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重磅来袭|鹰潭NB-IoT智能水表应用报告
2020-05-19 16:37

       鹰潭市作为5G试点城市,大力建设智慧城市,其中,中国水业集团旗下鹰潭市供水集团有限公司借此契机,全力推进远传智能水表安装和软件平台的建设。截止目前管辖共计16万用户水表,智能水表15.7万台,覆盖率达98%,其中NB-IoT智能水表10.3万块,在NB-IoT智能水表应用两年半的基础上,取得了较为显著的成效。
图为2017年鹰潭10万NB-IoT智能水表商用上线及阶段性成果发布会现场

NB-IoT智能水表使用优势
 
1、广覆盖
       在同样的频段下,NB-IOT比现有网络增益20dB,覆盖面积扩大100倍。在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。其次支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。举例来说,受限于带宽,运营商给家庭中每个路由器仅开放8-16个接入口,而一个家庭中往往有多部手机、笔记本、平板电脑,未来要想实现全屋智能、上百种传感设备需要联网就成了一个棘手的难题。而NB-IoT足以轻松满足未来大量设备联网需求。NB-IoT室内覆盖能力强,比LTE提升20dB增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足远郊农村这样的广覆盖需求,对于地坑表井、金属表箱、高层管道井这类水表安装位置有覆盖深度要求的应用同样适用,充足的信号覆盖优势使NB-IoT的数据传输稳定性和上线率维持在非常高的水平上,真正体现了智能水表在智慧水务管理中的重要作用。
 
2、功耗低
       低功耗特性是物联网应用一项重要指标,满足小口径水表6年换表周期的电池使用寿命是智能远传水表最本质的需求。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用,因此NB-IoT水表功耗可以做到非常小,设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。耗电的究其原因与传输的网络相关,相对GPRS,NB-IoT可以实现更低的功耗,更强的信号穿透力,传统的GPRS使用的是4M、8M宽带技术,电池的使用寿命2到3年,NB-IoT使用的是100kHz窄带技术,带宽来比GPRS省电。重要的一个理论依据PSM节电技术(休眠功能),设定的时间传输完数据后就会进入休眠状态。NB-IoT智能水表电池的消耗量只有传统智能表的三分之一,电池的使用寿命6到8年。相对GPRS,NB-IoT可以实现更低的功耗,保证NB-IoT的实用性。
 
3、上线率高
       与LoRa相比,NB-IoT无需组网,射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例,900MHZ里面有一个比较宽的频带,只需要清出来一部分2G的频段,就可以直接进行LTE和NB-IoT的同时部署。低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。在水表的生产过程中,直接将NB-IoT模组集成到水表中,由运营商提供网络服务,解决水司无线网络维护难问题,同时标准的通信协议,使得水司水表备货灵活。利用扁平化的网络结构,节省了中间网络调测改造成本,没有线路老化改造问题,减少布线工程,使得NB-IoT水表的综合改造成本相对最低。
 
NB-IoT智能水表实现效果
 
1、节省人力、提高效率
       传统的抄表模式是由抄表员上门一户一户的进行抄表,这种抄表模式,不仅需要浪费大量的人力和物力,而且效率极其低下。集中采集器的智能水表,虽然免去了抄表员一户一户的去抄表,但是也需要抄表员去定点的集中器抄表。LoRa组网的智能水表虽然可以通过无线进行传输,但是还是需要安装带市电的集中器,再通过集中器将数据传送至后台,中间环节过多,数据的完整性、正确性以及及时性得不到有效的保障,后期仍然需要抄表员大量的复抄、复核。这几种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传输,实现了点对点的传输,并且它依托于广覆盖、低耗能和上线率高三大优势,有效的确保了数据上传的及时性、准确性和完善性,真正实现了远程抄表和远程数据传输,降低了抄表人工成本。鹰潭水司自使用NB-IoT智能水表以来,已基本实现了全智能抄表,不需要再由抄表员抄表,抄表员转变职能成为客户经理致力于更好的服务用户,人数也由原来的30人减少至16人,人员成本节约近50%。原先的传统抄表周期为一两个月一次,不仅效率低下,数据的利用价值不高。现在使用NB-IoT智能水表数据每天定时上传至后台,并且数据精确到每分钟,这不仅大大的提高了抄表效率,而且数据的价值也是呈倍数的提高,还为更好的服务用户起到了决定性的铺垫。科学可靠的数据采集方式和实时的采集频率,会形成高密度、高精度、高价值水务数据并快速积累,为大数据处理、数据分析和挖掘夯实基础,智慧水务才是有源之水。

2、互联互通、数据共享
       数据采集之后,如何高效的处理、分析,这才是将NB-IoT智能水表应用到智慧水务的核心所在。在实现了远程抄表和远程数据传输后,为进一步挖掘数据的潜在价值,鹰潭水司与杭州三川国德进行深度合作,将现有的系统与NB-IoT智能水表的集中抄表系统后台接口全部打通,实现了系统的互联互通。所有的系统均可使用集中抄表系统中的数据,这样就提高了数据的利用率,可以从中发掘出更多的数据价值。例如鹰潭水司目前已实现的话前拜访,指的就是用户来电后,通过语音系统获取到的用户电话号码,然后去集中抄表系统中查找对应的用户信息,最后回传语音系统,热线员通过回传的数据,在电话接通前即可了解用户的基本情况,对于用户的用水情况以及目前当前可能需要咨询的问题都可以提前预知,这样在接通电话之后,不仅可以省去核对用户信息等繁琐问题提高通话质量,更能做到对于用户咨询的问题了然于胸,提升了用户体验感的同时更展现出业务水平的专业性。

3、海量数据、清晰明了
       随着时代发展、科技进步,现如今已进入到大数据发展时代,NB-IoT智能水表的基础数据就是水务行业迈入大数据的一个重要标志。水厂的生产、运行,每时每刻都会产生海量的数据,例如压力、流量、温度、水质等,这些数据在未进去大数据和智慧水务的时代,数据的采集、汇总、整合、处理、分析都存在着很大的局限性。无法实时监控数据的变化,各种数据汇总费时费力,数据整合、处理、分析不够清晰明了,这些都已经是过去时了。NB-IoT智能水表数据的实时采集,并通过统一的传输接口实现标准化的数据传输与存储,使得各种数据迅速的积累沉淀,为智慧水务的大数据打下夯实的基础。系统互联互通和数据共享,将NB-IoT智能水表传输过来的所有数据与其它数据重新整合并汇总,使得各种数据汇总简单快捷,为智慧水务的发展提供了良好的温床。依托于大数据处理能力,将有价值的、利用率高的数据有限呈现在各个不同的系统中,不仅清晰明了,更能精确的查询任意用户的户号、表身号、家庭地址、手机号码、每日用水量等信息,有效的提高使用者的操作效率,很好的展现出了智慧水务的魅力所在。

4、自助推送、服务更优
       除了提高水资源的利用率外,提供更优质的服务也是智慧水务发展的目的之一。水乃生命源泉,水务行业更是民生行业。鹰潭水司在实现让百姓喝上放心水的同时,始终不忘贴心用户的服务理念。为了更好的服务于用户,鹰潭水司依托于NB-IoT智能水表上传的海量数据打造数字化的智慧水务,结合人工智能分析,发掘用户用水异常信息,然后通过短信系统自动推送功能,完成了欠费、阶梯水量、异常水量问题提醒等便民服务。例如:根据大数据分析,计算出用户的用水习惯和平均用水量,设定异常水量提醒,一旦用户情况出现异常,短信系统将及时的推送水量异常短信告知用户,用户可自行检查或请求协助,避免了水资源浪费的同时减少了用户不必要的损失。或用户用水量突破阶梯上限,及时的短信告知,让用户能做到明明白白消费,减少了因信息闭塞而导致的服务矛盾。鹰潭水司依托于这些便民的服务,不仅明显的减少了投诉,显著的提升了用户服务体验,更是获得了用户和社会的认同感。
 
5、投入减少、效益同步
       众所周知,与水司效益相关的重要数据就是漏损率,为了降低漏损率,很多水司最常采用的是将旧的管网进行改造翻新,但是这涉及的施工量巨大,且对城市路面的开挖工程量增加,相对于管网管理来讲是大动干戈。鹰潭水司借助通过比管网改造施工相对简单的更换NB-IoT智能水表,来增加管网运行数据的监测,高成效、迅速的降低漏损率。
 
6、水量精准、经济增效
       机械水表的始动流量与量程相比NB-IoT智能电磁水表,计量效果低,通过更换超期服役的机械水表,结合配表合理性分析,实现精准计量,保障贸易结算水量的准确性,给水司带来直接的经济效益的提升。
 
7、分区计量、精确制导
       我国是一个水资源短缺,水旱灾害频繁的国家,作为水务行业有责任提高水资源有效利用率,同样水资源管理也是智慧水务的重要组成部分。中国城市供水管网漏损已达15%以上,除去正常范围内的流失率,如果能够降低10个百分点,即可节省至少52亿立方米水,这一数字约是南水北调中线工程年规划调水量100多亿立方米的一半。鹰潭水司在使用NB-IoT智能水表的基础上,综合利用数字化智慧水务系统以及管网监测系统,对全市管网压力、流量进行监测,有效分析片区主管网漏损情况,同时通过系统的智能报警指导管线维护人员进行管网漏损排查,精确制导维修人员定点维修,大幅减少了漏损维修时间和漏损率,漏损率由之前的30%逐渐下降到目前的12%左右。
 
       所以NB-IoT智能水表,是水司建设智慧水务的基础且必要条件,只要做好感知层建设,才能进一步提高管网、水量、压力等供水管理数据的可视化程度,实现用户精准画像、提前服务,优化用户体验感,提升企业服务水平、管理水平,提升水司经济效益。