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
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廣覆蓋
在同樣的頻段下,NB-IOT比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)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(shù)提供50-100倍的接入數(shù)。其次支持低延時敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。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(shè)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(shè)備聯(lián)網(wǎng)需求。NB-IoT室內(nèi)覆蓋能力強,比LTE提升20dB增益,相當(dāng)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(yīng)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(wù)管理中的重要作用。
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功耗低
低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一項重要指標(biāo),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(zhì)的需求。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應(yīng)用,因此NB-IoT水表功耗可以做到非常小,設(shè)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(luò)相關(guān),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(shù),電池的使用壽命2到3年,NB-IoT使用的是100kHz窄帶技術(shù),帶寬來比GPRS省電。重要的一個理論依據(jù)PSM節(jié)電技術(shù)(休眠功能),設(shè)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,
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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(fù)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(luò)服務(wù),解決水司無線網(wǎng)絡(luò)維護難問題,同時標(biāo)準(zhǔn)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(luò)結(jié)構(gòu),節(jié)省了中間網(wǎng)絡(luò)調(diào)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
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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(fù)抄、復(fù)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(zhǔn)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(zhuǎn)變職能成為客戶經(jīng)理致力于更好的服務(wù)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?,F(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(wù)用戶起到了決定性的鋪墊。科學(xué)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(wù)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(chǔ),智慧水務(wù)才是有源之水。
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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(yīng)用到智慧水務(wù)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(yīng)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(dāng)前可能需要咨詢的問題都可以提前預(yù)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(zhì)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(wù)水平的專業(yè)性。
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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(chǔ)數(shù)據(jù)就是水務(wù)行業(yè)邁入大數(shù)據(jù)的一個重要標(biāo)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(zhì)等,這些數(shù)據(jù)在未進去大數(shù)據(jù)和智慧水務(wù)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(biāo)準(zhǔn)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(wù)的大數(shù)據(jù)打下夯實的基礎(chǔ)。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(wù)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?nèi)我庥脩舻膽籼?、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(wù)的魅力所在。
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自動推送,服務(wù)更優(yōu)
除了提高水資源的利用率外,提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)也是智慧水務(wù)發(fā)展的目的之一。水乃生命源泉,水務(wù)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(wù)理念。為了更好的服務(wù)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(wù),結(jié)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(wù)。例如:根據(jù)大數(shù)據(jù)分析,計算出用戶的用水習(xí)慣和平均用水量,設(shè)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?;蛴脩粲盟客黄齐A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(dǎo)致的服務(wù)矛盾。鷹潭水司依托于這些便民的服務(wù),不僅明顯的減少了投訴,顯著的提升了用戶服務(wù)體驗,更是獲得了用戶和社會的認同感。
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投入減少,效益同步
眾所周知,與水司效益相關(guān)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。
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水量精準(zhǔn),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(jié)合配表合理性分析,實現(xiàn)精準(zhǔn)計量,保障貿(mào)易結(jié)算水量的準(zhǔn)確性,給水司帶來直接的經(jīng)濟效益的提升。
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分區(qū)計量,精確制導(dǎo)
我國是一個水資源短缺,水旱災(zāi)害頻繁的國家,作為水務(wù)行業(yè)有責(zé)任提高水資源有效利用率,同樣水資源管理也是智慧水務(wù)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(nèi)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(diào)中線工程年規(guī)劃調(diào)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(chǔ)上,綜合利用數(shù)字化智慧水務(wù)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(dǎo)管線維護人員進行管網(wǎng)漏損排查,精確制導(dǎo)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(shè)智慧水務(wù)的基礎(chǔ)且必要條件,只要做好感知層建設(shè),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(zhǔn)畫像、提前服務(wù),優(yōu)化用戶體驗感,提升企業(yè)服務(wù)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(zé)鷹潭水司信息化的頂層設(shè)計與落地,參與鷹潭水務(wù)NB-IoT智能水表更換項目,鷹潭智慧水務(wù)平臺規(guī)劃、搭建的主負責(zé)人。
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