無(wú)線遠(yuǎn)傳水表主導(dǎo)未來(lái)供水計(jì)量發(fā)展方向

一、 前言

城市供水事業(yè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，也是現(xiàn)代化城市建設(shè)中必不可少的前導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。在公用事業(yè)市場(chǎng)化改革的浪潮中，在我國(guó)政府和建設(shè)部主管部門(mén)的關(guān)注和支持下，城市自來(lái)水事業(yè)得到迅猛的發(fā)展。自來(lái)水事業(yè)雖然在迅速發(fā)展，但是在自來(lái)水的儀表計(jì)量方面卻相對(duì)落后，近百年來(lái)一直采用原始的機(jī)械指針?biāo)恚诔砉ぷ髦幸泊嬖谠S多難以預(yù)測(cè)的困難。因此人們要求改善用水管理特別是水表性能的呼聲越來(lái)越高。

二、現(xiàn)狀分析及實(shí)例

隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技非發(fā)展，在供水管理方面，普通水表的弊端越來(lái)越明顯。首先，由于現(xiàn)在水表安裝的位置大部分在室內(nèi)，抄表時(shí)，由于用戶需要工作、學(xué)習(xí)等諸多因素難以保證能隨時(shí)留在家中，配合抄表員的工作，由此可能會(huì)引起多收、少收的現(xiàn)象，這可能會(huì)使用戶與供水管理部門(mén)容易發(fā)生矛盾；其次，由于抄表周期的問(wèn)題和階梯水價(jià)的實(shí)行，很多地區(qū)無(wú)法按時(shí)計(jì)算及收取水費(fèi)，造成管理上的混亂。

近20年來(lái)，為了改善這種狀況，一些管理部門(mén)引進(jìn)了各種各樣的智能水表，如IC卡水表、CPU卡水表等。但在應(yīng)用方面，處于十分尷尬的局面。造成被動(dòng)局面主要因素是產(chǎn)品技術(shù)不過(guò)關(guān)、性能不穩(wěn)定。主要表現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量、制造標(biāo)準(zhǔn)、安裝規(guī)范、產(chǎn)品價(jià)格、售后服務(wù)、使用管理方面存在問(wèn)題。2007年8月10日北京建立了CPU卡密鑰系統(tǒng)，主要涉及到系統(tǒng)安全、發(fā)卡管理、營(yíng)銷(xiāo)柜臺(tái)、銀行CPU卡充值、售后服務(wù)、基礎(chǔ)建設(shè)等工作。但是由于CPU卡預(yù)付費(fèi)水表抗人為攻擊干擾性問(wèn)題、更換電池后顧之憂問(wèn)題、價(jià)格過(guò)高的問(wèn)題等，總的應(yīng)用情況不容樂(lè)觀，很多水表退回到人工入戶抄表方式。據(jù)有關(guān)方面向記者透漏了銀川市IC卡水表改造的驚人內(nèi)幕：自來(lái)水公司貸款斥資2億元購(gòu)買(mǎi)6家的IC卡水表進(jìn)行水表改造，每安裝一戶的費(fèi)用，相當(dāng)于居民10年的水費(fèi)，然而在改造后，問(wèn)題不斷，每月?lián)Q掉2000多塊問(wèn)題IC卡水表，給企業(yè)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，IC卡水表悄悄地從銀川隱退。浙江省常山縣自來(lái)水公司自2001年大量安裝使用IC卡水表，安裝后發(fā)現(xiàn)前來(lái)充值的用戶越來(lái)越少，而投訴的越來(lái)越多，原因是，很多水表的閥門(mén)不能在應(yīng)該關(guān)閉時(shí)自動(dòng)關(guān)閉或水表內(nèi)充有水費(fèi)的情況下又經(jīng)常自動(dòng)關(guān)閥，該公司用了三個(gè)多月時(shí)間才把這些水表?yè)Q掉，在經(jīng)濟(jì)上、人力上及社會(huì)影響上都造成很大損失。截至2007年5月，該公司安裝的IC卡水表更換率達(dá)到95%以上。這些實(shí)例足以說(shuō)明到目前位置這些預(yù)付費(fèi)式的智能水表存在著種種隱患，不僅給居民帶來(lái)了很多經(jīng)濟(jì)上的損失，也給水務(wù)管理部門(mén)帶來(lái)了很多管理上的麻煩。

三、 幾種水表的對(duì)比以及它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)

水表種類(lèi) 抄表方式 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)

普通機(jī)械水表 人工抄表 管理單位的抄表員登門(mén)入戶進(jìn)行人工抄表收費(fèi)的方式

水表成本低廉，安裝方便簡(jiǎn)單 ⑴人工抄表受人的行為因素﹑影響查抄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性 ；⑵樓宇表井安裝情況復(fù)雜影響抄讀表數(shù) ；⑶人工查表增加后續(xù)人工成本 ；⑷人工抄表很難做到統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)抄表

預(yù)付費(fèi)智能水表 預(yù)付費(fèi)（IC卡、CPU卡、TM卡等）智能儀表 即將IC技術(shù)應(yīng)用于智能抄表，通過(guò)讀取IC上面的數(shù)據(jù)信息來(lái)進(jìn)行管理，可實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)的功能

計(jì)量準(zhǔn)確，不浪費(fèi)資源，安裝比較簡(jiǎn)單 單表價(jià)格高、不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控儀表的功能、管理漏洞多，數(shù)據(jù)傳輸自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化程度不夠，后期維護(hù)成本高，可靠性、耐用性、安全性不夠等

直讀無(wú)源水表 有線傳輸抄表 利用電纜或電線來(lái)把表頭數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X終端

抄取率比較高 抗干擾性差、可靠性不強(qiáng)而且布線相當(dāng)復(fù)雜，麻煩。對(duì)于一些需要更換儀表的老的小區(qū)不適合裝這種儀表

無(wú)線智能水表 無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表 過(guò)無(wú)線通訊系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的一種遠(yuǎn)傳系統(tǒng) 抄取數(shù)據(jù)方便，傳輸距離遠(yuǎn)，無(wú)需布線，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儀表的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且可以做到同時(shí)抄取數(shù)據(jù)，具有遠(yuǎn)程控制儀表的閥門(mén)開(kāi)關(guān)功能，以解決欠費(fèi)或是拖欠費(fèi)用的問(wèn)題

成本中等，但是隨著公司的不斷壯大和成熟，我司正在努力積極尋找價(jià)位平民化的遠(yuǎn)傳水表，并細(xì)化生產(chǎn)安裝調(diào)試環(huán)節(jié)，爭(zhēng)取控制故障率，降低成本

四、 無(wú)線遠(yuǎn)傳水表的特點(diǎn)

無(wú)線遠(yuǎn)傳水表是無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊和發(fā)訊水表配合使用。采集模塊在電路設(shè)計(jì)中使用微功耗單片機(jī)作為微處理器，它能完成下列規(guī)定功能：接受從戶用儀表發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)、運(yùn)算處理及實(shí)時(shí)控制，按確定的通信協(xié)議與上位機(jī)進(jìn)行雙向傳輸。

無(wú)線遠(yuǎn)傳水表內(nèi)的接收和發(fā)信模塊具有計(jì)量（光電、脈沖、緯根）、電源管理、故障報(bào)警(斷線、磁擾)、控閥、參數(shù)設(shè)定、無(wú)線收發(fā)數(shù)據(jù)、表具路由、平均功耗<25uA、中心頻率470MHZ、模塊采用DSSS直序擴(kuò)頻技術(shù)，超強(qiáng)抗干擾等功能。無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊適用于多種類(lèi)型的水表以及燃?xì)獗?、純凈水水表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)。

1． 系統(tǒng)特點(diǎn)：

a) 水表改造簡(jiǎn)單：傳感器發(fā)訊環(huán)結(jié)構(gòu)小巧，安裝牢固可靠且不影響校表。

b) 通用性強(qiáng)：任何結(jié)構(gòu)的水表都可以改造，不需指定水表生產(chǎn)廠家，與原來(lái)自來(lái)水公司使用的水表不沖突。

c) 計(jì)數(shù)方式：采用了雙干簧管傳感器脈沖計(jì)數(shù)，這樣增加了計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性。干簧管結(jié)構(gòu)小易于安裝，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)。

d) 運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低：遠(yuǎn)傳系統(tǒng)與基表沒(méi)有結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)，水表的定期檢定更換，無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊仍然可以繼續(xù)使用。

e）符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：系統(tǒng)通訊協(xié)議符合建設(shè)部CJ/T 188-2004《戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》和CJ/T 224-2006《電子遠(yuǎn)傳水表》標(biāo)準(zhǔn)，通用性強(qiáng)。

f）遠(yuǎn)傳抄表，實(shí)時(shí)監(jiān)控：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)抄表，方便及時(shí)?？梢远ㄆ谧詣?dòng)抄表，也可隨時(shí)讀取當(dāng)前數(shù)據(jù)和查閱歷史數(shù)據(jù)，及時(shí)了解各種狀況，系統(tǒng)的自動(dòng)診斷功能，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，方便控制管理。

g）組網(wǎng)靈活、維護(hù)簡(jiǎn)便：綜合用戶的數(shù)量、安裝方式、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等因素，可以靈活配置網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到功能合適，費(fèi)用最少，配置最佳，維護(hù)簡(jiǎn)便。

h）強(qiáng)大的軟件管理功能：友好的用戶界面，抄表的數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出以excel形式保存及打印，使您更直觀的了解用戶情況，達(dá)到預(yù)測(cè)管理、調(diào)節(jié)供應(yīng)的目的。

2．網(wǎng)絡(luò)管理模式

a) 相關(guān)部門(mén)通過(guò)設(shè)在收費(fèi)大廳與互聯(lián)網(wǎng)或特定網(wǎng)絡(luò)相連的計(jì)算機(jī)進(jìn)行收費(fèi)。具體通過(guò)收費(fèi)軟件進(jìn)行收費(fèi)和抄表操作，通過(guò)GPRS抄表軟件進(jìn)行水表數(shù)據(jù)的抄讀和遠(yuǎn)程診斷。[!--empirenews.page--]

b) 在階梯水價(jià)的實(shí)現(xiàn)上，可以通過(guò)上位機(jī)軟件按月結(jié)算。

c) 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)傳水表自帶遠(yuǎn)程故障診斷軟件，相關(guān)部門(mén)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)檢查每一塊水表的狀態(tài)，包括電池電壓狀態(tài)、是否受干擾、用戶實(shí)時(shí)用水信息等。相關(guān)部門(mén)可以根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的具有針對(duì)性的處理或維修。

d) 相關(guān)部門(mén)為用戶更換水表后，只須到軟件上進(jìn)行換表處理，即可進(jìn)行正常使用。

e) 當(dāng)出現(xiàn)繳費(fèi)錯(cuò)誤時(shí)，軟件允許具有管理員權(quán)限的員工恢復(fù)數(shù)據(jù)，但微機(jī)將對(duì)操作進(jìn)行記錄，以防止惡意修改。

f) 軟件可以打印基表讀數(shù)、水價(jià)、繳費(fèi)金額、日期等基本信息。

g) 在統(tǒng)計(jì)上，軟件除可以統(tǒng)計(jì)IC卡水表所能統(tǒng)計(jì)的所有信息外，還可以統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)的用水量，并且可以將數(shù)據(jù)庫(kù)信息導(dǎo)出到Excel格式，方便統(tǒng)計(jì)，提高辦公自動(dòng)化程度。

h) 用戶可以通過(guò)相關(guān)部門(mén)計(jì)算機(jī)查詢水表內(nèi)的用水情況及繳費(fèi)或欠費(fèi)信息。

五、無(wú)線集中抄表系統(tǒng)的具體案例及功能與其性能指標(biāo)

圖1所示的無(wú)線集中抄表系統(tǒng)是通過(guò)ISM頻段的無(wú)線信道(470MHz)，采用改進(jìn)型環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，使所有表具具有自動(dòng)中繼路由功能。最終將燃?xì)獗碜x數(shù)匯總在樓棟集中器內(nèi)，通過(guò)手持機(jī)(或公網(wǎng)系統(tǒng))抄取并將用戶使用信息上傳至收費(fèi)系統(tǒng)，收費(fèi)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)并將其保存方便以后的查詢。該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，抄表準(zhǔn)確、迅速，便于燃?xì)夤具M(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，還可以依據(jù)用戶繳費(fèi)情況對(duì)表具進(jìn)行控制，如閥狀態(tài)等。特別適用于高層居民用，數(shù)據(jù)匯總到集中器后還可以通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)中心通過(guò)INTERNET網(wǎng)絡(luò)傳遞到公共事業(yè)管理信息系統(tǒng)，有關(guān)部門(mén)可以將其數(shù)據(jù)導(dǎo)入財(cái)務(wù)中心。

表1 根據(jù)某市某小區(qū) 安裝使用情況的實(shí)際抄表數(shù)據(jù)

賬本名 應(yīng)抄 已抄 抄到率(%) 備注

M512901 193 188 97.91 需換表：1塊；需入戶核對(duì)3塊

M512904 223 216 99.08 漏抄：2塊

M512907 262 259 99.61 需入戶核對(duì)1塊

M512908 231 231 100.00

M512909 313 309 99.67 需入戶核對(duì)1塊

M512911 273 263 97.40 未抄：2個(gè)單元，時(shí)間不對(duì)

M512912 235 228 99.56 需入戶核對(duì)1塊

M512913 173 161 98.77 未入庫(kù)：1塊

M512914 242 236 99.57 需入戶核對(duì)1塊

M512916 207 199 98.02 需換表：1塊；需入戶核對(duì)3塊

M512917 163 161 99.38 需換表：1塊

M512918 149 143 98.62 需換表：1塊；需入戶核對(duì)3塊

M512919 210 205 100.00

M512920 195 189 99.47 需入戶核對(duì)1塊

M512921 162 156 100.00

M514601 190 187 100.00

M514602 269 268 100.00

M514603 210 204 99.02 需入戶核對(duì)2塊

如果排除未設(shè)置及需換表等原因集中抄表抄到率超過(guò)99.5%，符合國(guó)家建設(shè)部遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)的要求，更符合了當(dāng)下抄表的需求。

綜上所述，無(wú)線集中抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須考慮系統(tǒng)方案的整體性，不能片面追求某一指標(biāo)，各種無(wú)線集中抄表的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)，用戶應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用選用合適的系統(tǒng)方案。我們認(rèn)為上述無(wú)線集中抄表系統(tǒng)是比較完善的。因其安裝維護(hù)方便、低廉，通信表具節(jié)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，且表具全部具有自動(dòng)中繼、集中等特性，是適合目前用戶需要的集中抄表系統(tǒng)方案之一。