深度解析智能水表在供水新業(yè)務(wù)中的新角色

　　“現(xiàn)在大家都在提智慧水務(wù)，什么是智慧水務(wù)？如何去實(shí)現(xiàn)智慧供水？”寧波水表股份有限公司技術(shù)總監(jiān)、浙江省水表研究院院長姚靈在6月21日舉辦的2017(第二屆)供水高峰論壇上分享了寧波水表在智慧供水和智能水表方面的探索與應(yīng)用。他從智慧水務(wù)的概念談到推行智慧供水的方法與路徑，展現(xiàn)了智能水表在供水新業(yè)務(wù)中的新角色，并剖析智能水表與業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

　　寧波水表股份有限公司技術(shù)總監(jiān)、浙江省水表研究院院長姚靈

　　姚靈介紹，寧波水表股份有限公司經(jīng)過60年的發(fā)展，目前產(chǎn)品線已經(jīng)全部覆蓋所有的水表，包括機(jī)械水表和第一代、第二代的智能水表及業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。寧波水表目前也是我國水表出口量和銷售量及品種規(guī)格最多的專業(yè)生產(chǎn)廠家。浙江省水表研究院是依托寧波水表股份有限公司建立的，也是我國水表行業(yè)唯一的專業(yè)研究院，它設(shè)有博士后科研工作站，也有國家認(rèn)可的水表中心實(shí)驗(yàn)室、智能水表與測控技術(shù)研究所等部門。

　　智慧供水新業(yè)務(wù)的構(gòu)成與支撐

　　對智慧水務(wù)這一概念，姚靈給出非常準(zhǔn)確的解釋：它是現(xiàn)代信息、通信技術(shù)與水務(wù)過程控制和水務(wù)管理系統(tǒng)深度融合以后，所產(chǎn)生的一種業(yè)務(wù)新形態(tài)。智慧水務(wù)通過挖掘和運(yùn)用水務(wù)信息資源，有效提升管理效率，從而科學(xué)地管理城市水務(wù)工作，它覆蓋供水、排水、污水處理、再生水利用等。

　　上圖是水務(wù)運(yùn)營的一些管理內(nèi)容，圖的上部分是供水管理內(nèi)容，下部分是其它水務(wù)管理內(nèi)容。姚靈提出，應(yīng)對重點(diǎn)關(guān)注的智慧供水新業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行梳理，這些都是以測控系統(tǒng)為主的過程管理，也包括了水務(wù)內(nèi)部的業(yè)務(wù)信息化支撐系統(tǒng)。

　　怎么去實(shí)現(xiàn)智慧供水？從方法上看，必須要推進(jìn)“兩化融合”，就是工業(yè)化和信息化的深度融合，同時(shí)實(shí)施“中國制造2025”?，F(xiàn)在行業(yè)內(nèi)很多企業(yè)還處在工業(yè)2.0的階段，通過推動(dòng)智慧供水，讓大多數(shù)供水企業(yè)由電氣化向自動(dòng)化和智能制造的方向發(fā)展。它的技術(shù)路徑主要由這三項(xiàng)支撐：一是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)；二是測控自動(dòng)化技術(shù)，重點(diǎn)是測量與控制；三是大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，主要提供解決方案。

　　大家都知道，互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)，是人與人的信息交互。而物聯(lián)網(wǎng)，是M2M，就是機(jī)器與機(jī)器之間的交互。目前簡單的劃分，可以將其分成三個(gè)層次，最下面的是感知層，即儀表和傳感器，網(wǎng)絡(luò)層是解決數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)膯栴}，應(yīng)用層將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理等。

　　智能水表在供水業(yè)務(wù)中的新角色

　　智能水表在供水新業(yè)務(wù)中，有哪些新的角色？大家知道，水表的主要功能是對用水量的計(jì)量和結(jié)算。隨著新技術(shù)的發(fā)展，它可以增加哪些功能？姚靈對此進(jìn)行了總結(jié)。智能水表使用功能的拓展，一是自動(dòng)抄表與用水監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用，如用水量計(jì)量、時(shí)段用水量狀況監(jiān)測與分析等；第二是參與DMA管網(wǎng)分區(qū)漏滲監(jiān)測，即通過定時(shí)、集中自動(dòng)抄表，發(fā)現(xiàn)局部區(qū)域管網(wǎng)漏滲情況；三是智能水表加上綜合傳感器，利用水表通信裝置和安裝位置，進(jìn)行管網(wǎng)供水綜合參數(shù)監(jiān)測與遠(yuǎn)傳，包括流量、水壓、水質(zhì)、漏滲、工況等參數(shù)；四是智能水表加上電控閥，對管網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)控制等。

　　智能水表與業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

　　首先，作為智能水表，它的計(jì)量性能與長期工作可靠性是最為重要的。智能水表發(fā)展趨勢的判斷：從智能水表1.0產(chǎn)品向2.0產(chǎn)品發(fā)展。1.0產(chǎn)品的計(jì)量機(jī)構(gòu)采用的是機(jī)械水表，存在著一些不利的條件；智能水表2.0產(chǎn)品是采用現(xiàn)代電子流量計(jì)的某些新技術(shù)，使水表產(chǎn)品具有較高的計(jì)量性能和長期使用可靠性。姚靈進(jìn)一步談到，機(jī)械水表在目前確實(shí)存在一些技術(shù)問題，如：對水質(zhì)要求較高，軸系易磨損；測量范圍不寬，特性校正與精度長期維系較困難；壓損較大，供水電耗較高；小流量特性對溫度較敏感，且無法修正等。而2.0的產(chǎn)品，主要有三大類，即：超聲水表、電磁水表、射流水表?，F(xiàn)在水表新的國家標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)修訂完成，它對于水表的性能提升有了新的要求。

　　第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，是智能水表無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)與數(shù)據(jù)安全性。任何終端，數(shù)據(jù)要傳輸上去，必須通過接入網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)水表行業(yè)十三五發(fā)展規(guī)劃的推薦，有三種無線接入技術(shù)值得關(guān)注：一種是無線局域網(wǎng)，另一種是無線廣域網(wǎng)，還有一種是比較有發(fā)展前景的是無線蜂窩廣域網(wǎng)，利用無線公網(wǎng)通信，授權(quán)頻段，低功耗、廣覆蓋、安全可靠，是今后物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用發(fā)展方向。下圖是它們的應(yīng)用場景示意圖。

　　第三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)據(jù)挖掘與處理，建模與應(yīng)用算法研究。對物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用層而言，數(shù)據(jù)應(yīng)用是目的。常見管網(wǎng)數(shù)學(xué)模型包括管網(wǎng)的水力、水質(zhì)、漏滲、能耗等模型。

　　寧水股份近幾年在智慧供水方面所做的部分工作

　　姚靈介紹，這幾年寧水股份在智慧供水方面做了些有益的探索。第一是與浙江大學(xué)合作的國家重點(diǎn)基金項(xiàng)目——《面向城市供水系統(tǒng)安全的大數(shù)據(jù)分析及云服務(wù)理論與方法研究》，主要目標(biāo)是管網(wǎng)漏滲評估及先進(jìn)漏滲檢測與定位技術(shù)，可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)漏水和檢測。該項(xiàng)目浙江大學(xué)還發(fā)明了自漂流式的管道內(nèi)檢測球，對地下管網(wǎng)進(jìn)行健康普查，識(shí)別其中存在的微小泄露并進(jìn)行定位。另一個(gè)研究目標(biāo)是管網(wǎng)水質(zhì)異常檢測及污染源定位方法。

　　第二個(gè)方面是最近幾年開展的博士后研究課題，這里面有兩項(xiàng)跟智慧水務(wù)有關(guān)，一是供水管網(wǎng)關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)在線檢測方法研究及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用探索，第二項(xiàng)是電磁檢測技術(shù)的優(yōu)化。

　　第三個(gè)方面，是與華為和運(yùn)營商的戰(zhàn)略合作，推進(jìn)了窄帶無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的應(yīng)用研究，主要案例有：一個(gè)是和澳洲東南水務(wù)開展關(guān)于NB-IOT“超聲水表+綜合傳感器”的項(xiàng)目，還有與深圳水務(wù)開展關(guān)于NB-IOT“無磁傳感水表”的項(xiàng)目(有1200個(gè)NB-IOT水表接入使用)等。

　　第四個(gè)方面，是智能水表終端產(chǎn)品研究，例如智能水表2.0產(chǎn)品(電磁、超聲、射流水表)、無線水表(NB-IOT、GPRS、短距無線水表等)、閥控水表等。