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面向大数据时代的智能水表
来源: | 作者:sdchenshuo | 发布时间: 2019-08-15 | 891 次浏览 | 分享到:
智能水表的初级阶段是IC卡水表,其功能是单纯的计量收费。随着物联网和大数据技术的发展,智能水表将以远传表为主,其功能既包括计量收费,又要扩展到供水管网智能管理。后者的经济价值远大于前者。


智能水表

人类社会已经进入万物互联的大数据时代。随着物联网和大数据技术的发展,各行各业都在研究如何应用物联网和大数据技术来提高行业的管理水平和盈利能力。




城市供水行业是公用事业,肩负着城市供水服务和水资源管理的双重责任。物联网和大数据技术的应用,必将为城市供水行业的发展带来巨大的进步。




一、智能水表在物联网和大数据技术应用中的作用




智能水表的初级阶段是IC卡水表,其功能是简单的计量和收费。随着物联网和大数据技术的发展,智能水表将以远程表为主,其功能包括计量和收费,同时也延伸到供水管网的智能管理。后者的经济价值远大于前者。




物联网的作用是实现供水管网中智能硬件的互联互通,搭建物理平台。大数据的作用是为供水管网的智能化管理提供数据和信息,是一个智能化的管理平台。通过数据采集、分析和处理,获得供水管网优化运行的决策信息,进而根据获得的大数据信息实施供水管网的运行管理,从而提高运行效率。提高效率,降低用水量,降低运营成本,提高用户服务能力,增强企业盈利能力。




测量数据是供水管网运行的最重要数据。通过对大量测量数据的统计分析,可以获得供水管网运行状态信息,使管理决策更加准确及时。因此,智能水表在物联网和大数据技术的应用中发挥着极其重要的作用。




智能水表的主要功能是收费管理、供水管理和监控管理。




收费管理是水表的基本功能。过去,水表的功能只是提供单次收费数据。随着阶梯水价政策的出台,智能水表在阶梯水价管理中发挥了智能计算的作用。




供水管理是通过对管网供水数据的采集、统计和分析,为生产和供应管理提供准确的决策信息,使生产和供应的匹配更加合理,制定生产计划有科学依据。




监控管理是通过对供水数据的采集和分析,及时发现管网供水异常现象。用户在使用智能水表时,可以建立包括用户在内的小区管理网络。通过分区管理,及时发现管网漏水、用户偷水、计量损失等情况,便于及时检修。通过对用户供水异常的监控,可以及时发现用户终端的漏水、失窃情况,及时为用户提供服务。供水监测是水资源管理的重要手段,也是降低运营成本、提高盈利能力的重要手段。




综上所述,大数据技术在供水管网中的应用,可以大大提高效率,减少人力资本支出,减少生产资源损失;减少水资源损失,将偷水转化为收入;可为用户提供漏水信息服务,减少用户损失。




2. 现有智能水表存在的问题




面对大数据技术的应用,应该从两个角度对智能水表提出要求。一是满足智能水表大数据技术应用的要求;二是满足自来水公司作为用户对智能水表的要求。




从大数据技术应用来看,首先,智能水表的计量数据采集精度应为0.001立方米。测量数据采集精度低,导致供水管网异常现象难以及时发现。其次,智能水表应具备防潮功能

水量过大,监测爆管,这就要求智能水表具备逆流检测功能。第三,智能水表的数据采集、存储和通讯功能可靠。




满足大数据技术的应用是水务部门的基本要求。此外,水利厅比较关心的有两点,一是智能水表计量数据采集的准确性和可靠性,二是智能水表的综合成本。




智能水表(从IC卡表开始)进入市场已有20多年。水司对申请结果不满意。首先首当其冲的是测量数据采集的准确性和可靠性,这让水务司很担心。测量数据采集的准确性应贯穿水表的整个生命周期。事实证明,影响水表整个生命周期测量数据准确性的主要因素是水表的可靠性,而不仅仅是测量精度。可以说,可靠性的影响更大。




传统的机械式水表已经使用了 200 多年。现在无论是先进的还是落后的国家机械式水表,还是主流产品,也就是说机械式水表的准确性和可靠性已经得到普遍认可。机械式水表是一种容积式测量。只要传动机构正常工作,测量就没有问题。只要机械磨损是可控的,测量的准确性就没有问题。环境变化和各种干扰不会影响机械式水表测量的准确性和可靠性。住宅用户使用的小型机械式水表,从计量精度到价格,应该是一款非常适合性价比的产品。




与传统机械式水表相比,增加电子数据采集装置以实现智能化,影响了水表的可靠性。因此,电子数据采集装置是智能水表的核心技术。原则上,现有的智能水表如果应用于理想工作环境中采集的测量数据,应该是准确的。问题在于智能水表工作环境的变化和各种干扰,严重影响了智能水表电子数据采集装置的可靠性。常见的环境变化和干扰包括水泡、水锤、强磁、强光、水质变化、水垢、温度、电子设备老化和漂移。不受环境变化和各种干扰影响的智能水表可以在其整个生命周期中可靠、准确地收集数据。为了保护智能水表的电子数据采集装置免受环境变化和各种干扰,原则上必须有可靠的保障措施。原则上有问题,工作上一定有问题。




现有的智能水表按电子数据采集装置的形式可分为两大类:




第一类是智能水表,它以传统的机械式水表为基表,增加一套电子数据转换装置,将机械量转换为电子数据。典型产品有光电直读水表和脉冲水表。正是由于增加了这套电子数据转换装置,使得测量数据采集的准确性和可靠性容易受到各种干扰。




影响光电直读水表测量数据准确性的因素主要是由其编码原理决定的。光电直读水表利用字轮上的三个腰形孔进行编码,即每个字轮上有三个上升沿和三个下降沿。数据采集过程中会同时出现 2 或 3 条边。在这种情况下,会发生错误。因此,光电直读水表通过软件判断来解决误码问题。软件判断的条件是根据实验和经验人为设定的,不能包罗万象。只要超出软件设定的判断条件,光电直读水表就会出现错误数据。因此,光电直读式水表并不是真正意义上的直读式水表。这也是国外普遍不认同光电直读水表的原因。的