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智慧水務(wù)感知終端 – 長(cháng)沙供水大口徑智能水表應用案例

2017年，長(cháng)沙供水有限公司開(kāi)始大口徑遠傳水表數據開(kāi)賬試點(diǎn)工作，試點(diǎn)非常成功，于是公司立即制定了2017-2019三年行動(dòng)計劃。 2017年底完成了大口徑遠傳水表數量為785 塊，根據三年行動(dòng)計劃，2018年預計更換大口徑遠傳水表1950 塊，2019年完成所有大口徑大水量開(kāi)賬水表的更換。

 

系統依托遠傳水表數據直接作為結算數據，入庫開(kāi)始傳輸數據，水表出庫、領(lǐng)用、安裝、通水、營(yíng)業(yè)抄收環(huán)節的全過(guò)程根據水表傳回的狀態(tài)信息（空管及流量）和流程信息反映出來(lái)。系統之間實(shí)現無(wú)縫對接，遠傳的水表均直接以遠傳數據作為結算依據，起初只是將數據傳回主站再進(jìn)行監控分析。

 

大小口徑水表結合推進(jìn)小區級DMA

長(cháng)沙水務(wù)推進(jìn)“一戶(hù)一表”改造，戶(hù)表數量與日俱增，已接管智能小區354個(gè)，共25萬(wàn)塊智能水表；“一戶(hù)一表”給抄表收費和用水管理帶了很多便利，但也給供水企業(yè)增加了漏損成本。已接管小區大部分為供水穩定、用水模式變化不是很大的封閉區域，在建立DMA小區方面有著(zhù)天然的優(yōu)勢。需將小區總表?yè)Q為DMA計量表，將管線(xiàn)等資料錄入系統，同時(shí)做好總分表的對應關(guān)系，即可對小區進(jìn)行物理漏損和產(chǎn)銷(xiāo)差的每日監測。

 

杭州水務(wù)集團“智慧水務(wù)”子項目“智慧營(yíng)銷(xiāo)”

“智慧營(yíng)銷(xiāo)”系統組成：

■ 營(yíng)銷(xiāo)基礎平臺（基礎平臺層）：面向外部客戶(hù)、內部員工、關(guān)聯(lián)單位和政府等角色，以GIS管網(wǎng)系統、營(yíng)帳系統、熱線(xiàn)服務(wù)系統、APP、網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳、微信等，為內部業(yè)務(wù)系統和外部互通互聯(lián)單位提供基礎信息。

■ 業(yè)務(wù)系統（業(yè)務(wù)處理層）：面向業(yè)務(wù)核心處理人員，是營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)規則的實(shí)現層，承擔流程控制、業(yè)務(wù)實(shí)現、質(zhì)量監督等功能，是營(yíng)銷(xiāo)系統的核心層，可以根據外部業(yè)務(wù)變化和服務(wù)創(chuàng )新的需要，通過(guò)對“基礎平臺層”提出需求進(jìn)行改造或延展。

■ 移動(dòng)作業(yè)端（工單作業(yè)層）：服務(wù)人員以業(yè)務(wù)系統發(fā)出的工單為工作起點(diǎn)，接收、處理、反饋工單處理的過(guò)程、結果，是服務(wù)人員和客戶(hù)直接接觸的界面，是營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)交付的數字化依據。

■ 在線(xiàn)預警，安全報供：在管網(wǎng)物理端安裝壓力、流量、水質(zhì)、滲漏等測量、感知設備，實(shí)時(shí)掌控管網(wǎng)關(guān)鍵節點(diǎn)運行情況。智能消火栓系統、Permalog滲漏預警系統等。

 

當前智慧水務(wù)面臨的問(wèn)題

目前，我國的智慧水務(wù)尚處于發(fā)展初級階段，整個(gè)領(lǐng)域還面臨著(zhù)諸多問(wèn)題，人工的參與和干預還比較多，智慧的目標還遠遠沒(méi)有實(shí)現。

■ 業(yè)內對智慧水務(wù)的認知不統一

降低成本，提升效率，優(yōu)化管理，精準化指導生產(chǎn)，部分代替人工?這些可能只是其中的一部分。此外，對智慧水務(wù)的作用效果認識比較片面，僅把監測以及監測數據的可視化作為開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，缺乏數據分析、優(yōu)化決策、輔助預警的能力。

■ 標準規范缺失

現有的一些地方標準多從“水務(wù)信息化”的角度去理解智慧的不同實(shí)現形態(tài)，分別編制了水表、管網(wǎng)、地理信息系統、客服系統等的標準，還未形成具有頂層規劃和統籌運行的系統性標準，還沒(méi)有以“智慧水務(wù)”為核心對象的足夠高度的標準出現。標準規范的缺失，使得企業(yè)不知道什么樣的智慧水務(wù)才算理想的，也不知道從何處著(zhù)手。

■ 數據不完整、不精準

數據采集的頻率和質(zhì)量不夠高，難以為之后的分析決策步驟提供支撐。沒(méi)有完善精準的數據，模型算法形同虛設，智慧水務(wù)的實(shí)現只能是“天方夜譚”。數據孤島嚴重。大部分水務(wù)企業(yè)雖然建立了各類(lèi)模塊，但是不同軟件系統之間難以兼容，導致數據無(wú)法流通、共享，形成數據孤島，系統的靈活性和延展性也比較差。數據孤島成為限制當前智慧水務(wù)突破的瓶頸，信息互聯(lián)互通欠佳，更高層次的智慧應用就不能實(shí)現。數據安全難以保障。水務(wù)行業(yè)涉及海量的數據信息，需要確保全過(guò)程的隱私保護和信息安全，確保經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸和交換的數據不會(huì )發(fā)生增加、修改、丟失和泄露等。

 

基于NB-IoT的智慧水務(wù)

以物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息通信技術(shù)的顯著(zhù)進(jìn)步和低成本傳感器核心技術(shù)的突破，深刻地改變著(zhù)傳統水務(wù)產(chǎn)業(yè)形態(tài)，催生了大量新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式，特別是與云計算、大數據的進(jìn)一步結合。NB-IoT 利用運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )組織物聯(lián)網(wǎng)，可實(shí)現整個(gè)城市一張網(wǎng)。NB-IoT 終端數據采集后直接上傳到云端，可進(jìn)一步進(jìn)行大數據分析，便于維護和管理，為智慧水務(wù)建設提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。

 

NB-IoT 的部署方案

將NB-IoT 應用于水務(wù)行業(yè)，部署架構通常包括感知層、網(wǎng)絡(luò )層、平臺層和應用層，具體又可以細分為NB-IoT 終端、NB-IoT基站、NB-IoT 核心網(wǎng)、IoT 平臺和水務(wù)行業(yè)應用中心。以上各部分的功能分別介紹如下：

■ NB-IoT 終端：包括智能水表、壓力表、流量計、水質(zhì)儀表、智能消火栓、智能井蓋等各種監測傳感器，終端集成NB-IoT 模組，與NB-IoT 基站連接，智能終端通過(guò)NB-IoT 基站將信息上傳給IoT 平臺。

■ NB-IoT 基站：為終端提供無(wú)線(xiàn)接入服務(wù)，并將采集到的終端上報的數據發(fā)給IoT 網(wǎng)關(guān)。這里主要采用運營(yíng)商已架設的LTE 基站，部署方式主要分為獨立部署、保護帶部署和帶內部署。

■ NB-IoT 核心網(wǎng)：識別NB-IoT 終端的有效性、存儲NBIoT終端的數據，和IoT 平臺對接，將NB-IoT 終端的數據提供給IoT 平臺。

■ IoT 平臺：完成各類(lèi)業(yè)務(wù)的處理，包括設備管理、數據管理等，  

并將處理后的結果轉發(fā)到行業(yè)應用中心或NB-IoT 終端。

■ 水務(wù)行業(yè)應用中心：水務(wù)行業(yè)應用中心是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的上層控制中心，根據水務(wù)行業(yè)需求進(jìn)行應用平臺及APP 的開(kāi)發(fā)，接收水務(wù)業(yè)務(wù)數據并控制NB-IoT 終端。

 

NB-IoT 在智慧水務(wù)行業(yè)的潛在應用場(chǎng)景

考慮到NB-IoT 技術(shù)的具體特性， NB-IoT 比較適合應用于低功耗/ 長(cháng)待機、深覆蓋、大容量有需求的低速率業(yè)務(wù)。另外，由于NB-IoT 移動(dòng)性較弱，更適合靜態(tài)或非連續移動(dòng)、非實(shí)時(shí)傳輸數據的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，并且這些業(yè)務(wù)對時(shí)延也并不是很敏感。具體到水務(wù)行業(yè)，可以考慮應用NB-IoT 的業(yè)務(wù)類(lèi)型和業(yè)務(wù)場(chǎng)景如下：

■ 自主異常報告業(yè)務(wù)類(lèi)型。如智能消火栓、智能井蓋等設備狀態(tài)異常的通知報警等，上行數據極小數據量需求（十字節量級），周期多以月、天為單位。

■ 自主周期報告業(yè)務(wù)類(lèi)型。如智能水表的測量報告、水質(zhì)監測數據上傳報告等，上行較小數據量需求（百字節量級），周期多以天、小時(shí)為單位。

■ 網(wǎng)絡(luò )指令業(yè)務(wù)類(lèi)型。如抄表請求、水樣取樣請求、開(kāi)啟/關(guān)閉設備（綠化灌溉）、屋頂水箱鎖觸發(fā)等，下行極小數據量需求（十字節量級），周期多以天、小時(shí)為單位。

■ 軟件更新業(yè)務(wù)類(lèi)型。如水務(wù)業(yè)務(wù)相關(guān)軟件打補丁或更新，上行下行較大數據量需求（千字節量級），周期多以年、月為單位。

 

時(shí)間：2018-7-20