作者：鷹潭市供水集團(tuán)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(huì)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(kuò)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(shí)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(yùn)營商給家庭中每個(gè)路由器僅開放8-16個(gè)接入口，而一個(gè)家庭中往往有多部手機(jī)、筆記本、平板電腦，未來要想實(shí)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(gè)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(qiáng)，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(yuǎn)郊農(nóng)村這樣的廣覆蓋需求，對(duì)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(hào)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(xiàng)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(yuǎn)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(shí)間可以從過去的幾個(gè)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(duì)GPRS，NB-IoT可以實(shí)現(xiàn)更低的功耗，更強(qiáng)的信號(hào)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(gè)理論依據(jù)PSM節(jié)電技術(shù)（休眠功能），設(shè)定的時(shí)間傳輸完數(shù)據(jù)后就會(huì)進(jìn)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(duì)GPRS，NB-IoT可以實(shí)現(xiàn)更低的功耗，保證NB-IoT的實(shí)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(dòng)為例，900MHZ里面有一個(gè)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(jìn)行LTE和NB-IoT的同時(shí)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(yùn)營商提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，解決水司無線網(wǎng)絡(luò)維護(hù)難問題，同時(shí)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(duì)最低。
圖為三川智慧NB-IoT遠(yuǎn)傳水表功能配置
PART 2
NB-IoT智能水表實(shí)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(jìn)行抄表，這種抄表模式，不僅需要浪費(fèi)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(diǎn)的集中器抄表。LoRa組網(wǎng)的智能水表雖然可以通過無線進(jìn)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(tái)，中間環(huán)節(jié)過多，數(shù)據(jù)的完整性、正確性以及及時(shí)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(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(shí)性、準(zhǔn)確性和完善性，真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表和遠(yuǎn)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(shí)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(gè)月一次，不僅效率低下，數(shù)據(jù)的利用價(jià)值不高?，F(xiàn)在使用NB-IoT智能水表數(shù)據(jù)每天定時(shí)上傳至后臺(tái)，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(jià)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?？茖W(xué)可靠的數(shù)據(jù)采集方式和實(shí)時(shí)的采集頻率，會(huì)形成高密度、高精度、高價(jià)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(shí)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(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸后，為進(jìn)一步挖掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，鷹潭水司與杭州三川國德進(jìn)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(tái)接口全部打通，實(shí)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(jià)值。例如鷹潭水司目前已實(shí)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(hào)碼，然后去集中抄表系統(tǒng)中查找對(duì)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(duì)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(duì)用戶信息等繁瑣問題提高通話質(zhì)量，更能做到對(duì)于用戶咨詢的問題了然于胸，提升了用戶體驗(yàn)感的同時(shí)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(shí)代發(fā)展、科技進(jìn)步，現(xiàn)如今已進(jìn)入到大數(shù)據(jù)發(fā)展時(shí)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(gè)重要標(biāo)志。水廠的生產(chǎn)、運(yùn)行，每時(shí)每刻都會(huì)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(jìn)去大數(shù)據(jù)和智慧水務(wù)的時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的變化，各種數(shù)據(jù)匯總費(fèi)時(shí)費(fèi)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(shí)了。NB-IoT智能水表數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并通過統(tǒng)一的傳輸接口實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)，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(shí)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(jià)值的、利用率高的數(shù)據(jù)有限呈現(xiàn)在各個(gè)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?hào)、表身號(hào)、家庭地址、手機(jī)號(hào)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(dòng)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(shí)現(xiàn)讓百姓喝上放心水的同時(shí)，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(dòng)推送功能，完成了欠費(fèi)、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(jì)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(shí)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(fèi)的同時(shí)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(shí)的短信告知，讓用戶能做到明明白白消費(fèi)，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(yàn)，更是獲得了用戶和社會(huì)的認(rèn)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(jìn)行改造翻新，但是這涉及的施工量巨大，且對(duì)城市路面的開挖工程量增加，相對(duì)于管網(wǎng)管理來講是大動(dòng)干戈。鷹潭水司借助通過比管網(wǎng)改造施工相對(duì)簡單的更換NB-IoT智能水表，來增加管網(wǎng)運(yùn)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(jì)增效
機(jī)械水表的始動(dòng)流量與量程相比NB-IoT智能電磁水表，計(jì)量效果低，通過更換超期服役的機(jī)械水表，結(jié)合配表合理性分析，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)計(jì)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(jì)效益的提升。
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分區(qū)計(jì)量，精確制導(dǎo)
我國是一個(gè)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(dá)15%以上，除去正常范圍內(nèi)的流失率，如果能夠降低10個(gè)百分點(diǎn)，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(duì)全市管網(wǎng)壓力、流量進(jìn)行監(jiān)測，有效分析片區(qū)主管網(wǎng)漏損情況，同時(shí)通過系統(tǒng)的智能報(bào)警指導(dǎo)管線維護(hù)人員進(jìn)行管網(wǎng)漏損排查，精確制導(dǎo)維修人員定點(diǎn)維修，大幅減少了漏損維修時(shí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)用戶精準(zhǔn)畫像、提前服務(wù)，優(yōu)化用戶體驗(yàn)感，提升企業(yè)服務(wù)水平、管理水平，提升水司經(jīng)濟(jì)效益。
作者介紹
余翔
鷹潭市供水集團(tuán)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(yàn)，負(fù)責(zé)鷹潭水司信息化的頂層設(shè)計(jì)與落地，參與鷹潭水務(wù)NB-IoT智能水表更換項(xiàng)目，鷹潭智慧水務(wù)平臺(tái)規(guī)劃、搭建的主負(fù)責(zé)人。
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