淺談智能電子水表在供水行業(yè)中的應(yīng)用前景

楊志

摘? ? 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，表計(jì)行業(yè)也在發(fā)生著日新月異的變化，智能水表遠(yuǎn)程抄表技術(shù)日趨完善，而傳統(tǒng)人工抄表模式因工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，受天氣等不可控現(xiàn)象影響，已不能適應(yīng)社會(huì)、供水企業(yè)的發(fā)展需求，智能抄表正逐漸取代人工抄表在人們生活中的地位。本文主要介紹了智能水表抄表技術(shù)在供水行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、優(yōu)勢(shì)，解釋遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的采集原理和組成部分，并針對(duì)智能水表在運(yùn)行中出現(xiàn)的問題提出了有效解決方案，希望能夠?qū)ψx者產(chǎn)生一些幫助。

關(guān)鍵詞：智能水表;遠(yuǎn)程抄表;運(yùn)行管理

1? 前言

隨著城市人口的增多，城市正朝著數(shù)字化、智能化到智慧化的進(jìn)程發(fā)展，智能水表遠(yuǎn)程抄表技術(shù)克服了傳統(tǒng)人工抄表模式效率低且容易出錯(cuò)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程接收，快速精準(zhǔn)抄讀數(shù)據(jù)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在城市中得到有效的推廣使用。

2? 智能水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的組成與選用

智能水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)是指通過無線網(wǎng)絡(luò)，主站與智能水表遠(yuǎn)程通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信息遠(yuǎn)傳，最后由后臺(tái)軟件處理和分析數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)包括主站、無線遠(yuǎn)傳裝置、集中器、采集器、智能水表五個(gè)組成部分。主站：儲(chǔ)存數(shù)據(jù)用的服務(wù)器，可以延伸各種應(yīng)用。無線遠(yuǎn)傳裝置：用于采集智能水表、壓力傳感器、液位儀等終端設(shè)備的數(shù)據(jù)，可通過GPRS/GSM/CDMA/NB-IoT等無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，達(dá)到管理后臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。集中器：設(shè)置于多個(gè)采集器和/或智能水表與主站間，集中采集數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)，最后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與主站通訊。采集器：設(shè)置于智能水表與集中器之間，采集一個(gè)或多個(gè)智能水表的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并傳遞給集中器。智能水表由機(jī)械表及采集模塊組成，采集模塊內(nèi)嵌有微處理器，可以把機(jī)械表上的窗口數(shù)值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、保存、上傳的功能。

按照采集數(shù)據(jù)的方式，智能水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)可分為如下兩種：

（1）集中器抄表：集中器利用RS485、M-Bus總線與智能水表連接，集中采集數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)，最后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳到主站【2】。M-BUS是一種專門為計(jì)量?jī)x器數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì)的總線，為兩芯線無極性，可任意分支，方便安裝調(diào)試，M-BUS一般可接500個(gè)點(diǎn)，電壓足夠可接更多，通訊距離最長(zhǎng)可達(dá)1200m，具有總線故障隔離性能，保障部分總線故障時(shí)其余部分正常通訊，目前在集中抄表領(lǐng)域占據(jù)主流。RS-485是一種采用平衡發(fā)送和差分接收數(shù)據(jù)的總線，具有良好的抑制共模干擾能力，但連接結(jié)點(diǎn)少，一般不超過100個(gè)點(diǎn)，通訊距離短，一般只有數(shù)百米，通常要結(jié)合采集器使用，即集中器先經(jīng)采集器再接智能水表的連接方式，拓寬結(jié)點(diǎn)數(shù)，延長(zhǎng)通訊距離。集中器抄表優(yōu)勢(shì)在于通訊可靠性高，運(yùn)行成本低，但布線困難，因此常應(yīng)用于戶型密集、方便集中布線的高層住宅小區(qū)，商業(yè)公寓等。

（2）物聯(lián)網(wǎng)抄表：應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)，通常表現(xiàn)為無線遠(yuǎn)傳裝置與智能水表一對(duì)一組合，直接與主站交換數(shù)據(jù)，其無線通信方式一般有GPRS、CDMA、Lora和NB-IoT等。NB-IoT是一種新興的技術(shù)，支持低功耗廣域網(wǎng)連接，但為收費(fèi)頻段，運(yùn)行費(fèi)用高;Lora具有傳輸距離遠(yuǎn)、工作功耗低、組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)多特點(diǎn)，是目前被廣泛使用的無線抄表技術(shù);CDMA使用的是短消息傳輸，功率大;GPRS具有實(shí)時(shí)在線特性，傳輸容量大、速率高，常用于對(duì)大口徑水表的24h實(shí)時(shí)用量監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)抄表克服布線困難缺點(diǎn)，安裝簡(jiǎn)易，后期檢修維護(hù)方便，但受信號(hào)限制，常應(yīng)用于農(nóng)村村表、平房、別墅、舊改居民樓等信號(hào)良好、布線困難的區(qū)域。

3? 智能水表遠(yuǎn)程抄表的應(yīng)用

隨著國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)程抄表技術(shù)的日益發(fā)展和完善，利用無線網(wǎng)絡(luò)將表計(jì)讀數(shù)遠(yuǎn)程傳送回水司，并與營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)對(duì)接，遠(yuǎn)程抄表數(shù)據(jù)的有效利用，大大減輕了抄表人員的工作量，提高工作效率。過去抄表員要拿手持機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)的集抄點(diǎn)采集，現(xiàn)在足不出戶就能采集數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)因具備自動(dòng)抄表、定時(shí)上報(bào)的功能優(yōu)勢(shì)得到各大水司的青睞。利用遠(yuǎn)程抄表，抄表人員不用上門打擾用戶，即使水表被鎖被堆埋，也無需估抄，避免因抄讀不準(zhǔn)引起的客戶投訴與產(chǎn)銷差誤差，而且遠(yuǎn)程抄表的數(shù)據(jù)分析對(duì)判斷水表滯行故障、分析漏耗、分析配表合理性等提供可靠依據(jù)。

4? 智能電子水表運(yùn)行管理

4.1? 通訊故障

（1）主站與集中器或無線遠(yuǎn)傳裝置之間通訊失敗：現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備欠電，或安裝位置信號(hào)欠佳，造成遠(yuǎn)程通訊不穩(wěn)定。安裝設(shè)備時(shí)選擇信號(hào)良好、接市電方便的點(diǎn)，可采用加長(zhǎng)的天線盡量延伸到室外等信號(hào)較好的位置，及時(shí)更換低電壓報(bào)警的電池，保障設(shè)備的正常在線。

（2）集中器或無線遠(yuǎn)傳裝置與智能水表之間通訊失?。哼h(yuǎn)傳設(shè)備內(nèi)部電路元件出現(xiàn)燒壞故障需要更換設(shè)備;接線盒內(nèi)接線頭受潮氧化，需要及時(shí)維修爆漏水表，避免滴水流入接線盒，引起水表線的短路或斷路。

（3）智能水表采集數(shù)據(jù)失?。核韮?nèi)部電路元件出現(xiàn)燒壞故障需要更換;集中器下掛載表量過多，造成供電不足，使部分智能表不能正常抄讀，需要規(guī)范安裝，合理利用集中器的掛載容量。

采集讀數(shù)失準(zhǔn)，智能水表采集的讀數(shù)與機(jī)械行度不一致。建立健全的數(shù)據(jù)復(fù)核機(jī)制，定期抽查，核對(duì)采集數(shù)值與機(jī)械行度一致性;水司的營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)可基于歷史用量對(duì)當(dāng)前的采集讀數(shù)進(jìn)行篩查，對(duì)異常讀數(shù)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核，及時(shí)維修故障表;廠商也應(yīng)著重提高智能水表的工藝精度，提高采集準(zhǔn)確率。

4.2? 系統(tǒng)兼容

（1）硬件不兼容：不同廠商的智能水表、集中器等設(shè)備不能互相兼容，設(shè)備故障更換上非原廠商的設(shè)備不能通訊。

（2）軟件不兼容：不同廠商智能水表的抄表軟件不兼容，不能交互抄表，原有的智能水表售后服務(wù)期滿后，若廠家不愿再提供維護(hù)服務(wù)，后期軟件發(fā)生問題就會(huì)無人維護(hù)、升級(jí)，系統(tǒng)面臨癱瘓。

（3）數(shù)據(jù)不兼容：通常智能水表采集的數(shù)據(jù)傳送并保存到各自水表廠商的服務(wù)器，水司只是通過鏈接登錄廠商的操作平臺(tái)查詢數(shù)據(jù)。這種現(xiàn)象可能會(huì)造成水表的數(shù)據(jù)被廠商不合理利用，而且水司若有多個(gè)中標(biāo)廠商，對(duì)系統(tǒng)的管理與查詢數(shù)據(jù)造成不便。

建議水司建立統(tǒng)一的通訊協(xié)議，包括從智能水表到遠(yuǎn)傳設(shè)備，以及遠(yuǎn)傳設(shè)備到主站的通訊協(xié)議，每個(gè)中標(biāo)廠商的供貨產(chǎn)品都必須要采用水司的統(tǒng)一協(xié)議通訊，以達(dá)到不同品牌的水表、設(shè)備能夠互相更換使用;并且搭建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，各個(gè)中標(biāo)廠商的智能水表數(shù)據(jù)只能傳送并保存在水司的服務(wù)器，保障數(shù)據(jù)的安全性，并有利于系統(tǒng)的維護(hù)與功能拓展。

4.3? 售后服務(wù)

雖然水表廠商承諾免費(fèi)售后服務(wù)，但在實(shí)際管理過程中卻難免出現(xiàn)管理維護(hù)人員不足，故障響應(yīng)速度慢，設(shè)備故障處理時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)。為了改善服務(wù)質(zhì)量，及時(shí)處理故障，水司可在水表招標(biāo)文件上注明售后服務(wù)承諾及要求，把故障處理時(shí)長(zhǎng)也列為對(duì)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)考核驗(yàn)收的依據(jù);擬定售后服務(wù)期滿后的維護(hù)方案，培養(yǎng)與儲(chǔ)備具備維護(hù)智能水表能力的水司內(nèi)部人員，利用培訓(xùn)去提升水司技術(shù)人員判斷故障和解決故障的能力，為智能水表維護(hù)團(tuán)隊(duì)做好人員的儲(chǔ)備，以便應(yīng)對(duì)系統(tǒng)維護(hù)力度不足的情況。

5? 結(jié)束語

隨著智能水表的推廣使用，充分利用遠(yuǎn)程抄表的快速、可靠特性，來減少人力支出，節(jié)約勞動(dòng)成本，成為今后表務(wù)管理的重點(diǎn)。通過建立合理的機(jī)制，監(jiān)控設(shè)備異常，及時(shí)處理故障，定期對(duì)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)做出評(píng)估，保障系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。搭建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接收平臺(tái)，并與水司自有的營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)相互支持、相互應(yīng)用，開拓大數(shù)據(jù)時(shí)代。

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