摘要
隨著我國國民經濟的飛速發展，城市供水用戶和用水量的不斷增加，國家推出“一戶一表”、“梯階水價”的政策，以加強供水行業的管理和用水用戶的節水意識。而現行供水行業的水費回收仍然是采用查表員按月入戶查表，人工收費的辦法。其工作強度大，效率低。該辦法收費使得供水企業在購銷結算上是不同步的。供水企業需占用大量的資金。按照國家新公布的《物業管理條例》第四十五條規定“物業管理區域內，供水、供電、供氣、供熱、通訊、有線電視等單位應當向最終用戶收取有關費用。本文簡要介紹了分線制集中抄表 , 總線制集中抄表 等幾種自來水自動集中抄表系統的組成與特點,并對其可行性進行了探討
關鍵詞 :自動抄表系統 ,智能水表 , 分線制集中抄表 , 總線制集中抄表 , 無線發射式水表
1、背景
1．1背景和現狀
我國水資源嚴重缺乏。隨著國民經濟的飛速發展，城市供水用戶和用水量的不斷增加，許多城市水源短缺，國家推出“一戶一表”、“梯階水價”等政策，以加強供水行業的管理和提高用戶的節水意識。
1．2收費前景
隨著供水價格不斷提高，對供水企業服務質量的要求也越來越高，對供水企業實行終端服務的呼聲與日俱增。供水、供電、供氣、供熱、通訊、有線電視等單位應當向最終用戶收取有關費用。水電氣等收費將逐步過渡到網絡化終端服務即行業公司直接抄表收費的模式。在這種背景下，自來水行業的直管用戶數量將會大量增加。
1．3水表出戶已成為趨勢
城市供水企業提高自身經濟效益的需要，通過實施“一戶一表、抄表到戶”，可以大大提高供水企業抄表地準確率和收取水費的及時率，提高資金利用效率。國家對智能化小區明確的政策要求，使水表的出戶計量帶有一定的強制性。另外，開發商為了提升小區檔次，給用戶提供完善的服務設施，新開發的房產項目對于水表的出戶計量也是比較需要的。所以水表出戶計量的需求環境已經成熟。
2、抄表方式
2．1抄表員入戶抄表
仍然采用普通水表，由抄表員進戶抄表。這種方式優點是簡便易行，容易操作，一次性設備投入很小，甚至在現有配水管網和水表不變的情況下亦可實行。
其缺點是需要大量的抄表員，人員消耗巨大，不利于減員增效的需要，而且對抄表員的管理也很難上一個新的臺階。抄表員入戶抄表比較適合作為“一戶一表、抄表到戶”初期的臨時過渡方案。
目前，自來水、電力和燃氣行業抄表員每月入戶抄表的定額一般在2000～2500戶之間。在一個有110多萬直管用戶的沈陽市自來水公司如按月查表到戶，需要抄表員及管理人員應該至少為450~600人。除這部分人的工資福利支出外，還必須為此提供必要的管理設施，支出相當的管理費用。按較低標準每人年12000元計算，每年至少約需540~720萬元。
2．2水表出戶與集中抄表
就是將居民水表挪至戶外的水表井、水表間或專用水表箱內。然后實行抄表員人工抄表或自動抄表。
此方案方便了抄表和維護，此外還杜絕了人情抄表，人情收費，人為竊水等現象，但改造費用較大，比較適用于新建住宅，老住宅改造難度太大、費用太高。尤其是在寒冷的北方，必須設立凍層以下的水表井，敷管、防凍和開挖水表井的一次性投入很大，維護費用也很高。新建住宅在設計上將水表出戶與采暖設施并行安裝于同一表箱內，既解決了防寒問題，又為自動集中抄表系統的水表日后管理提供良好環境。
2．3水表信息出戶
抄表只需要水表的計量值，水表直接出戶或水表本身并不要求一定出戶。水表信息出戶，就是水表仍然在戶內，通過技術手段在居民戶外獲取水表計量值。
根據自動化程度的不同，可以分為遠程自動抄表和人工集中抄表兩種模式。
2．4遠程自動抄表
水表仍然在戶內，只是水表信息出戶。信息出戶之后，可以利用電子和通訊裝置直接傳遞到自來水公司的營業中心。這就是通常所說的遠程自動抄表。
目前有傳統的脈沖式遠程自動抄表系統和直讀式自動抄表系統兩種模式。
脈沖式遠程自動抄表系統在各地有一些試點工程，但因為其采樣方式等固有缺陷，效果不理想。
2．5人工集中抄表
水表仍然在戶內，只是水表信息出戶。這種方案主要是解決信息出戶難題，由抄表員在樓外抄表，然后將抄表數據匯集到自來水公司的營業中心，俗稱“半自動”。
實現人工集中抄表，需要采用直讀式抄表系統，脈沖式抄表系統無法實現人工集中抄表。
3、直讀式集中抄表系統
3．１直接讀取水表窗口值，不是累計脈沖換算，沒有累計誤差
直讀式水表其原理是在水表的機械計度器上加裝光電傳感器和電子線路構成，直接讀取窗口值數據。也就是直接讀取水表的計度器碼盤數字即“窗口值”，表內不需設置表底數、表常數等參數，無需存儲數據，不存在累計誤差，真正實現了“讀表”，結束了累計脈沖、換算數值的歷史。真正“無源”水表，表內沒有電源，傳感器和電子裝置平時不工作，只在抄表瞬間由網絡供電。抄表瞬間由抄表器或集中器供電。其故障率大大降低，可靠性和壽命高于其它水表。
3．２水表有地址，采用M-BUS總線通訊
M-BUS通訊方式采用普通的兩芯電纜連接，同時完成數據通信和提供水表電源的功能。M-BUS通訊方式不用區分極性，可按照任意拓撲結構布線施工，施工成本和難度大大下降。即使對已建住宅，這種總線結構的施工也大大優于脈沖方式的一表一線、沒有表地址的結構，材料和工時均由較大程度的節約。
3．３可增加閥控功能，防止惡意欠費現象
直讀式水表可增加電動閥實現遠程控制，對電動閥的驅動同樣由外部抄表器提供，不設內部電源。
這樣減少了由電池原因造成的閥門誤動作，增加了控制的可靠性。抄表器是抄表員隨身攜帶的智能裝置，可以實現抄表和控制電動閥的基本功能。
4、關于抄表管理與收費管理
4．1抄表管理
目前水公司應該說在一個很長的時期內是長期并存多種抄表模式，其中包括直接人工抄表、委托物業公司抄表、遠程自動抄表和預付費等。
4．2收費管理
收費是依據抄表數據在供水企業與用戶之間進行的結算。目前國內不同的行業和地區有不同的收費辦法，一般在用戶開戶時與用戶簽訂服務協議，其中就規定了交費方式。主要形式包括：用戶自行交費、行業專門人員上門抄表收費、委托物業管理部門代收費、委托銀行代收費等方式。
5、系統組成與特點
5．1分線制集中抄表
分線制集中抄表首先在普通水表的基礎上加裝傳感器件,將機械式讀數信號轉換成電信號后傳輸出去,再由數據采集器定時順序采集來自多路分線連接的水表信號并進行數據處理﹑存儲﹑故障記錄等. 各數據采集器可通過RS232口(或紅外接口)單獨與手持抄表器通訊;也可采用總線連接至單元管理機,再由單元管理機與手持抄表器通訊進行批量數據的抄錄;當然,更為現代化的模式是數據采集器與小區上位計算機通訊,在上位計算機上進行數據的存儲﹑計算﹑統計﹑打印等,并且, 在上位計算機上加裝調制解調器通過電話網進行遠程抄表,實時監控。
5．2﹑總線制集中抄表
總線制集中抄表模式中的水表是將一體化芯片,裝配于表體上的一種智能水表,各戶表通過一總線掛接。由于戶表本身能進行采集﹑存儲﹑傳輸等基礎工作,因而手持抄表器或計算機不參與底層數據采集,僅進行數據通訊,消除了外界因素對計量的影響.另外, 總線的通﹑斷和各戶表引出線的通﹑斷不影響單表的數據采集和保存,即使此次因線路故障致使無法讀數,只要重新掛接好線路,無需設置,各戶表的真實數據仍可繼續讀出,其安全性與穩定性較好。
總線制集中抄表相應于分線制集中抄表的一個最大優點是布線極其方便,調試與維護也相對簡單.如有成熟的產品不失為一個好的選擇。
５．３無線發射式水表
無線發射式水表是在智能戶表的基礎上加裝無線收發裝置,遠程收發數據.此種水表無需敷設線路,維護與安裝方便。單表或網絡終端加裝無線收發裝置及相應軟件支持,在交納一定的租金和管理費,便可以實現雙向通信。
６﹑應用
自來水抄表到戶是社會總體發展的要求,而如何把先進的計算機技術﹑電子技術﹑通信技術等納入到供水企業的營業收費管理中,順利而可靠地實施這一龐大工程,需要從技術上﹑經濟上﹑地域上以及發展前景上加以通盤考慮.同時, 供水行業對自動抄表系統的積極應用亦將反作用于系統生產廠家,有利于降低成本,提高技術,形成一個良性循環。
隨著我國國民經濟的飛速發展，城市供水用戶和用水量的不斷增加，國家推出“一戶一表”、“梯階水價”的政策，以加強供水行業的管理和用水用戶的節水意識。而現行供水行業的水費回收仍然是采用查表員按月入戶查表，人工收費的辦法。其工作強度大，效率低。該辦法收費使得供水企業在購銷結算上是不同步的。供水企業需占用大量的資金。按照國家新公布的《物業管理條例》第四十五條規定“物業管理區域內，供水、供電、供氣、供熱、通訊、有線電視等單位應當向最終用戶收取有關費用。本文簡要介紹了分線制集中抄表 , 總線制集中抄表 等幾種自來水自動集中抄表系統的組成與特點,并對其可行性進行了探討
關鍵詞 :自動抄表系統 ,智能水表 , 分線制集中抄表 , 總線制集中抄表 , 無線發射式水表
1、背景
1．1背景和現狀
我國水資源嚴重缺乏。隨著國民經濟的飛速發展，城市供水用戶和用水量的不斷增加，許多城市水源短缺，國家推出“一戶一表”、“梯階水價”等政策，以加強供水行業的管理和提高用戶的節水意識。
1．2收費前景
隨著供水價格不斷提高，對供水企業服務質量的要求也越來越高，對供水企業實行終端服務的呼聲與日俱增。供水、供電、供氣、供熱、通訊、有線電視等單位應當向最終用戶收取有關費用。水電氣等收費將逐步過渡到網絡化終端服務即行業公司直接抄表收費的模式。在這種背景下，自來水行業的直管用戶數量將會大量增加。
1．3水表出戶已成為趨勢
城市供水企業提高自身經濟效益的需要，通過實施“一戶一表、抄表到戶”，可以大大提高供水企業抄表地準確率和收取水費的及時率，提高資金利用效率。國家對智能化小區明確的政策要求，使水表的出戶計量帶有一定的強制性。另外，開發商為了提升小區檔次，給用戶提供完善的服務設施，新開發的房產項目對于水表的出戶計量也是比較需要的。所以水表出戶計量的需求環境已經成熟。
2、抄表方式
2．1抄表員入戶抄表
仍然采用普通水表，由抄表員進戶抄表。這種方式優點是簡便易行，容易操作，一次性設備投入很小，甚至在現有配水管網和水表不變的情況下亦可實行。
其缺點是需要大量的抄表員，人員消耗巨大，不利于減員增效的需要，而且對抄表員的管理也很難上一個新的臺階。抄表員入戶抄表比較適合作為“一戶一表、抄表到戶”初期的臨時過渡方案。
目前，自來水、電力和燃氣行業抄表員每月入戶抄表的定額一般在2000～2500戶之間。在一個有110多萬直管用戶的沈陽市自來水公司如按月查表到戶，需要抄表員及管理人員應該至少為450~600人。除這部分人的工資福利支出外，還必須為此提供必要的管理設施，支出相當的管理費用。按較低標準每人年12000元計算，每年至少約需540~720萬元。
2．2水表出戶與集中抄表
就是將居民水表挪至戶外的水表井、水表間或專用水表箱內。然后實行抄表員人工抄表或自動抄表。
此方案方便了抄表和維護，此外還杜絕了人情抄表，人情收費，人為竊水等現象，但改造費用較大，比較適用于新建住宅，老住宅改造難度太大、費用太高。尤其是在寒冷的北方，必須設立凍層以下的水表井，敷管、防凍和開挖水表井的一次性投入很大，維護費用也很高。新建住宅在設計上將水表出戶與采暖設施并行安裝于同一表箱內，既解決了防寒問題，又為自動集中抄表系統的水表日后管理提供良好環境。
2．3水表信息出戶
抄表只需要水表的計量值，水表直接出戶或水表本身并不要求一定出戶。水表信息出戶，就是水表仍然在戶內，通過技術手段在居民戶外獲取水表計量值。
根據自動化程度的不同，可以分為遠程自動抄表和人工集中抄表兩種模式。
2．4遠程自動抄表
水表仍然在戶內，只是水表信息出戶。信息出戶之后，可以利用電子和通訊裝置直接傳遞到自來水公司的營業中心。這就是通常所說的遠程自動抄表。
目前有傳統的脈沖式遠程自動抄表系統和直讀式自動抄表系統兩種模式。
脈沖式遠程自動抄表系統在各地有一些試點工程，但因為其采樣方式等固有缺陷，效果不理想。
2．5人工集中抄表
水表仍然在戶內，只是水表信息出戶。這種方案主要是解決信息出戶難題，由抄表員在樓外抄表，然后將抄表數據匯集到自來水公司的營業中心，俗稱“半自動”。
實現人工集中抄表，需要采用直讀式抄表系統，脈沖式抄表系統無法實現人工集中抄表。
3、直讀式集中抄表系統
3．１直接讀取水表窗口值，不是累計脈沖換算，沒有累計誤差
直讀式水表其原理是在水表的機械計度器上加裝光電傳感器和電子線路構成，直接讀取窗口值數據。也就是直接讀取水表的計度器碼盤數字即“窗口值”，表內不需設置表底數、表常數等參數，無需存儲數據，不存在累計誤差，真正實現了“讀表”，結束了累計脈沖、換算數值的歷史。真正“無源”水表，表內沒有電源，傳感器和電子裝置平時不工作，只在抄表瞬間由網絡供電。抄表瞬間由抄表器或集中器供電。其故障率大大降低，可靠性和壽命高于其它水表。
3．２水表有地址，采用M-BUS總線通訊
M-BUS通訊方式采用普通的兩芯電纜連接，同時完成數據通信和提供水表電源的功能。M-BUS通訊方式不用區分極性，可按照任意拓撲結構布線施工，施工成本和難度大大下降。即使對已建住宅，這種總線結構的施工也大大優于脈沖方式的一表一線、沒有表地址的結構，材料和工時均由較大程度的節約。
3．３可增加閥控功能，防止惡意欠費現象
直讀式水表可增加電動閥實現遠程控制，對電動閥的驅動同樣由外部抄表器提供，不設內部電源。
這樣減少了由電池原因造成的閥門誤動作，增加了控制的可靠性。抄表器是抄表員隨身攜帶的智能裝置，可以實現抄表和控制電動閥的基本功能。
4、關于抄表管理與收費管理
4．1抄表管理
目前水公司應該說在一個很長的時期內是長期并存多種抄表模式，其中包括直接人工抄表、委托物業公司抄表、遠程自動抄表和預付費等。
4．2收費管理
收費是依據抄表數據在供水企業與用戶之間進行的結算。目前國內不同的行業和地區有不同的收費辦法，一般在用戶開戶時與用戶簽訂服務協議，其中就規定了交費方式。主要形式包括：用戶自行交費、行業專門人員上門抄表收費、委托物業管理部門代收費、委托銀行代收費等方式。
5、系統組成與特點
5．1分線制集中抄表
分線制集中抄表首先在普通水表的基礎上加裝傳感器件,將機械式讀數信號轉換成電信號后傳輸出去,再由數據采集器定時順序采集來自多路分線連接的水表信號并進行數據處理﹑存儲﹑故障記錄等. 各數據采集器可通過RS232口(或紅外接口)單獨與手持抄表器通訊;也可采用總線連接至單元管理機,再由單元管理機與手持抄表器通訊進行批量數據的抄錄;當然,更為現代化的模式是數據采集器與小區上位計算機通訊,在上位計算機上進行數據的存儲﹑計算﹑統計﹑打印等,并且, 在上位計算機上加裝調制解調器通過電話網進行遠程抄表,實時監控。
5．2﹑總線制集中抄表
總線制集中抄表模式中的水表是將一體化芯片,裝配于表體上的一種智能水表,各戶表通過一總線掛接。由于戶表本身能進行采集﹑存儲﹑傳輸等基礎工作,因而手持抄表器或計算機不參與底層數據采集,僅進行數據通訊,消除了外界因素對計量的影響.另外, 總線的通﹑斷和各戶表引出線的通﹑斷不影響單表的數據采集和保存,即使此次因線路故障致使無法讀數,只要重新掛接好線路,無需設置,各戶表的真實數據仍可繼續讀出,其安全性與穩定性較好。
總線制集中抄表相應于分線制集中抄表的一個最大優點是布線極其方便,調試與維護也相對簡單.如有成熟的產品不失為一個好的選擇。
５．３無線發射式水表
無線發射式水表是在智能戶表的基礎上加裝無線收發裝置,遠程收發數據.此種水表無需敷設線路,維護與安裝方便。單表或網絡終端加裝無線收發裝置及相應軟件支持,在交納一定的租金和管理費,便可以實現雙向通信。
６﹑應用
自來水抄表到戶是社會總體發展的要求,而如何把先進的計算機技術﹑電子技術﹑通信技術等納入到供水企業的營業收費管理中,順利而可靠地實施這一龐大工程,需要從技術上﹑經濟上﹑地域上以及發展前景上加以通盤考慮.同時, 供水行業對自動抄表系統的積極應用亦將反作用于系統生產廠家,有利于降低成本,提高技術,形成一個良性循環。
