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專題論述

城區大規模小口徑智能遠傳水表自動遠程閥控功能的規則實現
信息來源:環球表計 上傳日期:2019-09-26 點擊率:1226次

智能遠傳水表在近年來隨著技術的不斷成熟逐漸興起,得到了國內各水務行業的大范圍推廣應用。智能水表技術解決了傳統水表抄表、停復水的人力成本和水量糾紛等問題,使水表從傳統的用水計量拓展至自動抄表。遠程閥門控制和定量用水等功能,為供水行業的管理技術進步做出了重要貢獻。

“互聯網+智能水表”使水表產業向自動化、信息化、智能化邁出了重要一步。“互聯網+智能水表”技術不再以智能水表產品為中心,而是將智能水表終端融入供水設備測控系統和互聯網應用的整體架構中,來進一步體現智能水表在供水行業管理系統中的地位和作用。

長沙供水智能水表的使用經驗

智能水表使用的大致情況

長沙供水自2012年開始使用智能遠傳水表,經過前期試點和小范圍測試,取得了良好的運行效果。經過多年實際應用和業務梳理,逐漸形成了相對完善的智能水表業務管理體系。現已將智能水表相關設計安裝規范寫入《長沙市住宅供水設計導則》( DBCJ011-2017)未來將智能水表作為日常業務全力推行。目前長沙供水智能水表管理系統內已登記智能水表數量為65.2萬,其中接管運營后自動閥控智能水表數量為32.4萬,并且未來幾年長沙城區智能水表總量仍將以每年約15-20萬左右的速度遞增,未來數量龐大的智能水表用戶管理將帶來前所未有的壓力和挑戰,而智能水表的自動化遠程管理則為我們提供了新的運維模式和管理思路。

目前長沙供水所用小口徑智能水表具備實時遠程抄讀數據,實時遠程閥門控制功能特性,數量規模和功能特性在國內供水企業中相對靠前。長沙水業集團所用的一套智能水表設備通信協議,由長沙水業集團與中標入圍水表廠商共同協商擬定,具有廣泛的代表性和兼容性,同時經過前期調整測試,長沙水業集團所使用的有線智能遠傳水表從技術層面上已經可以實現不同廠商間同類型水表的互通互換。

由于長沙供水的智能水表使用量大且具備實時遠程閥控功能,開發一套完備的后臺自動閥控策略,減少人工參與的閥控環節已經成為必要管理手段。為了將長沙水業集團的管理策略融入到自動遠程閥控的具體細節中,并且逐步深入現場實際問題處理環節,在此將長沙水業集團小口徑智能水表遠程閥控規則做具體說明,以促進從機械水表逐步向智能水表的行業趨勢方向的平緩過渡轉換。

長沙供水智能水表使用的具體規則

智能水表的通訊機制

目前小口徑智能水表設備的通信機制基本上都是總線占用制,長沙也不例外,即對同一集中器設備下的智能水表,同時只能執行一一個閥控操作,同一集中器下不能同時對多個水表進行閥控操作;當一個閥控操作處理完成后,集中器下發下一條閥控指令至對應水表,完成第二次閥控操作,以此類推按照排隊式完成批量閥控操作。

智能水表系統端進入閥控指令隊列生成及發送規則

智能水表每日預結算

預結算是從供水企業營銷系統內的周期開賬結算概念轉變而來。傳統機械水表有固定抄表周期,一般一個月或兩個月進行一次抄表并開賬結算。由于智能水表可以做到每天自動抄收水表讀數,所以理論上也就能夠做到對每塊智能水表進行每天開賬結算的精細化管理。智能水表的每日預結算功能,也就是基于智能水表的每天模擬開賬程序,可以作為單獨的每日賬務明細,也可以等到后臺實際開帳日再計入營帳系統的實際賬務進行結算。

基于智能水表的每日水費預結算,我們可以根據每天用戶用水量來進行水費減扣,對賬上余額不足用戶進行對外短信或者微信端的繳費提醒,當用戶欠費達到一定額度,我們也可以通過遠程自動關閥催費功能對用戶進行限水催費,并且在用戶繳費后實時遠程開閥復水。

智能水表的實時余額

實時余額是目前長沙水業集團營銷系統中僅智能遠傳水表用戶才有的賬上最新剩余金額結算結果,區別于機械水表的結算余額,由于計算了上次開賬后當期最新使用的水量水費,一般低于機械水表周期的結算余額。對每個智能水表的賬上實時余額與結算余額關系,公式計算方法如下:實時余額=結算余額-本開賬周期預結算新產生水費-歷史欠費

智能水表集抄系統預結算結果對用戶短信發送規則

當每日預結算計算完成后,用戶的實時余額將會更新。用戶接水點賬戶上實時余額低于10元、5元、0元時,系統都將分別發送提醒用戶進行水費預存的短信,最多共發送三次;當用戶余額不足-10(欠費10元以上)時,集抄系統將對已開啟欠費自動關閥催費功能的智能水表進行自動關閥限水,需要用戶繳納足夠金額的水費才會自動遠程開閥復水。

閥控指令隊列生成及發送規則

智能水表集抄系統每天獲收最新預結算結果,更新所有智能表用戶的實時余額,并將欠費水表放入欠費待關閥隊列,根據欠費金額大小形成每天的待關閥用戶隊列清單。在自動關閥功能開啟執行后,依據集中器編號逐個發送遠程閥控指令,完成系統隊列中全部集中器的單批次閥控指令下發,然后每間隔一定時間后再次輪詢指令隊列,重新對全部有待發指令的集中器設備發送下一輪閥控指令,直至系統自動關閥停止時間或者閥控隊列全部發送完成。

在自動閥控功能上線初期,為結合長沙水業集團日常供水業務實際,智能水表欠費自動關閥功能只在工作日指定上班時間段才會對欠費用戶自動關閥停水,且運行時間可自主調控,隨著業務規模的不斷成熟推廣,該功能逐步轉向全天候自動遠程開關閥;另外由于考慮到智能水表同傳統機械水表的區別過大,鑒于目前水司員工對智能水表的業務熟悉程度、用戶投訴量和投訴處理能力等客觀因素,前期每天僅限制關閥一定數量的欠費智能水表,以保障初期供水業務的穩定正常運行,隨著時間推移將逐步放開限制,并最終不再設限。

智能水表的自動開閥功能24小時全天候有效,即用戶只要在系統內繳清欠費,實時余額為正,就會觸發生成遠程開閥指令并下發使現場智能水表自動開閥復水。

關于遠程閥控指令的優先級

智能水表集抄系統內,為了實現對水表指令的簡單化管理,單個水表同一時間只保留一個未下發的閥控指令。對于該水表的待發閥控指令,系統按以下優先級保存和下發執行,具體區別在系統閥控歷史記錄功能中體現。

手動開閥>自動開閥>手動關閥>自動關閥

智能水表設備的閥控指令下發執行規則

智能水表的實時開閥與關閥執行規則基本一致,同時與現有絕大多品牌智能水表實時閥控功能基本保持一致,閥控工作執行流程圖表示如下:

目前長沙水業集團智能水表集抄系統的自動閥控功能部分參數:

自動閥控指令的開啟時間可調(目前設置為每天9),自動閥控指令結束時間可調(目前設置為每天16),單個集中器下發時間間隔可調(目前設置為8分鐘),每天總自動關閥數量可調(目前設置為2000)。每天自動遠程開閥數和遠程人工手動閥控數由于具備較高優先級規則,不設具體數量限制,欠費已關閥用戶激清欠費后實時F發自動遠程開閥指令。

由于智能水表閥控規則基于水司實際業務需求比較復雜,為保證自動關閥功能的邏輯管理規則可控,同時保障廠商現場設備的穩定性和功能簡單性,目前長沙水業集團集抄系統后臺閥控策略規則均在機房服務器端由后臺程序實現統一管理,由大型系統服務器硬件完成大運算量計算和閥控指令規則的生成下發,閥控指令隊列保存在服務器端,集中器端只負責接收、執行閥控指令,并返回最終指令結果。智能水表系統的抄讀功能設計也采用與此類似架構實現,以保障整個系統架構的穩定性。

當系統端顯示集中器不在線或集中器忙時,閥控指令將保存在服務器端,為待發送狀態。當集中器登錄上線,向服務器發送心跳包報文,告知集抄系統已在線且可接收指令后,系統端將閥控指令下發,并等待閥控執行結果,若超出一定等待時間后仍未收到遠端設備的指令反饋,系統端將重發指令。單條指令最多重下發3次,當超過3次等待時間1均未收到閥控結果反饋即認為本次閥控操作超時失敗,在系統內形成閥控歷史記錄。(作者:長沙水業集團 朱沛/唐璞)


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