【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)的用水計量拓展至自動抄表。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。
 

　　長沙供水智能水表的使用經(jīng)驗
 

　　智能水表使用的大致情況
 

　　長沙供水自2012年開始使用智能遠(yuǎn)傳水表，經(jīng)過前期試點和小范圍測試，取得了良好的運行效果。經(jīng)過多年實際應(yīng)用和業(yè)務(wù)梳理，逐漸形成了相對完善的智能水表業(yè)務(wù)管理體系。現(xiàn)已將智能水表相關(guān)設(shè)計安裝規(guī)范寫入《長沙市住宅供水設(shè)計導(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，其中接管運營后自動閥控智能水表數(shù)量為32.4萬，并且未來幾年長沙城區(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)，而智能水表的自動化遠(yuǎn)程管理則為我們提供了新的運維模式和管理思路。
 

　　目前長沙供水所用小口徑智能水表具備實時遠(yuǎn)程抄讀數(shù)據(jù)，實時遠(yuǎn)程閥門控制功能特性，數(shù)量規(guī)模和功能特性在國內(nèi)供水企業(yè)中相對靠前。長沙水業(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，同時經(jīng)過前期調(diào)整測試，長沙水業(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)可以實現(xiàn)不同廠商間同類型水表的互通互換。
 

　　由于長沙供水的智能水表使用量大且具備實時遠(yuǎn)程閥控功能，開發(fā)一套完備的后臺自動閥控策略，減少人工參與的閥控環(huán)節(jié)已經(jīng)成為必要管理手段。為了將長沙水業(yè)集團(tuán)的管理策略融入到自動遠(yuǎn)程閥控的具體細(xì)節(jié)中，并且逐步深入現(xiàn)場實際問題處理環(huán)節(jié)，在此將長沙水業(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)趨勢方向的平緩過渡轉(zhuǎn)換。
 

　　長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，長沙也不例外，即對同一集中器設(shè)備下的智能水表，同時只能執(zhí)行一一個閥控操作，同一集中器下不能同時對多個水表進(jìn)行閥控操作；當(dāng)一個閥控操作處理完成后，集中器下發(fā)下一條閥控指令至對應(yīng)水表，完成第二次閥控操作，以此類推按照排隊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，一般一個月或兩個月進(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抄收水表讀數(shù)，所以理論上也就能夠做到對每塊智能水表進(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，可以作為單獨的每日賬務(wù)明細(xì)，也可以等到后臺實際開帳日再計入營帳系統(tǒng)的實際賬務(wù)進(jìn)行結(jié)算。
 

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

　　智能水表的實時余額
 

　　實時余額是目前長沙水業(yè)集團(tuán)營銷系統(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，由于計算了上次開賬后當(dāng)期使用的水量水費，一般低于機(jī)械水表周期的結(jié)算余額。對每個智能水表的賬上實時余額與結(jié)算余額關(guān)系，公式計算方法如下：實時余額=結(jié)算余額-本開賬周期預(yù)結(jié)算新產(chǎn)生水費-歷史欠費
 

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

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

　　閥控指令隊列生成及發(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時余額，并將欠費水表放入欠費待關(guān)閥隊列，根據(jù)欠費金額大小形成每天的待關(guān)閥用戶隊列清單。在自動關(guān)閥功能開啟執(zhí)行后，依據(jù)集中器編號逐個發(fā)送遠(yuǎn)程閥控指令,完成系統(tǒng)隊列中全部集中器的單批次閥控指令下發(fā)，然后每間隔一定時間后再次輪詢指令隊列，重新對全部有待發(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)自動關(guān)閥停止時間或者閥控隊列全部發(fā)送完成。
 

　　在自動閥控功能上線初期，為結(jié)合長沙水業(yè)集團(tuán)日常供水業(yè)務(wù)實際，智能水表欠費自動關(guān)閥功能只在工作日指定上班時間段才會對欠費用戶自動關(guān)閥停水，且運行時間可自主調(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)量的欠費智能水表，以保障初期供水業(yè)務(wù)的穩(wěn)定正常運行，隨著時間推移將逐步放開限制，并終不再設(shè)限。
 

　　智能水表的自動開閥功能24小時全天候有效，即用戶只要在系統(tǒng)內(nèi)繳清欠費，實時余額為正，就會觸發(fā)生成遠(yuǎn)程開閥指令并下發(fā)使現(xiàn)場智能水表自動開閥復(fù)水。
 

圖1 智能水表自動開閥復(fù)水
 

　　關(guān)于遠(yuǎn)程閥控指令的優(yōu)先級
 

　　智能水表集抄系統(tǒng)內(nèi)，為了實現(xiàn)對水表指令的簡單化管理，單個水表同一時間只保留一個未下發(fā)的閥控指令。對于該水表的待發(fā)閥控指令，系統(tǒng)按以下優(yōu)先級保存和下發(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)。
 

　　手動開閥>自動開閥>手動關(guān)閥>自動關(guān)閥
 

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

　　智能水表的實時開閥與關(guān)閥執(zhí)行規(guī)則基本一致，同時與現(xiàn)有絕大多品牌智能水表實時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
 

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

　　自動閥控指令的開啟時間可調(diào)(目前設(shè)置為每天9點)，自動閥控指令結(jié)束時間可調(diào)(目前設(shè)置為每天16點)，單個集中器下發(fā)時間間隔可調(diào)(目前設(shè)置為8分鐘)，每天總自動關(guān)閥數(shù)量可調(diào)(目前設(shè)置為2000次)。每天自動遠(yuǎn)程開閥數(shù)和遠(yuǎn)程人工手動閥控數(shù)由于具備較高優(yōu)先級規(guī)則，不設(shè)具體數(shù)量限制，欠費已關(guān)閥用戶激清欠費后實時F發(fā)自動遠(yuǎn)程開閥指令。
 

　　由于智能水表閥控規(guī)則基于水司實際業(yè)務(wù)需求比較復(fù)雜，為保證自動關(guān)閥功能的邏輯管理規(guī)則可控，同時保障廠商現(xiàn)場設(shè)備的穩(wěn)定性和功能簡單性，目前長沙水業(yè)集團(tuán)集抄系統(tǒng)后臺閥控策略規(guī)則均在機(jī)房服務(wù)器端由后臺程序?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一管理，由大型系統(tǒng)服務(wù)器硬件完成大運算量計算和閥控指令規(guī)則的生成下發(fā)，閥控指令隊列保存在服務(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)計也采用與此類似架構(gòu)實現(xiàn)，以保障整個系統(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，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失敗，在系統(tǒng)內(nèi)形成閥控歷史記錄。(作者：長沙水業(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 自動遠(yuǎn)程閥控功能的規(guī)則實現(xiàn)(上))