濟南水務集團有限公司 王瑞彬 鄭軍 武少華

【關鍵字】  DMA、無源直讀、遠傳抄表、廣電寬帶網絡、EOC

【摘  要】

濟南水務集團，多年來建立了若干DMA獨立計量區域，隨著數十萬戶表用戶的接收與改造，為進一步提升DMA考核分析精度，充分發揮DMA降差控漏作用，經綜合考慮建設成本、抄表電源、網絡通訊等因素，濟南水務提出與廣電寬帶進行戰略合作，依托遍布全市各個角落的廣電寬帶網絡支撐，實現遠傳無源直讀水表的遠程抄讀，并與DMA系統有機結合，進一步提升精細化降差控漏的管理水平。

其中：光電無源直讀遠傳抄表系統的抄表集中器，通過EOC終端接入廣電寬帶網絡，一攬子解決了實時抄表、網絡通訊、抄表供電等諸多技術瓶頸，在降低產銷差率，控制庭院管網漏失與無效計量，提高水務集團綜合運營服務水平等方面起到良好效果。

正文：

一、項目背景

降低產銷差率，提升綜合運營服務能力，一直是供水企業不懈追求的目標。但當管網整體運行管理與檢漏控漏措施達到一定成熟度后，單純依賴大管網運維的降差控漏措施，已很難再有更加深入的突破，而DMA片區計量分析技術，就成為精細化降差措施的不二選擇。但是，當面對數十萬戶表計量水表時，片區DMA計量分析技術的精確度，就面臨著諸多嚴峻考驗。

濟南，屬我國北方城市，四季鮮明、冬季氣溫較低，供水管網深埋地下等行業特色，管網控漏工作一直是供水企業面對的較大難題之一。隨著廠站大管網運維格局下降差措施的不斷深化，產銷差率已基本控制在20%左右。但隨之而來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化降差措施，才能使產銷差率得到進一步降低，并有效控制反彈。

在這一背景下，利用互聯網技術，實施“互聯網+遠程抄表+DMA”等技術，實現從水廠到管網的流量、壓力控制，以及管道定期檢漏控制，再到小區庭院管線DMA控漏技術（解決最后一公里問題）的全過程降差控漏措施的實施，成為精細化降差的有效途徑。

二、DMA區域中抄表方式的變化

1、傳統抄表方式不適用于DMA分析。

在劃分DMA獨立計量區域，并安裝流量計考核表之后，我們很自然的想到對DMA區域內所有貿易水表的抄表水量進行更進一步的精確分析對比，以發現區域內各計量表與考核表的水量差異，進而及時定位漏耗點，排查偷竊水行為等。然而傳統的抄表方式，無法提供這一便利條件，不能做到精確分析與定位。

以濟南領秀城片區為例，小區內單位用戶141戶，戶表用戶13000余戶。單位用戶抄表周期為每月抄表，區內抄表時間跨度為3天，戶表抄表周期為每兩月一抄，區內抄表時間跨度為18天。也就是說，每兩個月以上的統計數據才能覆蓋全部用戶，而且某些戶表用戶和另外一些戶表用戶的統計時間相差半個月。顯然，統計抄表數據的時間粒度過大，單位時間內數據樣本過少，統計時間不重合。傳統抄表模式產生的數據對DMA區域的統計分析幾乎沒有參考價值。

該小區內絕大多數居民樓是新建樓盤，已經安裝了光電無源直讀水表。抄表員使用手持抄表器現場抄表，數據采集的時間粒度和樣本數量與傳統手工抄表模式相當。如果安裝無線遠傳集抄器，進行無線遠傳抄表，顯而易見可以降低人力成本。但要使無線遠傳抄表達到DMA精確統計分析的要求，則需要克服無線遠傳帶來的諸多限制。

2、無線遠傳抄表模式受到的局限性。

    無線遠傳集抄器首先要考慮供電電源。如果采用鋰電池供電，電池的購置和維護成本都比較大。如果采用民用交流電供電，就需要供水企業與相關每個樓盤的物業公司或業主自身進行協商，取電與交費問題，費時費力。

無線遠傳集抄器可提供的的抄表次數，受到無線通訊網絡流量和帶寬的限制。每個抄表集中器需要連接幾十至幾百個戶用水表，上傳抄表數據所需數據流量遠大于單只無線遠傳流量計。限于成本，供水企業一般采用帶寬窄，流量小的GPRS網絡進行抄表指令接收和抄表數據上傳，只能進行每日一次或者每月數次抄表操作，仍然達不到實時抄表的效果。

某些新建小區不允許任意位置安裝設備，集抄器只能安裝在樓體深處的管道井里，無線網絡信號受到層層遮蔽。同時，GPRS信號也在一定程度上受天氣影響。這些因素造成了GPRS無線信號有可能出現不穩定現象。

供水企業所需要的，是成本可接受、運行維護占用資源較少、不受限制的實時抄表效果。因此，濟南水務集團考慮租用建設成熟的寬帶網絡線路進行有線遠傳網絡建設，實現針對戶表用戶的實時遠傳抄表。

三、系統建設

濟南水務集團與山東廣電網絡公司進行合作，選擇有線電視廣電寬帶網絡，建設基于廣電網絡的實時遠傳抄表系統（以下簡稱遠傳抄表系統）的技術要點如下： 

1、光電無源直讀遠傳戶表和抄表集中器的選用與安裝。

目前，濟南水務集團安裝有26萬只光電無源直讀遠傳戶表，電子部分最小讀數為1立方米。水表符合標準JG/T162-2009《住宅遠傳抄表系統 》、CJ/T188-2004《戶用計量儀表數據傳輸技術條件》、CJ/T224-2006《電子遠傳水表》、CJ/T383-2011《電子直讀式水表》，通過普通雙芯線連接抄表集中器。

光電無源直讀水表的具有不需要自帶電源，電子部分不影響機械部分計量，電子讀數與機械讀數一致等優點。濟南市戶用水表用戶平均用水量為每月5.5立方，為保持計量時間粒度與水量的可比性，現采用3天一抄表的周期模式。

今后我們將在新建小區中，嘗試采用電子讀數最小為0.01立方米的光電無源直讀水表。到時可將抄表周期縮短為1天或1小時，以增加數據分析的樣本精度。

              圖1 水表安裝                           

   圖2 水表布線

抄表集中器安裝在管道井內，具備抄表模塊、網絡模塊，抄表數據通道采用兩路M-bus架構總線，每個集中器最多連接256只水表。

                               圖3  M-bus總線示意圖

2、EOC終端設備及其與抄表集中器的連接。

EOC（同軸電纜以太網接入技術）終端設備由廣電網絡提供，一般安裝在單元樓管道井或地下室的廣電網絡設備箱內。設備箱可以提供一個RJ45標準網線插口和220v電源線用以連接抄表集中器。

3、單元樓聯網方案及中心機房互聯。

由廣電網絡提供。各單元樓EOC終端設備通過同軸網連接到小區光節點內的EOC局端設備，小區光節點通過光纖收發器或EPON（以太網無源光釬網絡技術）設備實現到廣電網絡分前端機房的連接。

水務集團可以利用廣電寬帶的IP城域網內劃分私有VLAN，建立水務抄表的專用網絡。有線寬帶網絡通過光纖千兆互聯，連接到水務集團中心交換機。

四、廣電寬帶網絡的優勢

1、網絡覆蓋范圍大，用戶接入率高。

隨著同軸電纜以太網接入（EOC）技術的普及，有線電視網絡提供的寬帶網絡已經走進千家萬戶。可以說任何一棟居民樓都安裝了有線電視，沒有例外。無論新建小區還是老舊小區，都可以實現寬帶網絡接入。因此有線電視廣電寬帶網絡的普及程度極高，遠超其他有線寬帶網絡提供商。

2、網絡質量滿足實時傳輸需求。

遠傳抄表系統基于廣電有線寬帶網絡傳輸模式，7X24小時不間斷，相比無線傳輸方式，不受天氣等自然環境干擾，不受管道井、地下室、電梯間等地形因素影響，不存在無線傳輸中的信號質量差、不穩定的情況。

遠傳抄表系統中每臺集抄器接入點分配的帶寬最低為2Mbps，滿足長期大業務量的傳輸需求，不存在帶寬傳輸瓶頸的擔憂。

3、 由廣電網絡提供抄表供電：

廣電網絡在解決信號傳輸的同時，還解決了M-BUS抄表總線瞬時加電問題。由于與廣電公司簽署戰略合作協議，抄表作業在廣電網絡負載較輕時實施，在網絡租金中含有抄表所需瞬時加電的電力供應費用，這從根本上解決了遠程抄表系統取電的最大瓶頸，使整改網絡部署變得簡單易行。

4、施工簡單易行。

小區范圍之內的戶用水表、樓宇或公建總表等都可以通過簡單施工連接到抄表集中器，已經安裝的無線遠傳流量計也可通過改造連接到EOC終端。抄表集中器與EOC終端的連接僅需普通電源線和標準網線。

五、遠傳抄表系統的作用

建設基于廣電網絡的遠傳抄表系統，使得用戶基數大、單戶供水水量小的戶用水表，實現了理論上的實時流量計的效果。

1、豐富DMA區域分析，有效降低產銷差率。

傳統意義上的DMA獨立計量區域，在各個進出水管道處安裝流量計，使用夜間最小流量法對漏耗情況進行分析和定位。遠傳抄表系統為DMA分析提供了大量的實時抄表數據。通過橫向對比戶表、總表與考核表的同期抄表水量差異，可以快速分析小區內是否存在漏耗點、竊水點。根據相關信息可及時進行管網檢漏、維修以及竊水點的查找，從而解決了戶表改造后，大量接收的庭院管道，由于數量大且分散，漏耗難以監管的難題。

隨著包含無源直讀遠傳水表抄表系統的DMA小區不斷增加，庭院管線的漏失得到有效控制。項目的前期投入，可通過有效降低庭院管線漏失水量，收回前期技術及網絡建設投入，使企業從技術發展到成本控制，取得雙贏的效果。

2、增加用戶服務技術監控措施。

通過縱向對比同一只水表的前后抄表水量差異，可以快速排查出用戶有可能存在的表內漏水，通過及時通知用戶、保護性停水等措施，可有效減少用戶的損失和可能出現的服務與水費糾紛，進一步提升了客戶精細化服務與管理水平。

3、幫助供水調度。

眾所周知，在一天內的不同時間段，供水管網負載不同，水壓可以相應調整。在條件允許的情況下盡可能的降低管網壓力，可以有效地降低故障發生率，延長管網無故障運行時間和管道設施壽命，達到降低產銷差的目的。遠傳抄表系統可以采用大數據分析技術對廣大戶表用戶的用水習慣進行分析，尋找用水高峰和低谷準確時間，配合供水水利模型和網絡GIS系統，對相應的用水量變化進行量化分析。水務集團可以用精準的數據取代常識和經驗，并以此指導供水調度工作，在保障用戶用水質量，提高用水滿意度的同時，達到有效控壓的目的。

4、節約人力資源成本，增加創收效益。

相比傳統的紙質抄表模式和手持器抄表模式，遠傳抄表模式可以降低供水企業人力成本。光電直讀水表難以避免水表故障、人為破壞等情況，遠傳抄表系統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巡檢工作效率。通過分析用戶在不同時段的用水習慣，有助于分辨出混雜在普通居民用戶中的經營用水戶和特種用水戶，幫助提高稽查工作效率。

六、總  結

濟南水務集團以打造水務行業運營服務一流品牌為宗旨，長期以來不但致力于提高成產運營工作效率，努力降低產銷差，而且更注重對客戶服務質量的不斷提升，處處踐行“體貼點點滴滴、關懷源源不斷”的企業服務理念。

建立基于廣電寬帶網絡的遠傳抄表系統，是濟南水務集團改變傳統管理模式，引入“互聯網+供水”服務理念，進一步完善“智慧水務”建設，提升精細化管理水平的有益嘗試。在供水企業可以接受的成本范圍之內，運用成熟的互聯網技術，建立了一整套行之有效的遠傳抄表系統，從而進一步挖掘DMA區域分析的優勢，在供水企業運營和服務兩個方面，再次提升科學管理與應用水平。

同時，可采用相同原理進行抄表的熱力表、煤氣表等，濟南水務集團的遠傳抄表系統也起到了良好的示范作用。基于廣電網絡可以進行多企業多種計量表的集抄作業，是未來公共事業聯合發展服務的有效途徑，是避免大量社會服務建設資金重復投資，符合節能、環保、可持續發展理念的大趨勢。

【本項目戰略合作伙伴】山東廣電網絡有限公司濟南分公司；

【參考資料】《基于廣電網開展熱電遠程抄表聯網服務》——牛先勇、劉建深；

                                                 濟南水務集團 信息中心

                                                        2016.04