中國石油規(guī)劃總院 王愛玲 柴宏恩

中石油昆侖燃氣有限公司 高 峰

天然氣銷售系統(tǒng)統(tǒng)一讀卡器的設計和實現(xiàn)

中國石油規(guī)劃總院 王愛玲 柴宏恩

中石油昆侖燃氣有限公司 高 峰

目前在用的各種IC卡表都有廠家自帶的售氣系統(tǒng)、燃氣卡和讀卡器，且自帶的售氣系統(tǒng)基本上都是單機版。營業(yè)廳操作人員需要針對不同IC卡表廠家同時使用多個不同售氣系統(tǒng)及多個讀卡器，且售氣流程不同，操作繁瑣，為燃氣收費帶來很大地不便。通過統(tǒng)一讀卡器型號、制定IC卡讀寫卡接口規(guī)范、以ActiveX方式封裝各廠家提供的動態(tài)庫、對外提供完全透明的統(tǒng)一接口，實現(xiàn)燃氣收費系統(tǒng)的統(tǒng)一，實現(xiàn)不同IC卡表廠家讀卡器的統(tǒng)一，為燃氣公司的燃氣收費統(tǒng)一管理、信息共享和統(tǒng)計分析帶來了極大的便利。

城市燃氣 收費系統(tǒng) IC卡表 IC卡接口 動態(tài)庫 讀卡器

近年來，隨著我國經(jīng)濟和城市化的發(fā)展，天然氣作為清潔能源越來越受到重視，城市燃氣、CNG、LNG等終端銷售業(yè)務發(fā)展迅速，中國石油對天然氣終端銷售市場非常重視，開始大力發(fā)展天然氣下游業(yè)務，并組建了中石油昆侖燃氣有限公司，對天然氣下游業(yè)務實現(xiàn)專業(yè)化、統(tǒng)一化管理。隨著城市燃氣業(yè)務在國內(nèi)100多個城市的開展，用戶已達到400余萬戶，且每年以約10%用戶量在增長，因此迫切需要建立統(tǒng)一的天然氣銷售管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對城市燃氣終端銷售的管理，提高企業(yè)對終端市場的反應速度，提高管理水平，增強現(xiàn)金流管理，規(guī)范優(yōu)化業(yè)務流程，降低操作人員勞動強度，提高服務效率及服務水平，提升企業(yè)競爭力。

根據(jù)中國石油“十二五”IT總體規(guī)劃，2011年11月開展“中國石油天然氣零售系統(tǒng)”試點實施，試點單位為昆侖燃氣的蘇北分公司及7家地市公司。燃氣表作為城市燃氣收費計量的核心設備，有機械表、IC卡表和智能遠程表三大類，它的壽命一般為5~8年。目前昆侖燃氣在用的IC卡表廠家有50多家，蘇北分公司在用IC卡表產(chǎn)自10余家廠家。各種IC卡表都有廠家自帶的售氣系統(tǒng)、燃氣卡和讀卡器，且自帶的售氣系統(tǒng)基本上都是單機版。營業(yè)廳操作人員需要針對不同IC卡表廠家同時使用多個不同售氣系統(tǒng)及多個讀卡器，且售氣流程不同，操作繁瑣，為燃氣收費帶來很大地不便；因各卡表廠家使用的讀卡器不統(tǒng)一，IC卡接口和密碼算法等不同，售氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)孤立，給燃氣公司的統(tǒng)一管理和統(tǒng)計分析帶來了極大的不便；由于使用各卡表廠家燃氣表多少不同，造成各售氣系統(tǒng)任務負擔不均衡；表具更換是根據(jù)庫存有什么表具就換什么表具，這樣會產(chǎn)生同一個用戶使用不同廠家的表具，營業(yè)廳的操作人員在表具更換和處理時可能要在不同的售氣系統(tǒng)進行銷戶、開戶、換表等操作，操作不便，而且處理時間過長，造成對用戶服務質(zhì)量下降。

1 統(tǒng)一讀卡器設計

通過建立統(tǒng)一的中國石油天然氣銷售管理系統(tǒng)，完全替代由卡表廠家自帶及企業(yè)自開發(fā)的售氣系統(tǒng)，同時通過統(tǒng)一讀卡器的設計和實施，支持在不更換燃氣表的情況下所有在用的不同廠家IC卡表用戶在營業(yè)廳的開卡、補卡、購氣、補氣、沖正、退費等業(yè)務，以及銀行柜臺和銀行自助機的購氣業(yè)務，實現(xiàn)對城市燃氣終端銷售的統(tǒng)一管理。統(tǒng)一讀卡器設計包括設計前提、設計原則及設計內(nèi)容。

1.1 設計前提

IC卡包括用戶卡和工具卡的制作和管理，本系統(tǒng)的設計只包括用戶卡的制作和管理，工具卡的制作和管理功能仍由各IC卡廠家負責。

本設計不改變各廠商原有的用戶卡和燃氣表的控制關系，讀寫卡密碼及相關算法由各廠商封裝在動態(tài)庫中。

將各廠商提供的動態(tài)庫集中封裝為ActiveX控件，對外提供完全透明的統(tǒng)一接口。采用各地區(qū)使用各自獨立的控件模式，不同IC卡表廠家動態(tài)庫分開部署。營業(yè)廳、銀行柜臺和銀行自助機通過在網(wǎng)頁中調(diào)用本地ActiveX控件實現(xiàn)對IC卡的讀寫操作。

統(tǒng)一讀卡器選擇要綜合考慮兼容不同卡型(如102卡、4442卡、CPU卡)和原有設備利舊。

1.2 設計原則

本系統(tǒng)制定IC卡讀寫卡接口規(guī)范，各廠商按照統(tǒng)一的接口規(guī)范編寫動態(tài)庫，通過動態(tài)庫調(diào)用本系統(tǒng)IC卡讀寫器驅(qū)動函數(shù)完成讀寫卡操作，并將個性化的處理邏輯屏蔽在動態(tài)庫內(nèi)部。各廠商提供的動態(tài)庫文件名稱不相同，但函數(shù)名稱必須相同。

各廠商的動態(tài)庫必須使用IC卡讀寫器最新的驅(qū)動開發(fā)，同時需要提供C++編寫的測試程序，測試程序包含每一個函數(shù)的調(diào)用樣例，并且測試通過。各廠商不能調(diào)用干擾其他廠家的驅(qū)動函數(shù)。

各廠商提供的動態(tài)庫不需要采用任何方式的保護措施，本系統(tǒng)將在封裝各廠商動態(tài)庫時統(tǒng)一采取保護措施。廠商已采用硬加密狗方式的用戶卡，需將硬加密改為封裝到動態(tài)庫的軟加密。各廠商要確保通過提供的動態(tài)庫進行制卡或購氣后可上表。

1.3 設計內(nèi)容

本設計包括IC卡接口規(guī)范制定、卡狀態(tài)定義、接口函數(shù)及參數(shù)定義三部分內(nèi)容，具體定義如下：

1.3.1 IC卡接口規(guī)范制定

包括通用的用戶卡的讀卡、寫新卡、寫用戶卡、清卡、判卡等功能函數(shù)的定義，并且規(guī)范了返回值。

1.3.2 卡狀態(tài)定義

包括空白卡、新卡、開戶卡和用戶卡。空白卡指未作格式化的卡，系統(tǒng)不識別此狀態(tài)的卡。新卡指格式化后的卡，有廠商標識的卡，由廠家出廠前格式化的白卡或系統(tǒng)將用戶卡格式化的卡。開戶卡指完成新表的一卡一表綁定，開戶卡完成卡表綁定后自動變?yōu)橛脩艨?，用戶卡不能再次進行卡表綁定。用戶卡指在用表的用戶日常購氣所用的卡。

1.3.3 接口函數(shù)及參數(shù)定義

接口函數(shù)包括讀卡函數(shù)、寫新卡函數(shù)、寫用戶卡函數(shù)、清卡函數(shù)、判卡函數(shù)。每個函數(shù)都有輸入和輸出參數(shù)。各函數(shù)的輸入/輸出參數(shù)包括：串口號、波特率、卡類型、卡狀態(tài)、用戶卡號、地區(qū)代碼、氣量、購氣次數(shù)、補卡次數(shù)、表內(nèi)累計用氣量、表內(nèi)剩余氣量、表內(nèi)報警氣量、表內(nèi)充值上限、表內(nèi)透支額度等。各函數(shù)的返回值包括：是否注冊用戶、讀設備狀態(tài)、有無卡、讀卡密碼次數(shù)、該卡是否損壞、讀卡是否正常、是否用戶卡、密碼核對、寫卡是否正常、備份氣量是否正確、通訊端口關閉是否正常、該卡是否為新卡或插反、該卡非本系統(tǒng)卡、該卡不是新卡、用戶卡號(地區(qū)代碼)與卡內(nèi)的值不匹配、清卡失敗、氣量超限等。接口使用串口通信。各函數(shù)功能定義如下：

(1)讀卡函數(shù)功能：讀出卡內(nèi)數(shù)據(jù)。

(2)寫新卡函數(shù)功能：將開戶卡或用戶卡數(shù)據(jù)寫入已格式化的新卡中，并根據(jù)卡類型和卡狀態(tài)確定寫數(shù)據(jù)的格式。

(3)寫用戶卡函數(shù)功能：用于用戶卡購氣、退氣。氣量大于0代表購氣，氣量等于0代表退氣。需要驗證卡內(nèi)的用戶卡號和地區(qū)代碼是否與傳入的參數(shù)值相符合，不符合不能進行寫入操作。若卡內(nèi)沒有地區(qū)代碼，則只需要驗證用戶卡號相符合。

(4)清卡函數(shù)功能：將開戶卡或用戶卡格式化成新卡。需要驗證卡內(nèi)的用戶卡號和地區(qū)代碼是否與傳入的參數(shù)值相符合，不符合不能進行格式化操作。若卡內(nèi)沒有地區(qū)代碼，則只需要驗證用戶卡號相符合。

(5)判卡函數(shù)功能：根據(jù)卡片中的特征信息，識別插入的卡片是否為本廠商驅(qū)動支持的開戶卡或用戶卡。在讀卡過程中，應避免多次嘗試讀卡密碼造成卡報廢。

2 統(tǒng)一讀卡器實現(xiàn)

結(jié)合昆侖燃氣和試點單位在用IC卡表和已有讀卡器現(xiàn)狀，同時考慮未來燃氣表的發(fā)展等多種因素后，確定采用統(tǒng)一型號的讀卡器作為昆侖燃氣所有IC卡表的IC卡的讀寫設備。各IC卡表廠家按照本系統(tǒng)的IC卡接口規(guī)范和確定的讀卡器型號對本廠家的卡表動態(tài)鏈接庫(DLL)進行重構(gòu)，動態(tài)庫重構(gòu)圖方式見圖1。

圖1 動態(tài)庫重構(gòu)圖方式

統(tǒng)一讀卡器后IC卡購氣業(yè)務見圖2。

圖2 統(tǒng)一讀卡器后IC卡購氣業(yè)務

本系統(tǒng)采用ActiveX方式，將各IC卡表廠家重構(gòu)后的DLL進行集中封裝成OCX控件，并部署到營業(yè)廳的PC機上，通過統(tǒng)一型號的讀卡器，以及本系統(tǒng)統(tǒng)一界面，實現(xiàn)10余家IC卡表不同的IC卡開卡、充值、補卡、補氣、沖正和銷戶以及機械表收費等功能。

3 應用效果

本系統(tǒng)自2013年3月上線后，將7家試點單位10余種IC卡表共20余個單機版業(yè)務系統(tǒng)以及機械表收費業(yè)務統(tǒng)一到一個收費平臺，規(guī)范了所有IC卡的開卡、充值、補卡、補氣、沖正和銷戶等以及機械表收費流程；規(guī)范并標準化了客戶、帳戶、服務協(xié)議、地址、房屋、現(xiàn)場活動、帳單、IC卡等數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)信息共享；實現(xiàn)了IC卡和機械表統(tǒng)一的用戶界面，簡化操作流程，提高了營業(yè)廳操作人員的工作效率，提高了服務質(zhì)量；通過統(tǒng)一的業(yè)務數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)操作層、管理層和決策層各種統(tǒng)計分析和決策支持。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)通過試點實施，驗證了在不更換燃氣表的情況下，通過規(guī)范的IC卡接口，實現(xiàn)了不同IC卡表應用統(tǒng)一讀卡器進行購氣相關業(yè)務，系統(tǒng)操作簡單，得到了營業(yè)廳操作人員充分肯定。本系統(tǒng)還將進行推廣，根據(jù)試點經(jīng)驗并結(jié)合燃氣表的發(fā)展趨勢，將進一步補充完善IC卡接口規(guī)范，在推廣階段繼續(xù)采用統(tǒng)一讀卡器方法，將其它40多個IC卡表廠家自帶的收費系統(tǒng)和讀卡器替換為本系統(tǒng)收費及本系統(tǒng)已采用的統(tǒng)一讀卡器。

Introduction of Unified Card Reader in the Natural Gas Sales Management System

PetroChina Planning and Engineering Institute Wang Ailing Chai Hongen
PetroChina Kunlun Gas Co., Ltd. Gao Feng

In the pilot implementation of the PetroChina Natural Gas Sales Management system, it encountered problems that there are many IC card meter manufacturers and each has its own charging systems, IC cards and card readers, which makes the gas charge operation very complicated. Through implementing measures, such as unified card reader model, etc, it can achieve a unified gas charging system and unified card reader, which can bring convenience to gas charges unified management, information sharing, and statistical analysis as well.

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