一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其是涉及一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统。

背景技术

随着科学技术的快速发展，电力资源的消耗也随之快速增长，伴随着用电单位以及用电情况的逐渐多样化与复杂化，以及采集覆盖率的不断提高，购售同期的要求越来越急迫，对抄表算费处理能力及性能的要求越来越高，当前IOE架构的处理能力和性能难以满足持续增长的业务要求。

公开号CN106713465A提出了一种分布式存储系统，该系统包括：至少一个数据服务器、至少一个存储服务器以及中心交换机，所述至少一个数据服务器，通过所述中心交换机与所述至少一个存储服务器相连；所述至少一个数据服务器获取海量数据以及对所述海量数据进行过滤处理得到目标数据，将所述目标数据通过中心交换机发送至所述至少一个存储服务器；所述至少一个存储服务器接收并存储所述目标数据。利用该分布式存储系统，能够通过分布式的数据服务器独立的实现海量数据的过滤处理，有效地节省了数据的处理时间，同时也提高了数据的处理精度，并且避免了因数据处理的处理量过大而出现死机、宕机的风险，由此提高了分布式存储系统的用户体验。然而上述系统虽然在存储方面功能较为全面，但由于仍采用单一的数据处理器对存储后的数据进行计算和处理，而电费的核算包括抄见电量计算、抄表示数计算、公摊电量计算、表外加量计算、变损计算、线损计算等，数据处理程序较为复杂，通过上述系统难以满足电力公司对于电费处理的高效率、高精度的使用要求。

为此，我们提出一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种处理效率高，处理能力强，算法精度高的基于分布式存储和分布式计算的电费系统。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统，包括用于收集和传递数据信息的客户端处理器，客户端处理器电性连接有若干用于收集和反馈用电相关信息的客户端，客户端设置在用电户处，用于收集并传输相应用电户的用电数据信息，客户端处理器电性连接有用于存储数据的存储控制器以及用于数据计算处理的计算控制器，存储控制器用于传输并分配电费相关信息，存储控制器与计算控制器彼此之间电性连接，通过存储控制器将计算所需要的的数据传输至计算控制器，存储控制器电性连接有数据缓存处理模块，数据缓存处理模块包括彼此之间相互独立的数据缓存处理模块A、数据缓存处理模块B、数据缓存处理模块C、数据缓存处理模块D、数据缓存处理模块E、数据缓存处理模块F、以及数据缓存处理模块G,多个数据缓存处理模块分别用于不同数据的处理，数据缓存处理模块电性连接有数据传输模块，数据传输模块电性连接有终端存储模块，可将原始数据存放在终端存储模块内，数据缓存处理模块仅仅用于临时存储和传输相关数据，从而提高数据的处理效率，计算控制器电性连接有数据计算节点，数据计算节点包括彼此之间相互独立的数据计算节点A、数据计算节点B、数据计算节点C、数据计算节点D、数据计算节点E、数据计算节点F、数据计算节点G，数据计算节点彼此之间分别用于计算不同的电费数据。

在上述的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统中，数据缓存处理模块A用于缓存用户端传输的起码与止码用电信息，数据计算节点A用于计算用户抄见电量，计算方式为：常态下，抄见电量＝[(止码-起码)]×综合倍率。

当发生表轮转时，需在止码上加上表量程，即10的表字位次幂，即：抄见电量＝[(止码+10

对执行分时电价的用电客户，平电量为保底电量，即：平抄见电量＝总抄见电量-峰抄见电量-谷抄见电量。

在上述的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统中，数据缓存处理模块B用于缓存用户端传输的用户抄表示数数据，数据计算节点B用于对抄表示数进行处理，正常抄表示数使用采集系统采集到的数据，在营销系统及量费中心中不进行修改。但为了避免倍率为1的用电客户因电量取整导致电量少收或重复计收，对此类用电客户在计算抄见电量时对抄表示数进行向下取整，即只取抄表示数的整数位进行计算。倍率不等于1的用电客户按实际抄表数据进行计算。

在上述的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统中，数据缓存处理模块C用于缓存楼道、电梯公共区域用电数据，数据计算节点C用于对分摊电量数据进行处理，分摊算法为：

1、计算每户均分电量，但当月抄表电量为0的用户不参与计算。

2、剩余电量分摊。如均分后有剩余电量，则将剩余电量以随机算法分摊给分摊户，每户最多分到1千瓦时。

在上述的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统中，数据缓存处理模块D用于缓存计量电量之外额外增加或者减少的电量数据，数据计算节点D用于对表外加量数据进行处理，表外加量的计算一般采用直接累加对应协议电量值的方式进行。

在上述的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统中，数据缓存处理模块E用于缓存有功空载损耗、变压器运行天数、有功负载损耗、有功抄见电量、无抄见功电量、变压器容量、变压器运行天数、无功空载损耗、务工负载损耗数据，数据计算节点E用于变损数据的计算，变损数据的计算方法包括公式法和定量两种计算方式：

1、公式法。计算公式为：

其中，K为修正系数，三班取值1.2，两班取值1.8，一班取值3.6。

2、定量计算。与客户协议每月的有功变损电量，当发生零天用电时，每日收取协议值的自然月天数分之一。

在上述的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统中，数据缓存处理模块F用于收集线路阻抗、长度、电压等级、运行时间和用电量数据，数据计算节点F用于线损数据的计算，线损计算方式包括公式法、定比法和定量法。

1、公式法。按照线路材质(阻抗)、长度、电压等级、运行时间和用电量情况进行计算，计算公式为：

2、定比法。协议线损电量为(抄见电量+有功变损电量)的一定比例，计算时将抄见电量乘以定比值后四舍五入作为线损电量。

3、定量法。协议每月线损电量，即线损电量为固定值，零天时按实际使用天数，每天收取协议值的自然月天数之一。

在上述的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统中，数据缓存处理模块G用于多余数据的缓存，数据计算节点G在需要时启动，并用于提高数据处理速度，数据缓存处理模块G与数据计算节点G常态下处于待机状态，设置数据缓存处理模块G与数据计算节点G可在需要时提高电费相关数据缓存和计算速度，从而有效提高计算效率。

在上述的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统中，存储控制器包括数据存储模块、数据调取模块、数据监控模块、存储数据备份模块，数据存储模块用于分配接收到的客户端处理器传输的数据，可通过数据存储模块分配接收到的客户端处理器传输的数据，分配后的数据分别进入相应的数据存储缓存处理模块内，由于单个数据缓存处理缓存的数据类型相同，可有效提高对数据的处理能力，从而大大提高对于电费计算的处理效率，数据调取模块用于调取相应的数据并传输至计算控制器或客户端处理器，数据监控模块用于监控各个数据缓存处理模块的运行状况并在需要时调用数据缓存处理模块G，存储数据备份模块用于对接收到的原始数据进行备份，可根据计算需要将相应数据从对应的存储处理器内导出，同时通过数据监控模块可实时监控各个数据缓存处理模块的运行状况，并根据需要启动数据缓存处理模块，提高数据缓存处理速度。

在上述的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统中，计算控制器包括计算调配模块、核算模块、数据反馈模块以及计算数据备份模块，计算调配模块包括用于对各个数据计算节点进行监控的节点监控模块以及用于分配相关数据并传输至相应数据计算节点的计算分配模块，可将不同类型的数据分配并传输至相应的数据计算节点内，由于单个的数据计算节点所计算的数据类型保持一致，从而大大提高电费的计算效率，同时通过设置核算模块可对计算后的数据进行二次核算，从而进一步提高了电费的计算精度，核算模块用于核算相应数据计算结果，数据反馈模块用于收集相应数据的计算结果并反馈至客户端处理器，计算数据备份模块用于对各个数据计算节点的计算结果进行备份。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明通过设置客户端处理器与多个客户端电性连接，可通过客户端处理器直接接收相应用电客户的用电信息或者将电费的计算结果及时发送至用电客户处，方便快捷。

2、本发明通过设置存储控制器，可通过数据存储模块分配接收到的客户端处理器传输的数据，分配后的数据分别进入相应的数据存储缓存处理模块内，由于单个数据缓存处理缓存的数据类型相同，可有效提高对数据的处理能力，从而大大提高对于电费计算的处理效率。

3、本发明通过设置数据调取模块可根据计算需要将相应数据从对应的存储处理器内导出，同时通过数据监控模块可实时监控各个数据缓存处理模块的运行状况，并根据需要启动数据缓存处理模块，提高数据缓存处理速度。

4、本发明通过设置计算控制器，可将不同类型的数据分配并传输至相应的数据计算节点内，由于单个的数据计算节点所计算的数据类型保持一致，从而大大提高电费的计算效率，同时通过设置核算模块可对计算后的数据进行二次核算，从而进一步提高了电费的计算精度。

5、本发明通过设置存储数据备份模块以及计算数据备份模块可分别对原始数据以及计算数据进行备份，有效避免了数据丢失的出现，同时便于客户的查询和二次核算。

6、本发明通过设置数据传输模块以及终端存储模块，可将原始数据存放在终端存储模块内，数据缓存处理模块仅仅用于临时存储和传输相关数据，从而提高数据的处理效率。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统结构框图；

图2是本发明提供的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统缓存控制器的结构框图；

图3是本发明提供的一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统计算控制器的结构框图。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

如图1-3所示，一种基于分布式存储和分布式计算的电费系统，包括用于收集和传递数据信息的客户端处理器，客户端处理器电性连接有若干用于收集和反馈用电相关信息的客户端，客户端设置在用电户处，用于收集并传输相应用电户的用电数据信息，客户端处理器电性连接有用于存储数据的存储控制器以及用于数据计算处理的计算控制器，存储控制器用于传输并分配电费相关信息，存储控制器与计算控制器彼此之间电性连接，通过存储控制器将计算所需要的的数据传输至计算控制器，存储控制器电性连接有数据缓存处理模块，数据缓存处理模块包括彼此之间相互独立的数据缓存处理模块A、数据缓存处理模块B、数据缓存处理模块C、数据缓存处理模块D、数据缓存处理模块E、数据缓存处理模块F、以及数据缓存处理模块G,多个数据缓存处理模块分别用于不同数据的处理，数据缓存处理模块电性连接有数据传输模块，数据传输模块电性连接有终端存储模块，可将原始数据存放在终端存储模块内，数据缓存处理模块仅仅用于临时存储和传输相关数据，从而提高数据的处理效率，计算控制器电性连接有数据计算节点，数据计算节点包括彼此之间相互独立的数据计算节点A、数据计算节点B、数据计算节点C、数据计算节点D、数据计算节点E、数据计算节点F、数据计算节点G，数据计算节点彼此之间分别用于计算不同的电费数据。

数据缓存处理模块A用于缓存用户端传输的起码与止码用电信息，数据计算节点A用于计算用户抄见电量，计算方式为：常态下，抄见电量＝[(止码-起码)]×综合倍率。

当发生表轮转时，需在止码上加上表量程，即10的表字位次幂，即：抄见电量＝[(止码+10

对执行分时电价的用电客户，平电量为保底电量，即：平抄见电量＝总抄见电量-峰抄见电量-谷抄见电量。

数据缓存处理模块B用于缓存用户端传输的用户抄表示数数据，数据计算节点B用于对抄表示数进行处理，正常抄表示数使用采集系统采集到的数据，在营销系统及量费中心中不进行修改。但为了避免倍率为1的用电客户因电量取整导致电量少收或重复计收，对此类用电客户在计算抄见电量时对抄表示数进行向下取整，即只取抄表示数的整数位进行计算。倍率不等于1的用电客户按实际抄表数据进行计算。

数据缓存处理模块C用于缓存楼道、电梯公共区域用电数据，数据计算节点C用于对分摊电量数据进行处理，分摊算法为：

1、计算每户均分电量，但当月抄表电量为0的用户不参与计算。

2、剩余电量分摊。如均分后有剩余电量，则将剩余电量以随机算法分摊给分摊户，每户最多分到1千瓦时。

数据缓存处理模块D用于缓存计量电量之外额外增加或者减少的电量数据，数据计算节点D用于对表外加量数据进行处理，表外加量的计算一般采用直接累加对应协议电量值的方式进行。

数据缓存处理模块E用于缓存有功空载损耗、变压器运行天数、有功负载损耗、有功抄见电量、无抄见功电量、变压器容量、变压器运行天数、无功空载损耗、务工负载损耗数据，数据计算节点E用于变损数据的计算，变损数据的计算方法包括公式法和定量两种计算方式：

2、公式法。计算公式为：

其中，K为修正系数，三班取值1.2，两班取值1.8，一班取值3.6。

2、定量计算。与客户协议每月的有功变损电量，当发生零天用电时，每日收取协议值的自然月天数分之一。

数据缓存处理模块F用于收集线路阻抗、长度、电压等级、运行时间和用电量数据，数据计算节点F用于线损数据的计算，线损计算方式包括公式法、定比法和定量法。

1、公式法。按照线路材质(阻抗)、长度、电压等级、运行时间和用电量情况进行计算，计算公式为：

2、定比法。协议线损电量为(抄见电量+有功变损电量)的一定比例，计算时将抄见电量乘以定比值后四舍五入作为线损电量。

3、定量法。协议每月线损电量，即线损电量为固定值，零天时按实际使用天数，每天收取协议值的自然月天数之一。

数据缓存处理模块G用于多余数据的缓存，数据计算节点G在需要时启动，并用于提高数据处理速度，数据缓存处理模块G与数据计算节点G常态下处于待机状态，设置数据缓存处理模块G与数据计算节点G可在需要时提高电费相关数据缓存和计算速度，从而有效提高计算效率。

存储控制器包括数据存储模块、数据调取模块、数据监控模块、存储数据备份模块，数据存储模块用于分配接收到的客户端处理器传输的数据，可通过数据存储模块分配接收到的客户端处理器传输的数据，分配后的数据分别进入相应的数据存储缓存处理模块内，由于单个数据缓存处理缓存的数据类型相同，可有效提高对数据的处理能力，从而大大提高对于电费计算的处理效率，数据调取模块用于调取相应的数据并传输至计算控制器或客户端处理器，数据监控模块用于监控各个数据缓存处理模块的运行状况并在需要时调用数据缓存处理模块G，存储数据备份模块用于对接收到的原始数据进行备份，可根据计算需要将相应数据从对应的存储处理器内导出，同时通过数据监控模块可实时监控各个数据缓存处理模块的运行状况，并根据需要启动数据缓存处理模块，提高数据缓存处理速度。

计算控制器包括计算调配模块、核算模块、数据反馈模块以及计算数据备份模块，计算调配模块包括用于对各个数据计算节点进行监控的节点监控模块以及用于分配相关数据并传输至相应数据计算节点的计算分配模块，可将不同类型的数据分配并传输至相应的数据计算节点内，由于单个的数据计算节点所计算的数据类型保持一致，从而大大提高电费的计算效率，同时通过设置核算模块可对计算后的数据进行二次核算，从而进一步提高了电费的计算精度，核算模块用于核算相应数据计算结果，数据反馈模块用于收集相应数据的计算结果并反馈至客户端处理器，计算数据备份模块用于对各个数据计算节点的计算结果进行备份。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。