【儀表網(wǎng) 行業(yè)應(yīng)用】智能遠(yuǎn)傳水表在近年來隨著技術(shù)的不斷成熟逐漸興起，得到了國(guó)內(nèi)各水務(wù)行業(yè)的大范圍推廣應(yīng)用。智能水表技術(shù)解決了傳統(tǒng)水表抄表、停復(fù)水的人力成本和水量糾紛等問題，使水表從傳統(tǒng)的用水計(jì)量拓展至自動(dòng)抄表。遠(yuǎn)程閥門控制和定量用水等功能，為供水行業(yè)的管理技術(shù)進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)。
 

　　“互聯(lián)網(wǎng)+智能水表”使水表產(chǎn)業(yè)向自動(dòng)化、信息化、智能化邁出了重要一步。“互聯(lián)網(wǎng)+智能水表”技術(shù)不再以智能水表產(chǎn)品為中心，而是將智能水表終端融入供水設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的整體架構(gòu)中，來進(jìn)一步體現(xiàn)智能水表在供水行業(yè)管理系統(tǒng)中的地位和作用。
 

　　長(zhǎng)沙供水智能水表的使用經(jīng)驗(yàn)
 

　　智能水表使用的大致情況
 

　　長(zhǎng)沙供水自2012年開始使用智能遠(yuǎn)傳水表，經(jīng)過前期試點(diǎn)和小范圍測(cè)試，取得了良好的運(yùn)行效果。經(jīng)過多年實(shí)際應(yīng)用和業(yè)務(wù)梳理，逐漸形成了相對(duì)完善的智能水表業(yè)務(wù)管理體系?，F(xiàn)已將智能水表相關(guān)設(shè)計(jì)安裝規(guī)范寫入《長(zhǎng)沙市住宅供水設(shè)計(jì)導(dǎo)則》( DBCJ011-2017)未來將智能水表作為日常業(yè)務(wù)全力推行。目前長(zhǎng)沙供水智能水表管理系統(tǒng)內(nèi)已登記智能水表數(shù)量為65.2萬，其中接管運(yùn)營(yíng)后自動(dòng)閥控智能水表數(shù)量為32.4萬，并且未來幾年長(zhǎng)沙城區(qū)智能水表總量仍將以每年約15-20萬左右的速度遞增，未來數(shù)量龐大的智能水表用戶管理將帶來的壓力和挑戰(zhàn)，而智能水表的自動(dòng)化遠(yuǎn)程管理則為我們提供了新的運(yùn)維模式和管理思路。
 

　　目前長(zhǎng)沙供水所用小口徑智能水表具備實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程抄讀數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程閥門控制功能特性，數(shù)量規(guī)模和功能特性在國(guó)內(nèi)供水企業(yè)中相對(duì)靠前。長(zhǎng)沙水業(yè)集團(tuán)所用的一套智能水表設(shè)備通信協(xié)議，由長(zhǎng)沙水業(yè)集團(tuán)與中標(biāo)入圍水表廠商共同協(xié)商擬定，具有廣泛的代表性和兼容性，同時(shí)經(jīng)過前期調(diào)整測(cè)試，長(zhǎng)沙水業(yè)集團(tuán)所使用的有線智能遠(yuǎn)傳水表從技術(shù)層面上已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)不同廠商間同類型水表的互通互換。
 

　　由于長(zhǎng)沙供水的智能水表使用量大且具備實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程閥控功能，開發(fā)一套完備的后臺(tái)自動(dòng)閥控策略，減少人工參與的閥控環(huán)節(jié)已經(jīng)成為必要管理手段。為了將長(zhǎng)沙水業(yè)集團(tuán)的管理策略融入到自動(dòng)遠(yuǎn)程閥控的具體細(xì)節(jié)中，并且逐步深入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問題處理環(huán)節(jié)，在此將長(zhǎng)沙水業(yè)集團(tuán)小口徑智能水表遠(yuǎn)程閥控規(guī)則做具體說明，以促進(jìn)從機(jī)械水表逐步向智能水表的行業(yè)趨勢(shì)方向的平緩過渡轉(zhuǎn)換。
 

　　長(zhǎng)沙供水智能水表使用的具體規(guī)則
 

　　智能水表的通訊機(jī)制
 

　　目前小口徑智能水表設(shè)備的通信機(jī)制基本上都是總線占用制，長(zhǎng)沙也不例外，即對(duì)同一集中器設(shè)備下的智能水表，同時(shí)只能執(zhí)行一一個(gè)閥控操作，同一集中器下不能同時(shí)對(duì)多個(gè)水表進(jìn)行閥控操作；當(dāng)一個(gè)閥控操作處理完成后，集中器下發(fā)下一條閥控指令至對(duì)應(yīng)水表，完成第二次閥控操作，以此類推按照排隊(duì)式完成批量閥控操作。
 

　　智能水表系統(tǒng)端進(jìn)入閥控指令隊(duì)列生成及發(fā)送規(guī)則
 

　　智能水表每日預(yù)結(jié)算
 

　　預(yù)結(jié)算是從供水企業(yè)營(yíng)銷系統(tǒng)內(nèi)的周期開賬結(jié)算概念轉(zhuǎn)變而來。傳統(tǒng)機(jī)械水表有固定抄表周期，一般一個(gè)月或兩個(gè)月進(jìn)行一次抄表并開賬結(jié)算。由于智能水表可以做到每天自動(dòng)抄收水表讀數(shù)，所以理論上也就能夠做到對(duì)每塊智能水表進(jìn)行每天開賬結(jié)算的精細(xì)化管理。智能水表的每日預(yù)結(jié)算功能，也就是基于智能水表的每天模擬開賬程序，可以作為單獨(dú)的每日賬務(wù)明細(xì)，也可以等到后臺(tái)實(shí)際開帳日再計(jì)入營(yíng)帳系統(tǒng)的實(shí)際賬務(wù)進(jìn)行結(jié)算。
 

　　基于智能水表的每日水費(fèi)預(yù)結(jié)算，我們可以根據(jù)每天用戶用水量來進(jìn)行水費(fèi)減扣，對(duì)賬上余額不足用戶進(jìn)行對(duì)外短信或者微信端的繳費(fèi)提醒，當(dāng)用戶欠費(fèi)達(dá)到一定額度，我們也可以通過遠(yuǎn)程自動(dòng)關(guān)閥催費(fèi)功能對(duì)用戶進(jìn)行限水催費(fèi)，并且在用戶繳費(fèi)后實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程開閥復(fù)水。
 

　　智能水表的實(shí)時(shí)余額
 

　　實(shí)時(shí)余額是目前長(zhǎng)沙水業(yè)集團(tuán)營(yíng)銷系統(tǒng)中僅智能遠(yuǎn)傳水表用戶才有的賬上剩余金額結(jié)算結(jié)果，區(qū)別于機(jī)械水表的結(jié)算余額，由于計(jì)算了上次開賬后當(dāng)期使用的水量水費(fèi)，一般低于機(jī)械水表周期的結(jié)算余額。對(duì)每個(gè)智能水表的賬上實(shí)時(shí)余額與結(jié)算余額關(guān)系，公式計(jì)算方法如下：實(shí)時(shí)余額=結(jié)算余額-本開賬周期預(yù)結(jié)算新產(chǎn)生水費(fèi)-歷史欠費(fèi)
 

　　智能水表集抄系統(tǒng)預(yù)結(jié)算結(jié)果對(duì)用戶短信發(fā)送規(guī)則
 

　　當(dāng)每日預(yù)結(jié)算計(jì)算完成后，用戶的實(shí)時(shí)余額將會(huì)更新。用戶接水點(diǎn)賬戶上實(shí)時(shí)余額低于10元、5元、0元時(shí)，系統(tǒng)都將分別發(fā)送提醒用戶進(jìn)行水費(fèi)預(yù)存的短信，多共發(fā)送三次;當(dāng)用戶余額不足-10元(欠費(fèi)10元以上)時(shí)，集抄系統(tǒng)將對(duì)已開啟欠費(fèi)自動(dòng)關(guān)閥催費(fèi)功能的智能水表進(jìn)行自動(dòng)關(guān)閥限水，需要用戶繳納足夠金額的水費(fèi)才會(huì)自動(dòng)遠(yuǎn)程開閥復(fù)水。
 

　　閥控指令隊(duì)列生成及發(fā)送規(guī)則
 

　　智能水表集抄系統(tǒng)每天獲收預(yù)結(jié)算結(jié)果，更新所有智能表用戶的實(shí)時(shí)余額，并將欠費(fèi)水表放入欠費(fèi)待關(guān)閥隊(duì)列，根據(jù)欠費(fèi)金額大小形成每天的待關(guān)閥用戶隊(duì)列清單。在自動(dòng)關(guān)閥功能開啟執(zhí)行后，依據(jù)集中器編號(hào)逐個(gè)發(fā)送遠(yuǎn)程閥控指令,完成系統(tǒng)隊(duì)列中全部集中器的單批次閥控指令下發(fā)，然后每間隔一定時(shí)間后再次輪詢指令隊(duì)列，重新對(duì)全部有待發(fā)指令的集中器設(shè)備發(fā)送下一輪閥控指令,直至系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閥停止時(shí)間或者閥控隊(duì)列全部發(fā)送完成。
 

　　在自動(dòng)閥控功能上線初期，為結(jié)合長(zhǎng)沙水業(yè)集團(tuán)日常供水業(yè)務(wù)實(shí)際，智能水表欠費(fèi)自動(dòng)關(guān)閥功能只在工作日指定上班時(shí)間段才會(huì)對(duì)欠費(fèi)用戶自動(dòng)關(guān)閥停水，且運(yùn)行時(shí)間可自主調(diào)控，隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷成熟推廣，該功能逐步轉(zhuǎn)向全天候自動(dòng)遠(yuǎn)程開關(guān)閥;另外由于考慮到智能水表同傳統(tǒng)機(jī)械水表的區(qū)別過大，鑒于目前水司員工對(duì)智能水表的業(yè)務(wù)熟悉程度、用戶投訴量和投訴處理能力等客觀因素，前期每天制關(guān)閥一定數(shù)量的欠費(fèi)智能水表，以保障初期供水業(yè)務(wù)的穩(wěn)定正常運(yùn)行，隨著時(shí)間推移將逐步放開限制，并終不再設(shè)限。
 

　　智能水表的自動(dòng)開閥功能24小時(shí)全天候有效，即用戶只要在系統(tǒng)內(nèi)繳清欠費(fèi)，實(shí)時(shí)余額為正，就會(huì)觸發(fā)生成遠(yuǎn)程開閥指令并下發(fā)使現(xiàn)場(chǎng)智能水表自動(dòng)開閥復(fù)水。
 

圖1 智能水表自動(dòng)開閥復(fù)水
 

　　關(guān)于遠(yuǎn)程閥控指令的優(yōu)先級(jí)
 

　　智能水表集抄系統(tǒng)內(nèi)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水表指令的簡(jiǎn)單化管理，單個(gè)水表同一時(shí)間只保留一個(gè)未下發(fā)的閥控指令。對(duì)于該水表的待發(fā)閥控指令，系統(tǒng)按以下優(yōu)先級(jí)保存和下發(fā)執(zhí)行，具體區(qū)別在系統(tǒng)閥控歷史記錄功能中體現(xiàn)。
 

　　手動(dòng)開閥>自動(dòng)開閥>手動(dòng)關(guān)閥>自動(dòng)關(guān)閥
 

　　智能水表設(shè)備的閥控指令下發(fā)執(zhí)行規(guī)則
 

　　智能水表的實(shí)時(shí)開閥與關(guān)閥執(zhí)行規(guī)則基本一致，同時(shí)與現(xiàn)有絕大多品牌智能水表實(shí)時(shí)閥控功能基本保持一致，閥控工作執(zhí)行流程圖表示如下:
 

圖2 閥控工作執(zhí)行流程圖
 

　　目前長(zhǎng)沙水業(yè)集團(tuán)智能水表集抄系統(tǒng)的自動(dòng)閥控功能部分參數(shù)：
 

　　自動(dòng)閥控指令的開啟時(shí)間可調(diào)(目前設(shè)置為每天9點(diǎn))，自動(dòng)閥控指令結(jié)束時(shí)間可調(diào)(目前設(shè)置為每天16點(diǎn))，單個(gè)集中器下發(fā)時(shí)間間隔可調(diào)(目前設(shè)置為8分鐘)，每天總自動(dòng)關(guān)閥數(shù)量可調(diào)(目前設(shè)置為2000次)。每天自動(dòng)遠(yuǎn)程開閥數(shù)和遠(yuǎn)程人工手動(dòng)閥控?cái)?shù)由于具備較高優(yōu)先級(jí)規(guī)則，不設(shè)具體數(shù)量限制，欠費(fèi)已關(guān)閥用戶激清欠費(fèi)后實(shí)時(shí)F發(fā)自動(dòng)遠(yuǎn)程開閥指令。
 

　　由于智能水表閥控規(guī)則基于水司實(shí)際業(yè)務(wù)需求比較復(fù)雜，為保證自動(dòng)關(guān)閥功能的邏輯管理規(guī)則可控，同時(shí)保障廠商現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的穩(wěn)定性和功能簡(jiǎn)單性，目前長(zhǎng)沙水業(yè)集團(tuán)集抄系統(tǒng)后臺(tái)閥控策略規(guī)則均在機(jī)房服務(wù)器端由后臺(tái)程序?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一管理，由大型系統(tǒng)服務(wù)器硬件完成大運(yùn)算量計(jì)算和閥控指令規(guī)則的生成下發(fā)，閥控指令隊(duì)列保存在服務(wù)器端，集中器端只負(fù)責(zé)接收、執(zhí)行閥控指令，并返回終指令結(jié)果。智能水表系統(tǒng)的抄讀功能設(shè)計(jì)也采用與此類似架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，以保障整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的穩(wěn)定性。
 

　　當(dāng)系統(tǒng)端顯示集中器不在線或集中器忙時(shí)，閥控指令將保存在服務(wù)器端，為待發(fā)送狀態(tài)。當(dāng)集中器登錄上線，向服務(wù)器發(fā)送心跳包報(bào)文，告知集抄系統(tǒng)已在線且可接收指令后，系統(tǒng)端將閥控指令下發(fā)，并等待閥控執(zhí)行結(jié)果，若超出一定等待時(shí)間后仍未收到遠(yuǎn)端設(shè)備的指令反饋，系統(tǒng)端將重發(fā)指令。單條指令多重下發(fā)3次，當(dāng)超過3次等待時(shí)間1均未收到閥控結(jié)果反饋即認(rèn)為本次閥控操作超時(shí)失敗，在系統(tǒng)內(nèi)形成閥控歷史記錄。(作者：長(zhǎng)沙水業(yè)集團(tuán) 朱沛/唐璞)
 

　　(原文標(biāo)題：城區(qū)大規(guī)模小口徑智能遠(yuǎn)傳水表 自動(dòng)遠(yuǎn)程閥控功能的規(guī)則實(shí)現(xiàn)(上))