作者：鷹潭市供水集團有限公司 余翔
圖為2017年鷹潭10萬NB-IoT智能水表商用上線及階段性成果發(fā)布會現(xiàn)場
PART1
NB-IoT智能水表使用優(yōu)勢
1
廣覆蓋
在同樣的頻段下，NB-IOT比現(xiàn)有網(wǎng)絡增益20dB，覆蓋面積擴大100倍。在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術提供50-100倍的接入數(shù)。其次支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡架構。舉例來說，受限于帶寬，運營商給家庭中每個路由器僅開放8-16個接入口，而一個家庭中往往有多部手機、筆記本、平板電腦，未來要想實現(xiàn)全屋智能、上百種傳感設備需要聯(lián)網(wǎng)就成了一個棘手的難題。而NB-IoT足以輕松滿足未來大量設備聯(lián)網(wǎng)需求。NB-IoT室內覆蓋能力強，比LTE提升20dB增益，相當于提升了100倍覆蓋區(qū)域能力。不僅可以滿足遠郊農(nóng)村這樣的廣覆蓋需求，對于地坑表井、金屬表箱、高層管道井這類水表安裝位置有覆蓋深度要求的應用同樣適用，充足的信號覆蓋優(yōu)勢使NB-IoT的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性和上線率維持在非常高的水平上，真正體現(xiàn)了智能水表在智慧水務管理中的重要作用。
2
功耗低
低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應用一項重要指標，滿足小口徑水表6年換表周期的電池使用壽命是智能遠傳水表最本質的需求。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應用，因此NB-IoT水表功耗可以做到非常小，設備續(xù)航時間可以從過去的幾個月大幅提升到幾年。耗電的究其原因與傳輸?shù)木W(wǎng)絡相關，相對GPRS，NB-IoT可以實現(xiàn)更低的功耗，更強的信號穿透力，傳統(tǒng)的GPRS使用的是4M、8M寬帶技術，電池的使用壽命2到3年，NB-IoT使用的是100kHz窄帶技術，帶寬來比GPRS省電。重要的一個理論依據(jù)PSM節(jié)電技術（休眠功能），設定的時間傳輸完數(shù)據(jù)后就會進入休眠狀態(tài)。NB-IoT智能水表電池的消耗量只有傳統(tǒng)智能表的三分之一，電池的使用壽命6到8年。相對GPRS，NB-IoT可以實現(xiàn)更低的功耗，保證NB-IoT的實用性，
3
上線率高
與LoRa相比，NB-IoT無需組網(wǎng)，射頻和天線基本上都是復用的。以中國移動為例，900MHZ里面有一個比較寬的頻帶，只需要清出來一部分2G的頻段，就可以直接進行LTE和NB-IoT的同時部署。低速率、低功耗、低帶寬同樣給NB-IoT芯片以及模塊帶來低成本優(yōu)勢。在水表的生產(chǎn)過程中，直接將NB-IoT模組集成到水表中，由運營商提供網(wǎng)絡服務，解決水司無線網(wǎng)絡維護難問題，同時標準的通信協(xié)議，使得水司水表備貨靈活。利用扁平化的網(wǎng)絡結構，節(jié)省了中間網(wǎng)絡調測改造成本，沒有線路老化改造問題，減少布線工程，使得NB-IoT水表的綜合改造成本相對最低。
圖為三川智慧NB-IoT遠傳水表功能配置
PART 2
NB-IoT智能水表實現(xiàn)效果
1
節(jié)省人力，提高效率
傳統(tǒng)的抄表模式是由抄表員上門一戶一戶的進行抄表，這種抄表模式，不僅需要浪費大量的人力和物力，而且效率極其低下。集中采集器的智能水表，雖然免去了抄表員一戶一戶的去抄表，但是也需要抄表員去定點的集中器抄表。LoRa組網(wǎng)的智能水表雖然可以通過無線進行傳輸，但是還是需要安裝帶市電的集中器，再通過集中器將數(shù)據(jù)傳送至后臺，中間環(huán)節(jié)過多，數(shù)據(jù)的完整性、正確性以及及時性得不到有效的保障，后期仍然需要抄表員大量的復抄、復核。這幾種抄表模式都需要大量的人力并且效率低下。
NB-IoT智能水表使用5G傳輸，實現(xiàn)了點對點的傳輸，并且它依托于廣覆蓋、低耗能和上線率高三大優(yōu)勢，有效的確保了數(shù)據(jù)上傳的及時性、準確性和完善性，真正實現(xiàn)了遠程抄表和遠程數(shù)據(jù)傳輸，降低了抄表人工成本。鷹潭水司自使用NB-IoT智能水表以來，已基本實現(xiàn)了全智能抄表，不需要再由抄表員抄表，抄表員轉變職能成為客戶經(jīng)理致力于更好的服務用戶，人數(shù)也由原來的30人減少至16人，人員成本節(jié)約近50%。原先的傳統(tǒng)抄表周期為一兩個月一次，不僅效率低下，數(shù)據(jù)的利用價值不高。現(xiàn)在使用NB-IoT智能水表數(shù)據(jù)每天定時上傳至后臺，并且數(shù)據(jù)精確到每分鐘，這不僅大大的提高了抄表效率，而且數(shù)據(jù)的價值也是呈倍數(shù)的提高，還為更好的服務用戶起到了決定性的鋪墊。科學可靠的數(shù)據(jù)采集方式和實時的采集頻率，會形成高密度、高精度、高價值水務數(shù)據(jù)并快速積累，為大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和挖掘夯實基礎，智慧水務才是有源之水。
2
互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)共享
數(shù)據(jù)采集之后，如何高效的處理、分析，這才是將NB-IoT智能水表應用到智慧水務的核心所在。在實現(xiàn)了遠程抄表和遠程數(shù)據(jù)傳輸后，為進一步挖掘數(shù)據(jù)的潛在價值，鷹潭水司與杭州三川國德進行深度合作，將現(xiàn)有的系統(tǒng)與NB-IoT智能水表的集中抄表系統(tǒng)后臺接口全部打通，實現(xiàn)了系統(tǒng)的互聯(lián)互通。所有的系統(tǒng)均可使用集中抄表系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，這樣就提高了數(shù)據(jù)的利用率，可以從中發(fā)掘出更多的數(shù)據(jù)價值。例如鷹潭水司目前已實現(xiàn)的話前拜訪，指的就是用戶來電后，通過語音系統(tǒng)獲取到的用戶電話號碼，然后去集中抄表系統(tǒng)中查找對應的用戶信息，最后回傳語音系統(tǒng)，熱線員通過回傳的數(shù)據(jù)，在電話接通前即可了解用戶的基本情況，對于用戶的用水情況以及目前當前可能需要咨詢的問題都可以提前預知，這樣在接通電話之后，不僅可以省去核對用戶信息等繁瑣問題提高通話質量，更能做到對于用戶咨詢的問題了然于胸，提升了用戶體驗感的同時更展現(xiàn)出業(yè)務水平的專業(yè)性。
3
海量數(shù)據(jù)，清晰明了
隨著時代發(fā)展、科技進步，現(xiàn)如今已進入到大數(shù)據(jù)發(fā)展時代，NB-IoT智能水表的基礎數(shù)據(jù)就是水務行業(yè)邁入大數(shù)據(jù)的一個重要標志。水廠的生產(chǎn)、運行，每時每刻都會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，例如壓力、流量、溫度、水質等，這些數(shù)據(jù)在未進去大數(shù)據(jù)和智慧水務的時代，數(shù)據(jù)的采集、匯總、整合、處理、分析都存在著很大的局限性。無法實時監(jiān)控數(shù)據(jù)的變化，各種數(shù)據(jù)匯總費時費力，數(shù)據(jù)整合、處理、分析不夠清晰明了，這些都已經(jīng)是過去時了。NB-IoT智能水表數(shù)據(jù)的實時采集，并通過統(tǒng)一的傳輸接口實現(xiàn)標準化的數(shù)據(jù)傳輸與存儲，使得各種數(shù)據(jù)迅速的積累沉淀，為智慧水務的大數(shù)據(jù)打下夯實的基礎。系統(tǒng)互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享，將NB-IoT智能水表傳輸過來的所有數(shù)據(jù)與其它數(shù)據(jù)重新整合并匯總，使得各種數(shù)據(jù)匯總簡單快捷，為智慧水務的發(fā)展提供了良好的溫床。依托于大數(shù)據(jù)處理能力，將有價值的、利用率高的數(shù)據(jù)有限呈現(xiàn)在各個不同的系統(tǒng)中，不僅清晰明了，更能精確的查詢任意用戶的戶號、表身號、家庭地址、手機號碼、每日用水量等信息，有效的提高使用者的操作效率，很好的展現(xiàn)出了智慧水務的魅力所在。
4
自動推送，服務更優(yōu)
除了提高水資源的利用率外，提供更優(yōu)質的服務也是智慧水務發(fā)展的目的之一。水乃生命源泉，水務行業(yè)更是民生行業(yè)。鷹潭水司在實現(xiàn)讓百姓喝上放心水的同時，始終不忘貼心用戶的服務理念。為了更好的服務于用戶，鷹潭水司依托于NB-IoT智能水表上傳的海量數(shù)據(jù)打造數(shù)字化的智慧水務，結合人工智能分析，發(fā)掘用戶用水異常信息，然后通過短信系統(tǒng)自動推送功能，完成了欠費、階梯水量、異常水量問題提醒等便民服務。例如：根據(jù)大數(shù)據(jù)分析，計算出用戶的用水習慣和平均用水量，設定異常水量提醒，一旦用戶情況出現(xiàn)異常，短信系統(tǒng)將及時的推送水量異常短信告知用戶，用戶可自行檢查或請求協(xié)助，避免了水資源浪費的同時減少了用戶不必要的損失。或用戶用水量突破階梯上限，及時的短信告知，讓用戶能做到明明白白消費，減少了因信息閉塞而導致的服務矛盾。鷹潭水司依托于這些便民的服務，不僅明顯的減少了投訴，顯著的提升了用戶服務體驗，更是獲得了用戶和社會的認同感。
5
投入減少，效益同步
眾所周知，與水司效益相關的重要數(shù)據(jù)就是漏損率，為了降低漏損率，很多水司最常采用的是將舊的管網(wǎng)進行改造翻新，但是這涉及的施工量巨大，且對城市路面的開挖工程量增加，相對于管網(wǎng)管理來講是大動干戈。鷹潭水司借助通過比管網(wǎng)改造施工相對簡單的更換NB-IoT智能水表，來增加管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的監(jiān)測，高成效、迅速的降低漏損率。
6
水量精準，經(jīng)濟增效
機械水表的始動流量與量程相比NB-IoT智能電磁水表，計量效果低，通過更換超期服役的機械水表，結合配表合理性分析，實現(xiàn)精準計量，保障貿易結算水量的準確性，給水司帶來直接的經(jīng)濟效益的提升。
7
分區(qū)計量，精確制導
我國是一個水資源短缺，水旱災害頻繁的國家，作為水務行業(yè)有責任提高水資源有效利用率，同樣水資源管理也是智慧水務的重要組成部分。中國城市供水管網(wǎng)漏損已達15%以上，除去正常范圍內的流失率，如果能夠降低10個百分點，即可節(jié)省至少52億立方米水，這一數(shù)字約是南水北調中線工程年規(guī)劃調水量100多億立方米的一半。鷹潭水司在使用NB-IoT智能水表的基礎上，綜合利用數(shù)字化智慧水務系統(tǒng)以及管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，對全市管網(wǎng)壓力、流量進行監(jiān)測，有效分析片區(qū)主管網(wǎng)漏損情況，同時通過系統(tǒng)的智能報警指導管線維護人員進行管網(wǎng)漏損排查，精確制導維修人員定點維修，大幅減少了漏損維修時間和漏損率，漏損率由之前的30%逐漸下降到目前的12%左右。
所以NB-IoT智能水表，是水司建設智慧水務的基礎且必要條件，只要做好感知層建設，才能進一步提高管網(wǎng)、水量、壓力等供水管理數(shù)據(jù)的可視化程度，實現(xiàn)用戶精準畫像、提前服務，優(yōu)化用戶體驗感，提升企業(yè)服務水平、管理水平，提升水司經(jīng)濟效益。
作者介紹
余翔
鷹潭市供水集團有限公司 信息管理部主任
信息化管理方面已有15年經(jīng)驗，負責鷹潭水司信息化的頂層設計與落地，參與鷹潭水務NB-IoT智能水表更換項目，鷹潭智慧水務平臺規(guī)劃、搭建的主負責人。
交流聯(lián)系方式：
125075667@qq.com
