边端层不在电力营销服务客户物联应用中心设计之内的，但作为电力营销服务客户物联应用中心设计所依赖的功能源头以及数据源头层；其中，物联管理平台，用于发布物联指令的底层逻辑功能逻辑；用电信息采集系统，用于底层采集用户信息、用电电量信息、用户功率信息。
30.管理权限是对业务流程、业务内容底层数据的操作权限。
31.步骤2，在省侧内网建立接入层，在接入层内将已开发的物联指令接口、物联数据接口以及管理权限接口集成并封装为功能逻辑。
32.具体地，步骤2中，接入层的功能逻辑包括：数据解析功能逻辑、数据汇聚功能逻辑、多源数据功能逻辑、物联指令功能逻辑。
33.由于边端层的物联指令逻辑和数据逻辑存在小和杂的问题，因此需要对重要的、经常应用到的功能进行总结和抽象，再次封装成更高一级的功能以提升应用开发的效率，故提出数据接入层的设计。
34.值得注意的是，数据接入层包括但不限于数据接入功能逻辑、数据汇聚功能逻辑、多源数据功能逻辑、物联指令功能逻辑，本发明实施例1中接入层的功能逻辑设计是一种非限制性的较优选择。
35.数据接入功能逻辑，所实现的功能包括但不限于数据分离、目标数据抽出、数据预处理；数据汇聚功能逻辑，所实现的功能包括但不限于数据横向串联、数据纵向串联、数据汇总；多源数据功能逻辑，所实现的功能包括但不限于针对多源数据的查询、解析、汇聚；物联指令功能逻辑，所实现的功能包括但不限于将底层物联指令逻辑封装到更高一层。
36.步骤3，将接入层的功能逻辑封装为业务逻辑，形成业务服务层；其中，业务服务层包括客户应用层以及业务支撑层；利用客户应用层构建客户物联应用中心，利用接入层和业务支撑层构建省侧内网物联应用中心。
37.具体地，步骤3中，将功能逻辑按照业务流程和业务逻辑，开发为业务服务层；业务服务层提供业务应用服务和业务支撑服务；其中，业务应用服务，用于构建省侧内网的客户应用层，直接面向客户提供相关业
务应用的使用服务；业务支撑服务，用于构建省侧内网的业务支撑层，负责支撑总部物联应用中心内服务的构建。
38.业务支撑服务应保障业务服务的安全、稳定、高效运行，实现服务的可监控、可管理。业务支撑层实现的功能包括：应用服务、物联运行、物联监测和物联管理，每个功能又分为若干个子功能，具体如下：1、应用服务1.1、业务支撑服务，业务支撑服务连接业务中台、业务应用，完成控制和策略下达，业务支撑服务应保障业务服务的安全、稳定、高效运行，实现服务的可监控、可管理。业务支撑服务包括服务分级策略、高效异步服务、服务接口、端到端监控、服务统计分析、鉴权和负载均衡等功能。
39.1.2、数据路由服务，数据采集是客户侧物联管理中心的重要职责之一，但数据的应用是由其它应用系统去实现，数据路由服务根据配置的规则引擎，动态规划数据的传输路径，将数据存储到目标地址。通过数据路由，可实现对数据传输的灵活控制，提高数据安全性。数据路由还需要设计数据发送失败时的处理策略，保证数据最终都能成功传递。数据路由服务包括数据源连接器、路由规则、路由异常处理、数据缓存、数据顺序投递机制、数据投递优先级、管理控制台等功能。
40.2、物联运行2.1、设备孪生，设备孪生是真实设备在信息系统里的数字化表达，是物理设备与业务应用之间双向互动的枢纽。
41.2.2、任务调度，分为自动任务调度和手动任务调度两类。
42.2.3、规则引擎，规则引擎是为适应未来业务发展变化和各专业的个性化、多样化需求而设计，它使得物联网管理中心更具开放性、扩展性。规则引擎通过定制相关规则，更加灵活的处理、计算、转发各类采集的数据，使得应用能够根据业务需求定制符合特定场景的规则，扩展应用范围，如：数据校验、告警计算、场景联动等。
43.2.4、插件引擎，插件引擎用于处理耗时、业务相关的处理，由规则引擎调用，采用actor模型进行分布式并发管理，提升处理效率。根据插件用途可将插件分为系统插件、业务插件量大类。规则引擎的设计使得物联网管理中心具有一定的开放性和灵活性，且能够针对营销特定的应用进行特殊处理，提升效率。插件引擎包括系统插件和业务插件。
44.3、物联监测3.1、平台监控，运行监控模块主要是负责监控客户侧物联管理中心的整体运行状况，包括系统监测、通讯监测、任务监测、设备孪生监测等子模块3.2、痕迹管理，记录物联管理平台运行过程中产生的各类状态及异常信息，数据包括平台运行状态改变、系统异常、服务模块状况以及采集控制等各类报文执行状态等。包含日志收集、数据预处理、痕迹管理等三个部分。
45.3.3、物联链路监测，物联链路监测功能用于检测各服务组件之间的连接链路是否贯通，若策略和指令能成功下达到指定服务，则下达此指令和策略的服务与目的服务之间的连接链路是贯通的。物联链路监测大致分四大模块：埋点日志模块、收集和存储模块、分析和统计模块、展现及决策模块。
46.4、物联管理
4.1、应用商店，应用商店是物联网设备功能软件的统一管控和发布管理。通过应用商店，实现设备应用的提交上架、灰度发布、正式发布、发布进度管控、发布异常查看等功能。
47.4.2、物模型管理，物模型是在信息系统中对每一类物理设备的抽象定义，包括属性、功能、事件、校核规则的等。
48.4.3、策略管理，策略管理是指对源网荷储协同服务中下达的总策略方案由客户侧物联管理中心的策略管理模块对总策略进行负荷分解、下达、执行、反馈结果。策略管理主要包括实时负荷监测、可控负荷监测、负荷分解、负荷分解方案下达、协同结果统计反馈等功能模块。
49.步骤4，利用业务支撑层，把各个省侧内网物联应用中心的功能集成到总部内网物联应用中心。
50.基于业务支撑层，将各个省侧内网物联应用中心的支撑服务集成起来，构成上层的更大规模的物联应用，即总部内网物联应用中心。
51.具体地，步骤4中，各个省侧内网物联应用中心的功能包括：业务档案同步、物联工单服务、物联指令服务、数据解析服务、数据上传服务、多源数据接入、在线数据应用、应急功能；总部内网物联应用中心的功能包括：业务档案同步、物联指令服务、物联工单服务、数据汇聚、在线数据应用。
52.步骤5，在外网环境下建立总部外网物联应用中心，并且与外网物联设备直接连接。
53.具体地，步骤5中，总部外网物联应用中心的功能包括：业务档案同步、第三方物联接入、物联数据诊断、统计分析；总部外网物联应用中心与外网物联设备直接连接。
54.步骤6，打通总部内网物联应用中心与总部外网物联应用中心之间的内外网隔离，将总部内网物联应用中心的功能提供到总部外网物联应用中心中去使用，同时获取营销业务中台和总部外网物联应用中心的服务数据提供给总部内网物联应用中心的物联数据形成应用服务。
55.本发明实施例1中，总部内网物联应用中心还通过营销业务中台或者总部外网物联应用中心获取营销数据中台的物联数据。
56.具体地，步骤6中，总部内网物联应用中心从营销业务中台接收的增量数据，通过两级数据传输平台、两级业务连接平台下发至各省侧内网物联应用中心；各省侧内网物联应用中心再将增量数据分发到边端层中；总部内网物联应用中心从总部外网物联应用中心、省侧内网物联应用中心汇聚设备的量测数据；客户物联应用中心的数据分发至省侧内网物联应用中心后，再从省侧内网物联应用中心汇聚至总部内网物联应用中心。
57.进一步，增量数据包括：增量档案、增量工单、增量指令。
58.进一步，客户物联应用中心所使用的数据包括档案、工单、运行数据；档案包括但不限于：用户档案和设备档案，客户物联应用中心使用从客户中心和
设备中心同步获取的档案信息，用于装配数据、统计分析；运行数据包括但不限于：量测数据、运行状态、统计数据、操作指令、日志；其中，量测数据包括：实时数据、历史数据、事件数据；工单是串连营销业务中台、各级物联应用中心、用电信息采集系统、省级智慧能源服务平台等子系统的纽带，用户或系统通过工单完成需求响应、停电复电、在线充值。
59.进一步，客户物联应用中心的功能以及相应的服务拆分部署在总部内网物联应用中心和各省侧内网物联应用中心；将档案和工单分发至省侧内网物联应用中心，采集的运行数据和工单执行结果从省侧内网物联应用中心汇聚至总部内网物联应用中心。
60.总部内网物联应用中心、省侧内网物联应用中心均以云平台为基础，根据业务需求和功能设计选择组件进行搭配，以实现档案同步、指令分发、数据汇聚、数据路由。
61.本发明实施例1中，省侧内网物联应用中心的云平台，需要适配总部内网物联应用中心的云平台以及云平台的组件，或者尽量选择两者的云平台通用的组件，从而减少开发、实施、运维的复杂性和工作量。
62.省侧内网物联应用中心向总部内网物联应用中心的通信采用北向网关，总部内网物联应用中心向省侧内网物联应用中心的通信采用南向网关；其中，北向网关提供的微服务包括：数据发送、订阅投递、数据查询、模型检查、报警告警、工单接收、指令接收、模型更新；南向网关提供的微服务包括：签权认证、数据接收、模型检查、档案同步、工单发送、指令发送、异常告警、数据转存；通信均采用数据可信传输，数据可信传输在此处是指在没有中间人攻击的情况下，发送方和接收方双方可以确认数据没有受到干扰、发送方可以确认接收方确实收到自己发送的数据、接收方可以确认自己收到的数据确实是发送方发送的数据。
63.具体地，步骤6中，总部内网物联应用中心与总部外网物联应用中心之间的数据通道由互联网数据源客户端采用云服务器部署，传输的数据包括：业务档案数据、第三方物联设备数据、统计结果数据、诊断数据。
64.由于总部外网物联应用中心直接面向外部用户，考虑数据和服务的私密性，所以由总部内网物联应用中心提供到总部外网物联应用中心的应用有限。
65.总部外网物联应用中心，收集、存储外网物联设备数据，形成统计、诊断、数据服务等功能，提供给总部内网物联应用中心平台形成应用服务。
66.实施例2。
67.采用本发明提出的设计方法构建得到的一种电力营销服务客户物联应用中心系统，如图2所示。从图中可以看出，物联应用中心系统与边端层、营销业务中台以及外网物联设备进行数据传输。
68.边端层包括：物联管理平台、用电信息采集系统和智慧能源服务平台（scada），即图2中底部的三个模块。
69.物联应用中心系统包括：客户物联应用中心、省侧内网物联应用中心、总部内网物联应用中心与总部外网物联应用中心。
70.本发明实施例2中，省侧内网物联应用中心的接入层实现的功能包括但不限于：数据解析服务、数据汇聚、多源数据服务、物联指令服务；省侧内网物联应用中心的业务支撑层实现的功能包括但不限于：物联配置服务、数据上传服务、费控服务、设备孪生、源网荷储
协同、设备调试；总部内网物联应用中心实现的功能包括但不限于：物联指令服务、在线数据应用、消息服务、物联工单服务、数据汇聚、设备孪生；总部外网物联应用中心实现的功能包括但不限于：业务档案同步、第三方物联接入、物联数据诊断；第三方应用，包括但不限于：第三方物联设备。
71.总部内网物联应用中心从总部外网物联应用中心、省侧内网物联应用中心获取设备的量测数据；总部内网物联应用中心从营销业务中台获取业务数据；总部外网物联应用中心从外网物联设备获取物联数据。
72.其中，总部内网物联应用中心与总部外网物联应用中心之间的通过内外网穿透方法进行数据传输；总部内网物联应用中心与省侧内网物联应用中心之间通过两级数据传输平台、两级业务连接平台进行数据传输；省侧内网物联应用中心与客户物联应用中心、边端层进行数据传输。
73.省侧内网物联应用中心包括：接入层和业务服务层；接入层，用于将边端层的能力集成并封装为功能逻辑；业务服务层，包括客户应用层以及业务支撑层，客户应用层用于构建客户物联应用中心，接入层和业务支撑层用于构建省侧内网物联应用中心。
74.业务支撑层，用于把各个省侧内网物联应用中心的功能集成到总部内网物联应用中心。
75.总部物联应用中心以阿里云平台为基础，根据业务需求和功能设计选择组件进行搭配，以实现档案同步、指令分发、数据汇聚、数据路由等业务服务。
76.图2所示的电力营销服务客户物联应用中心系统的工作流程包括：总部内网物联应用中心从营销业务中台接收增量档案、工单、指令，通过两级数据传输模块、两级业务连接模块分别下发至各省侧内网物联应用中心，由各省侧内网物联应用中心再分发到各边端层中的物联管理平台、用电信息采集系统和智慧能源服务平台（scada）；同时，总部内网物联应用中心从总部外网物联应用中心和省侧内网物联应用中心汇聚从设备中采集的量测数据，包括实时数据、历史数据、事件数据、状态数据等。
77.客户物联应用中心的功能以及相应的服务拆分部署在总部内网物联应用中心和各省侧内网物联应用中心；需要将用户档案、设备档案和工单分发至各省侧内网物联应用中心，采集的运行数据和工单执行结果从各省侧内网物联应用中心再汇聚至总部内网物联应用中心。
78.本发明的有益效果在于，与现有技术相比：1、本发明借助层层分级的架构模式，构建了边端层、接入层、业务支撑层作为基础，然后利用接入层和业务支撑层构建客户物联应用中心、省侧内网物联应用中心和总部内网物联应用中心，这样逐层的架构贴合主流管理结构，实现了管理和信息化统一的模式，避免了今后运维的管理冲突问题。
79.2、本发明通过实现安全通信方式，在总部内网物联应用中心和总部外网物联应用中心之间打通内外网隔离，解决了内外网穿透的难题，使数据和功能服务能够安全的送达，保证了内网系统的保密性。
80.3、省侧内网物联应用中心和总部内网物联应用中心之间形成能力的相互支撑，总
部内网物联应用中心与总部外网物联应用中心之间通过安全渠道打破内外网隔离形成数据、能力的互补模式，是本技术的重要创新。
81.4、本发明通过对物联应用中心各个模块，例如微服务、规则引擎的灵活设计，不仅满足的系统需求，更为未来系统的可维护性、可扩展性提供了保障。