物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗韺?shí)施階梯氣價(jià)計(jì)費(fèi)的途徑

邵澤華

(成都秦川物聯(lián)網(wǎng)科技股份有限公司， 四川 成都 610100)

1 概述

階梯氣價(jià)的實(shí)施在一定程度上改變了當(dāng)前的燃?xì)舛▋r(jià)方式，也對(duì)燃?xì)獗硖岢隽烁叩囊骩1]。本文對(duì)物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗韺?shí)施階梯氣價(jià)計(jì)費(fèi)的途徑進(jìn)行探討。

2 物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗斫Y(jié)構(gòu)和功能[2]

按階梯氣價(jià)計(jì)費(fèi)的物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗斫Y(jié)構(gòu)見圖1。主要包括階梯氣價(jià)主控制模塊、無線通信模塊、時(shí)鐘芯片、機(jī)電轉(zhuǎn)換單元、機(jī)械計(jì)量單元、顯示器等。

圖1 按階梯氣價(jià)計(jì)費(fèi)的物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗斫Y(jié)構(gòu)

階梯氣價(jià)主控制模塊包括處理器、存儲(chǔ)器、電子計(jì)量單元。處理器分別與存儲(chǔ)器、電子計(jì)量單元、時(shí)鐘芯片、顯示器、無線通信模塊連接，接收電子計(jì)量信號(hào)和來自燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)的價(jià)格方案指令、用戶購買氣量信息(儲(chǔ)存至存儲(chǔ)器中)，并將表端時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘信息與燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)的時(shí)間進(jìn)行同步。電子計(jì)量單元用于接收機(jī)電轉(zhuǎn)換單元的電子脈沖信號(hào)。存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)信息，包括用氣量信息(歷史計(jì)費(fèi)周期及當(dāng)前計(jì)費(fèi)周期的累計(jì)用氣量等信息)、時(shí)間信息、氣價(jià)方案信息(包括價(jià)格方案指令信息、表端階梯氣價(jià)歷史使用信息及當(dāng)前階梯氣價(jià)生效時(shí)間信息)，還儲(chǔ)存有充值氣量數(shù)據(jù)(預(yù)付金額)，處理器按照當(dāng)前計(jì)費(fèi)周期用氣量及階梯氣價(jià)方案進(jìn)行氣費(fèi)計(jì)算，并從預(yù)付金額中進(jìn)行扣除。

無線通信模塊用于實(shí)現(xiàn)燃?xì)獗砼c燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)之間的通信，除可接收燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)的價(jià)格方案指令等信息，也可向燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)發(fā)送表端信息。

時(shí)鐘芯片中存儲(chǔ)有表端的時(shí)鐘信息，是物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗砗螘r(shí)執(zhí)行相關(guān)功能的依據(jù)。

機(jī)械計(jì)量單元采集到的燃?xì)饬髁啃盘?hào)屬于機(jī)械計(jì)量信號(hào)，是電子計(jì)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。機(jī)電轉(zhuǎn)換單元將機(jī)械計(jì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子脈沖信號(hào)后傳輸給電子計(jì)量單元，由電子計(jì)量單元轉(zhuǎn)換為電子計(jì)量信號(hào)，同時(shí)記錄計(jì)費(fèi)周期內(nèi)的累計(jì)用氣量并儲(chǔ)存至存儲(chǔ)器中。

顯示器用于顯示物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗頎顟B(tài)信息，包括時(shí)鐘信息、氣價(jià)信息、用氣量信息、閥門狀態(tài)信息等。

燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)用于燃?xì)夤救細(xì)鈽I(yè)務(wù)的綜合管理，能夠接收表端信息，也能向表端發(fā)送控制信息。

3 階梯氣價(jià)方案與計(jì)費(fèi)原則

① 階梯氣價(jià)方案

為方便燃?xì)夤景凑块T規(guī)定的價(jià)格指令進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)價(jià)，物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗黼A梯氣價(jià)主控制模塊的存儲(chǔ)器儲(chǔ)存了多套階梯氣價(jià)方案，并支持階梯氣價(jià)周期的開始時(shí)間與持續(xù)時(shí)間的設(shè)置。處理器根據(jù)每套階梯氣價(jià)方案開始時(shí)間，與時(shí)鐘芯片中的當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行比較，判斷當(dāng)前時(shí)間是否滿足新階梯氣價(jià)方案的執(zhí)行時(shí)間。若滿足條件，則將當(dāng)前階梯氣價(jià)方案替換為新階梯氣價(jià)方案，反之維持當(dāng)前階梯氣價(jià)方案不變。

氣量分為三檔：一檔氣量范圍[0，V1]，二檔氣量范圍(V1，V2]，三檔氣量范圍(V2，+∞)。各檔對(duì)應(yīng)不同氣價(jià)。V1、V2為氣量的分檔限值。

② 計(jì)費(fèi)原則

在一個(gè)計(jì)費(fèi)周期內(nèi)，對(duì)于預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗恚谔幚砥髯x取累計(jì)用氣量(為判定階梯氣價(jià))的同時(shí)，累計(jì)用氣量每增加1 m3扣費(fèi)一次。

4 確保實(shí)施階梯氣價(jià)的措施

① 時(shí)鐘同步

燃?xì)獗砼c燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)時(shí)間的一致性是保證階梯氣價(jià)方案執(zhí)行效果的基礎(chǔ)，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致計(jì)費(fèi)及調(diào)價(jià)不統(tǒng)一。

可將燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)的時(shí)間信息直接集成在階梯氣價(jià)方案指令中，每次燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)向表端發(fā)送階梯氣價(jià)方案指令時(shí)，即可進(jìn)行一次時(shí)鐘同步。

然而在實(shí)際應(yīng)用中，燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)與表端的通信頻率比較低，存在長期不進(jìn)行通信的可能，難以進(jìn)行時(shí)鐘同步，易造成表端與燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)之間的時(shí)間出現(xiàn)偏差，有必要定期對(duì)表端進(jìn)行時(shí)鐘同步。因此，即使在不發(fā)送階梯氣價(jià)方案指令的情況下，燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺(tái)也應(yīng)定期向無線通信模塊發(fā)送單獨(dú)的時(shí)鐘同步指令，確保二者的時(shí)鐘同步。

② 階梯氣價(jià)周期已執(zhí)行時(shí)間的計(jì)算

在一些場(chǎng)景下需要知道當(dāng)前階梯氣價(jià)周期的執(zhí)行時(shí)間，這需要處理器能夠準(zhǔn)確計(jì)算截至統(tǒng)計(jì)日(統(tǒng)計(jì)日在當(dāng)前階梯氣價(jià)周期內(nèi))當(dāng)前階梯氣價(jià)周期已執(zhí)行的時(shí)間。

截至統(tǒng)計(jì)日當(dāng)前階梯氣價(jià)周期已執(zhí)行的月m的計(jì)算式為：

m=1+mod(mcur+mcyc-ms,mcyc)

(1)

式中m——截至統(tǒng)計(jì)日當(dāng)前階梯氣價(jià)周期已執(zhí)行的月

mod——求余函數(shù)

mcur——統(tǒng)計(jì)日所在月份

mcyc——當(dāng)前階梯氣價(jià)周期(月)

ms——當(dāng)前階梯氣價(jià)周期的起始月份

以某階梯氣價(jià)周期為12個(gè)月為例，起始時(shí)間為2019年5月1日。統(tǒng)計(jì)日為2020年2月15日時(shí)，由式(1)可計(jì)算得到截至統(tǒng)計(jì)日當(dāng)前階梯氣價(jià)周期已執(zhí)行的月為10個(gè)月。

③ 氣價(jià)判別

對(duì)氣價(jià)的準(zhǔn)確判別，是確保階梯氣價(jià)環(huán)境下計(jì)費(fèi)公平的前提。處理器讀取存儲(chǔ)器中當(dāng)前計(jì)費(fèi)周期的累計(jì)用氣量，判斷該累計(jì)用氣量所處的檔。

累計(jì)用氣量達(dá)到某一檔氣量上限之前，每增加1 m3處理器讀取一次數(shù)據(jù)。當(dāng)接近某一檔氣量上限時(shí)，按計(jì)量分辨力(家用燃?xì)獗頌?.01 m3，工業(yè)燃?xì)獗頌?.1 m3)為步長讀取累計(jì)用氣量，當(dāng)累計(jì)氣量達(dá)到該檔氣量上限+1 m3時(shí)，恢復(fù)按每增加1 m3讀取一個(gè)數(shù)據(jù)的策略。

5 結(jié)語

階梯價(jià)格的施行是國家推進(jìn)天然氣價(jià)格改革，理順天然氣不同氣源之間以及天然氣與其他能源產(chǎn)品之間的合理比價(jià)關(guān)系的一項(xiàng)重要舉措，是關(guān)系到國計(jì)民生的一件大事，也是必然趨勢(shì)[3]。階梯氣價(jià)的實(shí)施，不僅保障了基本用氣需求，而且能夠喚醒用戶的節(jié)約意識(shí)。