濟(jì)南水務(wù)集團(tuán)有限公司 王瑞彬 鄭軍 武少華
【關(guān)鍵字】 DMA、無(wú)源直讀、遠(yuǎn)傳抄表、廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)、EOC
【摘 要】
濟(jì)南水務(wù)集團(tuán)，多年來(lái)建立了若干DMA獨(dú)立計(jì)量區(qū)域，隨著數(shù)十萬(wàn)戶表用戶的接收與改造，為進(jìn)一步提升DMA考核分析精度，充分發(fā)揮DMA降差控漏作用，經(jīng)綜合考慮建設(shè)成本、抄表電源、網(wǎng)絡(luò)通訊等因素，濟(jì)南水務(wù)提出與廣電寬帶進(jìn)行戰(zhàn)略合作，依托遍布全市各個(gè)角落的廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)支撐，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳無(wú)源直讀水表的遠(yuǎn)程抄讀，并與DMA系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提升精細(xì)化降差控漏的管理水平。
其中：光電無(wú)源直讀遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)的抄表集中器，通過(guò)EOC終端接入廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)，一攬子解決了實(shí)時(shí)抄表、網(wǎng)絡(luò)通訊、抄表供電等諸多技術(shù)瓶頸，在降低產(chǎn)銷差率，控制庭院管網(wǎng)漏失與無(wú)效計(jì)量，提高水務(wù)集團(tuán)綜合運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平等方面起到良好效果。
正文：
一、項(xiàng)目背景
降低產(chǎn)銷差率，提升綜合運(yùn)營(yíng)服務(wù)能力，一直是供水企業(yè)不懈追求的目標(biāo)。但當(dāng)管網(wǎng)整體運(yùn)行管理與檢漏控漏措施達(dá)到一定成熟度后，單純依賴大管網(wǎng)運(yùn)維的降差控漏措施，已很難再有更加深入的突破，而DMA片區(qū)計(jì)量分析技術(shù)，就成為精細(xì)化降差措施的不二選擇。但是，當(dāng)面對(duì)數(shù)十萬(wàn)戶表計(jì)量水表時(shí)，片區(qū)DMA計(jì)量分析技術(shù)的精確度，就面臨著諸多嚴(yán)峻考驗(yàn)。
濟(jì)南，屬我國(guó)北方城市，四季鮮明、冬季氣溫較低，供水管網(wǎng)深埋地下等行業(yè)特色，管網(wǎng)控漏工作一直是供水企業(yè)面對(duì)的較大難題之一。隨著廠站大管網(wǎng)運(yùn)維格局下降差措施的不斷深化，產(chǎn)銷差率已基本控制在20%左右。但隨之而來(lái)的是其降差控漏效果逐漸減弱，我們必須尋找更為有效的精細(xì)化降差措施，才能使產(chǎn)銷差率得到進(jìn)一步降低，并有效控制反彈。
在這一背景下，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+遠(yuǎn)程抄表+DMA”等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從水廠到管網(wǎng)的流量、壓力控制，以及管道定期檢漏控制，再到小區(qū)庭院管線DMA控漏技術(shù)（解決最后一公里問(wèn)題）的全過(guò)程降差控漏措施的實(shí)施，成為精細(xì)化降差的有效途徑。
二、DMA區(qū)域中抄表方式的變化
1、傳統(tǒng)抄表方式不適用于DMA分析。
在劃分DMA獨(dú)立計(jì)量區(qū)域，并安裝流量計(jì)考核表之后，我們很自然的想到對(duì)DMA區(qū)域內(nèi)所有貿(mào)易水表的抄表水量進(jìn)行更進(jìn)一步的精確分析對(duì)比，以發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各計(jì)量表與考核表的水量差異，進(jìn)而及時(shí)定位漏耗點(diǎn)，排查偷竊水行為等。然而傳統(tǒng)的抄表方式，無(wú)法提供這一便利條件，不能做到精確分析與定位。
以濟(jì)南領(lǐng)秀城片區(qū)為例，小區(qū)內(nèi)單位用戶141戶，戶表用戶13000余戶。單位用戶抄表周期為每月抄表，區(qū)內(nèi)抄表時(shí)間跨度為3天，戶表抄表周期為每?jī)稍乱怀瑓^(qū)內(nèi)抄表時(shí)間跨度為18天。也就是說(shuō)，每?jī)蓚€(gè)月以上的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)才能覆蓋全部用戶，而且某些戶表用戶和另外一些戶表用戶的統(tǒng)計(jì)時(shí)間相差半個(gè)月。顯然，統(tǒng)計(jì)抄表數(shù)據(jù)的時(shí)間粒度過(guò)大，單位時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)樣本過(guò)少，統(tǒng)計(jì)時(shí)間不重合。傳統(tǒng)抄表模式產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對(duì)DMA區(qū)域的統(tǒng)計(jì)分析幾乎沒有參考價(jià)值。
該小區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)居民樓是新建樓盤，已經(jīng)安裝了光電無(wú)源直讀水表。抄表員使用手持抄表器現(xiàn)場(chǎng)抄表，數(shù)據(jù)采集的時(shí)間粒度和樣本數(shù)量與傳統(tǒng)手工抄表模式相當(dāng)。如果安裝無(wú)線遠(yuǎn)傳集抄器，進(jìn)行無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表，顯而易見可以降低人力成本。但要使無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表達(dá)到DMA精確統(tǒng)計(jì)分析的要求，則需要克服無(wú)線遠(yuǎn)傳帶來(lái)的諸多限制。
2、無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表模式受到的局限性。
無(wú)線遠(yuǎn)傳集抄器首先要考慮供電電源。如果采用鋰電池供電，電池的購(gòu)置和維護(hù)成本都比較大。如果采用民用交流電供電，就需要供水企業(yè)與相關(guān)每個(gè)樓盤的物業(yè)公司或業(yè)主自身進(jìn)行協(xié)商，取電與交費(fèi)問(wèn)題，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
無(wú)線遠(yuǎn)傳集抄器可提供的的抄表次數(shù)，受到無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)流量和帶寬的限制。每個(gè)抄表集中器需要連接幾十至幾百個(gè)戶用水表，上傳抄表數(shù)據(jù)所需數(shù)據(jù)流量遠(yuǎn)大于單只無(wú)線遠(yuǎn)傳流量計(jì)。限于成本，供水企業(yè)一般采用帶寬窄，流量小的GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抄表指令接收和抄表數(shù)據(jù)上傳，只能進(jìn)行每日一次或者每月數(shù)次抄表操作，仍然達(dá)不到實(shí)時(shí)抄表的效果。
某些新建小區(qū)不允許任意位置安裝設(shè)備，集抄器只能安裝在樓體深處的管道井里，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)受到層層遮蔽。同時(shí)，GPRS信號(hào)也在一定程度上受天氣影響。這些因素造成了GPRS無(wú)線信號(hào)有可能出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。
供水企業(yè)所需要的，是成本可接受、運(yùn)行維護(hù)占用資源較少、不受限制的實(shí)時(shí)抄表效果。因此，濟(jì)南水務(wù)集團(tuán)考慮租用建設(shè)成熟的寬帶網(wǎng)絡(luò)線路進(jìn)行有線遠(yuǎn)傳網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)戶表用戶的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳抄表。
三、系統(tǒng)建設(shè)
濟(jì)南水務(wù)集團(tuán)與山東廣電網(wǎng)絡(luò)公司進(jìn)行合作，選擇有線電視廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)基于廣電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)）的技術(shù)要點(diǎn)如下：
1、光電無(wú)源直讀遠(yuǎn)傳戶表和抄表集中器的選用與安裝。
目前，濟(jì)南水務(wù)集團(tuán)安裝有26萬(wàn)只光電無(wú)源直讀遠(yuǎn)傳戶表，電子部分最小讀數(shù)為1立方米。水表符合標(biāo)準(zhǔn)JG/T162-2009《住宅遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng) 》、CJ/T188-2004《戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》、CJ/T224-2006《電子遠(yuǎn)傳水表》、CJ/T383-2011《電子直讀式水表》，通過(guò)普通雙芯線連接抄表集中器。
光電無(wú)源直讀水表的具有不需要自帶電源，電子部分不影響機(jī)械部分計(jì)量，電子讀數(shù)與機(jī)械讀數(shù)一致等優(yōu)點(diǎn)。濟(jì)南市戶用水表用戶平均用水量為每月5.5立方，為保持計(jì)量時(shí)間粒度與水量的可比性，現(xiàn)采用3天一抄表的周期模式。
今后我們將在新建小區(qū)中，嘗試采用電子讀數(shù)最小為0.01立方米的光電無(wú)源直讀水表。到時(shí)可將抄表周期縮短為1天或1小時(shí)，以增加數(shù)據(jù)分析的樣本精度。
圖1 水表安裝
圖2 水表布線
抄表集中器安裝在管道井內(nèi)，具備抄表模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊，抄表數(shù)據(jù)通道采用兩路M-bus架構(gòu)總線，每個(gè)集中器最多連接256只水表。
圖3 M-bus總線示意圖
2、EOC終端設(shè)備及其與抄表集中器的連接。
EOC（同軸電纜以太網(wǎng)接入技術(shù)）終端設(shè)備由廣電網(wǎng)絡(luò)提供，一般安裝在單元樓管道井或地下室的廣電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備箱內(nèi)。設(shè)備箱可以提供一個(gè)RJ45標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線插口和220v電源線用以連接抄表集中器。
3、單元樓聯(lián)網(wǎng)方案及中心機(jī)房互聯(lián)。
由廣電網(wǎng)絡(luò)提供。各單元樓EOC終端設(shè)備通過(guò)同軸網(wǎng)連接到小區(qū)光節(jié)點(diǎn)內(nèi)的EOC局端設(shè)備，小區(qū)光節(jié)點(diǎn)通過(guò)光纖收發(fā)器或EPON（以太網(wǎng)無(wú)源光釬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）設(shè)備實(shí)現(xiàn)到廣電網(wǎng)絡(luò)分前端機(jī)房的連接。
水務(wù)集團(tuán)可以利用廣電寬帶的IP城域網(wǎng)內(nèi)劃分私有VLAN，建立水務(wù)抄表的專用網(wǎng)絡(luò)。有線寬帶網(wǎng)絡(luò)通過(guò)光纖千兆互聯(lián)，連接到水務(wù)集團(tuán)中心交換機(jī)。
四、廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)
1、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，用戶接入率高。
隨著同軸電纜以太網(wǎng)接入（EOC）技術(shù)的普及，有線電視網(wǎng)絡(luò)提供的寬帶網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶。可以說(shuō)任何一棟居民樓都安裝了有線電視，沒有例外。無(wú)論新建小區(qū)還是老舊小區(qū)，都可以實(shí)現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)接入。因此有線電視廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及程度極高，遠(yuǎn)超其他有線寬帶網(wǎng)絡(luò)提供商。
2、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量滿足實(shí)時(shí)傳輸需求。
遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)基于廣電有線寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，7X24小時(shí)不間斷，相比無(wú)線傳輸方式，不受天氣等自然環(huán)境干擾，不受管道井、地下室、電梯間等地形因素影響，不存在無(wú)線傳輸中的信號(hào)質(zhì)量差、不穩(wěn)定的情況。
遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)中每臺(tái)集抄器接入點(diǎn)分配的帶寬最低為2Mbps，滿足長(zhǎng)期大業(yè)務(wù)量的傳輸需求，不存在帶寬傳輸瓶頸的擔(dān)憂。
3、 由廣電網(wǎng)絡(luò)提供抄表供電：
廣電網(wǎng)絡(luò)在解決信號(hào)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，還解決了M-BUS抄表總線瞬時(shí)加電問(wèn)題。由于與廣電公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，抄表作業(yè)在廣電網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較輕時(shí)實(shí)施，在網(wǎng)絡(luò)租金中含有抄表所需瞬時(shí)加電的電力供應(yīng)費(fèi)用，這從根本上解決了遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)取電的最大瓶頸，使整改網(wǎng)絡(luò)部署變得簡(jiǎn)單易行。
4、施工簡(jiǎn)單易行。
小區(qū)范圍之內(nèi)的戶用水表、樓宇或公建總表等都可以通過(guò)簡(jiǎn)單施工連接到抄表集中器，已經(jīng)安裝的無(wú)線遠(yuǎn)傳流量計(jì)也可通過(guò)改造連接到EOC終端。抄表集中器與EOC終端的連接僅需普通電源線和標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線。
五、遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)的作用
建設(shè)基于廣電網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)，使得用戶基數(shù)大、單戶供水水量小的戶用水表，實(shí)現(xiàn)了理論上的實(shí)時(shí)流量計(jì)的效果。
1、豐富DMA區(qū)域分析，有效降低產(chǎn)銷差率。
傳統(tǒng)意義上的DMA獨(dú)立計(jì)量區(qū)域，在各個(gè)進(jìn)出水管道處安裝流量計(jì)，使用夜間最小流量法對(duì)漏耗情況進(jìn)行分析和定位。遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)為DMA分析提供了大量的實(shí)時(shí)抄表數(shù)據(jù)。通過(guò)橫向?qū)Ρ葢舯怼⒖偙砼c考核表的同期抄表水量差異，可以快速分析小區(qū)內(nèi)是否存在漏耗點(diǎn)、竊水點(diǎn)。根據(jù)相關(guān)信息可及時(shí)進(jìn)行管網(wǎng)檢漏、維修以及竊水點(diǎn)的查找，從而解決了戶表改造后，大量接收的庭院管道，由于數(shù)量大且分散，漏耗難以監(jiān)管的難題。
隨著包含無(wú)源直讀遠(yuǎn)傳水表抄表系統(tǒng)的DMA小區(qū)不斷增加，庭院管線的漏失得到有效控制。項(xiàng)目的前期投入，可通過(guò)有效降低庭院管線漏失水量，收回前期技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入，使企業(yè)從技術(shù)發(fā)展到成本控制，取得雙贏的效果。
2、增加用戶服務(wù)技術(shù)監(jiān)控措施。
通過(guò)縱向?qū)Ρ韧恢凰淼那昂蟪硭坎町悾梢钥焖倥挪槌鲇脩粲锌赡艽嬖诘谋韮?nèi)漏水，通過(guò)及時(shí)通知用戶、保護(hù)性停水等措施，可有效減少用戶的損失和可能出現(xiàn)的服務(wù)與水費(fèi)糾紛，進(jìn)一步提升了客戶精細(xì)化服務(wù)與管理水平。
3、幫助供水調(diào)度。
眾所周知，在一天內(nèi)的不同時(shí)間段，供水管網(wǎng)負(fù)載不同，水壓可以相應(yīng)調(diào)整。在條件允許的情況下盡可能的降低管網(wǎng)壓力，可以有效地降低故障發(fā)生率，延長(zhǎng)管網(wǎng)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間和管道設(shè)施壽命，達(dá)到降低產(chǎn)銷差的目的。遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)可以采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)廣大戶表用戶的用水習(xí)慣進(jìn)行分析，尋找用水高峰和低谷準(zhǔn)確時(shí)間，配合供水水利模型和網(wǎng)絡(luò)GIS系統(tǒng)，對(duì)相應(yīng)的用水量變化進(jìn)行量化分析。水務(wù)集團(tuán)可以用精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)取代常識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并以此指導(dǎo)供水調(diào)度工作，在保障用戶用水質(zhì)量，提高用水滿意度的同時(shí)，達(dá)到有效控壓的目的。
4、節(jié)約人力資源成本，增加創(chuàng)收效益。
相比傳統(tǒng)的紙質(zhì)抄表模式和手持器抄表模式，遠(yuǎn)傳抄表模式可以降低供水企業(yè)人力成本。光電直讀水表難以避免水表故障、人為破壞等情況，遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)可以提供快速的故障定位和告警，有效提高抄表工作效率和管網(wǎng)巡檢工作效率。通過(guò)分析用戶在不同時(shí)段的用水習(xí)慣，有助于分辨出混雜在普通居民用戶中的經(jīng)營(yíng)用水戶和特種用水戶，幫助提高稽查工作效率。
六、總 結(jié)
濟(jì)南水務(wù)集團(tuán)以打造水務(wù)行業(yè)運(yùn)營(yíng)服務(wù)一流品牌為宗旨，長(zhǎng)期以來(lái)不但致力于提高成產(chǎn)運(yùn)營(yíng)工作效率，努力降低產(chǎn)銷差，而且更注重對(duì)客戶服務(wù)質(zhì)量的不斷提升，處處踐行“體貼點(diǎn)點(diǎn)滴滴、關(guān)懷源源不斷”的企業(yè)服務(wù)理念。
建立基于廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)，是濟(jì)南水務(wù)集團(tuán)改變傳統(tǒng)管理模式，引入“互聯(lián)網(wǎng)+供水”服務(wù)理念，進(jìn)一步完善“智慧水務(wù)”建設(shè)，提升精細(xì)化管理水平的有益嘗試。在供水企業(yè)可以接受的成本范圍之內(nèi)，運(yùn)用成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立了一整套行之有效的遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)，從而進(jìn)一步挖掘DMA區(qū)域分析的優(yōu)勢(shì)，在供水企業(yè)運(yùn)營(yíng)和服務(wù)兩個(gè)方面，再次提升科學(xué)管理與應(yīng)用水平。
同時(shí)，可采用相同原理進(jìn)行抄表的熱力表、煤氣表等，濟(jì)南水務(wù)集團(tuán)的遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)也起到了良好的示范作用。基于廣電網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行多企業(yè)多種計(jì)量表的集抄作業(yè)，是未來(lái)公共事業(yè)聯(lián)合發(fā)展服務(wù)的有效途徑，是避免大量社會(huì)服務(wù)建設(shè)資金重復(fù)投資，符合節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展理念的大趨勢(shì)。
【本項(xiàng)目戰(zhàn)略合作伙伴】山東廣電網(wǎng)絡(luò)有限公司濟(jì)南分公司；
【參考資料】《基于廣電網(wǎng)開展熱電遠(yuǎn)程抄表聯(lián)網(wǎng)服務(wù)》——牛先勇、劉建深；
濟(jì)南水務(wù)集團(tuán) 信息中心
2016.04
