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智能水表调研报告
随着智慧水务的发展趋势和阶梯水价的逐步实施，国源水务供水服务片区内是否推广使用智能水表已成为我公司当前不得不考虑的问题.生产技术部经过一段时间的咨询、资料查阅以及对乐平、孝丰水厂智能水表应用的考察，下面将从原理、优缺点、后期维护等方面对当前几种主流智能水表进行分析,并对乐平水厂水表、电表合一采集的实施以及原有水表改造方案进行简单的汇报。
一、主流智能水表优缺点分析
国内智能水表的质量现状经历了一个不断改进完善的过程。早期产品质量问题较大，到目前为止,大部分都已召回更换。目前各厂家的产品质量基本趋于稳定，故障率在2—5%以内，尤其是电控模块比早期的成熟许多.目前主流智能水表有IC卡式（预付费)水表、光电（编码式）直读表、摄像式直读表、霍尔式脉冲表、无线远传表等，各类水表优缺点不一,具体如下：
1、 IC卡式（预付费）水表
原理：利用现代微电子技术,现在传感技术,智能储值卡技术对用水量进行计量，并运行用水数据传递与结算交易.并在传统水表上加装电控摸块和电控阀门,控制停、供水。（通常这种表分为IC卡、TM卡、代码式表)
优点：可以有效控制用户在不缴款的情况下自动断水，杜绝用户拖欠水费的现象，便于费用管理，增加收费单位的资金回笼，不需抄表人员上门抄表。
缺点：（1）电磁阀在长期工作中如果失灵,电磁阀不能闭合导致预付费系统失效,用户就会白白用水,而且售水单位不易发现，给售水单位造成损失。如果用户充值卡费用未用完时电磁阀关闭，售水单位与用户易发生矛盾;（2)如果充值卡密码被盗或被破译，就会给售水单位造成极大损失；(3）充值卡摆放不当，受强磁干扰后易损坏；（4）售水单位必须保证24小时不间断服务，营业点分布要合理,否则给用户带来极大的不便;（5)对供水单位的经营管理造成麻烦.供水部门知道收了多少买水钱（预收），但不知道用户真正用了多少买水钱，一旦有管漏或人为的偷水，很难及时察觉,成为管理的黑洞；（6）不能动态观察用户用水情况，无法对表具卡片以外的故障表具即时发现及维护处理。
后期维护:因卡式表一般为一体表,所以后期更换时成本费用比较高。另外电池经常没电，需经常更换.
2、 光电（编码式)直读表
原理:采用光、机、电一体化技术及绝对式光电编码器原理,将每一个字轮作为一个码盘测量出字轮的绝对角度位置，从而准确的读出字轮上显示的数字.
优点:能识别的数字部分理论上可准确无误的传输水表数据(无误差)；抄表时使用掌上机电源或电池电进行数据采集,平时无需电源，不用担心电池寿命问题；安装方便(总线制)。
缺点:电路结构复杂，元件多，电路部分体积较大,成本较高,嵌入表也较困难；对原表结构改动较大，精度要求高，安装精度要求高，因此精度成本高，成品率低，长期应用故障率高；在字轮处于进位状态时,有读数盲区，这时读到的将是乱数；
后期维护：由于电子采集部分与水表为一体表，如果有水表坏或采集部分坏,就需更换一体表，更换成本高。
3、 摄像式直读表
原理：综合了数码成像技术,计算机技术，通讯技术，用针孔摄像器摸拟抄表员的眼睛，通过摄像机取得表具上数据的图像信号，再将图像导入相关管理部门.
优点：可以采用任何一种水表改装既可,无须改动水表任何部件，水表表盘如人眼能看得清的情况下采集不存在着误差；安装方式简单（总线制）;供电分为常上机电源与电池供电方式.
缺点:湿式水表上不宜采用，由于时间长湿式水表表面易产生水气模糊，故摄像难以识别，电子部分也容易受潮老化;进位时容易产生误读;因采集以图像为主,数据量大,传输速度慢。
后期维护：维护成本低因为摄像传感器与水表是分离式,且水表坏或传感器坏均可单独更换，成本低；采用总线制,安装维护成本也低。
4、 霍尔式脉冲表
原理:通过水表改造后磁转换形式形成脉冲信号，根据脉冲数计数，一般采用双霍尔原理把脉冲传到采集器或相关管理部门.(通常这种脉冲表分为干簧管、霍尔、韦根原理分类）
优点:任何一种可拆卸的水表均可改装成远传水表,采集器上可以显示水量，电量，户号，方便用户查看。
缺点：误差一般在千分之三左右（行业标准内）;如电源长时间断电会产生数据误差。(现一般采用电池供电)
后期维护:维护成本低,因为传感器与水表是分离式.
5、无线远传表
原理：在普通水表上加装数据采集传感器(通常也是使用脉冲方式的采集原理）、无线发送模块而组成的智能水表，它以定时（时间可设定）的工作方式向采集器发送用户信息。
优点：不入户抄表,解决了抄表扰民的困扰；计量精确、灵敏度高，有利于资源的合理分配和利用；时时监控用户的用水情况，时时对表进行操作；各部分通讯无线传输,不存在施工难度的问题。
缺点：信号不稳定:由于网络环境中各种干扰和阻碍,导致信号传输不稳定情况的出现.长时间下来电池会频繁出现无电造成数据无法传输.
后期维护：由于无线远传的水表,传感器与无线发送模块，采集模块均为集成，如坏后更换成本高，且后期维护成本高。
二、乐平水电合一采集方案
根据国网浙江安吉县供电公司与乐平自来水有限公司签订的战略合作协议书，双方就服务安吉县智慧城市建设，积极推进安吉县范围内水表、电表远程采集应用建设，构建统一的智慧能源监控体系开展战略合作.乐平水厂目前正在试用的智能水表为浙江万胜远传阀控水表，型号LXSG—15E/FM，信息传输为有线传输，即通过供电公司信息采集通道传输。产品由供电公司推荐,并且供电公司负责水表、电表合一采集方案的设计和牵头实施，组织安装调试集中器、一体化采集器,敷设通信线缆，研发部署系统主站,牵头运营实施。乐平水厂负责客户施工协调，更换、改造原有表计，新增集抄模块,调试采集功能,核对信息档案，参与运营实施.
目前,梅溪地区实施该模式的共有两个新建小区，一是溪城华庭二是石龙安置区.其中溪城华庭一共三幢楼(96户）安装了水电一体采集表,水表选用万胜远传水表，可实现每月远程抄表功能，但不具备远程阀控功能；石龙安置区共946户,目前正在安装建设中,水表采用远传阀控水表，具备远程抄表及远程阀控功能.数据采集后汇总至电力公司,查询较为不便。今后，乐平片区智能水表主站建设完成后,乐平公司可实现数据收集和远程阀控功能。
水电合一表的实施,需要根据实际情况安设协议转换器、集中器等配套设施，梅溪目前建设的水电一体采集表综合单价约460元/户。主站建设需75万元。
三、 原有水表更换改造方案
由于国源水务供水片区广泛，除集镇用水较为集中外，其他的用户分布较为分散，尤其是农村偏远地区.根据目前实际情况，结合生产技术部了解到的智能水表信息，以乐平水厂为例(水表数18845块，改造户数以18000户计,水表使用年限以6年计)，提出以下三种改造方案：
1、 水电合一采集模式
该模式与上述两个新建小区水电合一实施方案基本一致。由于万胜公司提供的智能表协议与电力公司的协议一致，故农村偏远地区单独用户只需安装一个智能水表，再通过电力数据采集系统收集用水信息,不需要单独安装协议转换器.
优点：采用了光电直读技术,不影响机械水表的原有特性,不受外界强磁影响,不存在读数死区，字轮转动到任何位置都可读数且保持机械读数与电子读数一致；具有远程开阀、关阀、预关阀等多种催费控制（远传阀控水表);采用有线采集线路，数据采集可靠稳定。
缺点：由于改造用户数较多,电力部门原有的集中器等配套设施需要改造升级，如采用此方案，需要国源水务与电力公司做好沟通和协议;此外该方式仅采集用水量信息，无最大流量计算、疑似漏损分析、强磁干扰报警等功能。
成本：水表成本约460元/户，施工费用20元/户,主站建设75万，成本合计939万元(不包含电力部门配套设施升级改造费用）。
2、 无线加有线结合模式
该模式不通过电力公司数据采集系统，由我公司单独出资建设数据采集配套设施及数据采集中心（主站）。用户分散地区，偏远农村地区采用无线远传阀控水表（内置电池，使用年限大于6年）,收集数据后汇总至集中器（覆盖半径1km），由集中器将数据传输至数据采集中心(无线)；用户较为集中的地区，采用远传阀控水表（有线,内置电池在无总线情况下使用年限大于6年）,收集数据后汇总至集中器（覆盖半径1km）,由集中器将数据传输至数据采集中心（无线)。
优点:采用了光电直读技术，不影响机械水表的原有特性，不受外界强磁影响，不存在读数死区，字轮转动到任何位置都可读数且保持机械读数与电子读数一致;具有远程开阀、关阀、预关阀等多种催费控制（远传阀控水表）;偏远地区采用无线采集线路，无需线路维护管理；用户较为集中的地区采用有线采集线路，数据采集可靠稳定.
缺点:无线采集系统信号稳定性较差，电池使用年限能否达到6年有待考究。
成本：水表成本约500元/户，施工费用20元/户，主站建设75万,成本合计1011万元。
3、 物联网水表采集模式
该模式采用物联网水表采集数据（类似于手机信号传输),此模式无需协议转换器、集中器等常规配套设施，数据通过无线方式直接传输至数据采集中心,信号稳定。较前两种方式,更为贴近今后的智慧水务发展方向和功能需求。
缺点：内置电池，使用年限（大于6年）有待考究;运行产生数据流量费用(万胜公司提供的水表流量费免费使用6年）；成本较高。
成本：水表成本约800元/户,施工费用20元/户,主站建设75万，成本合计1551万元(不含运行流量费用）。
四、 智能表改造成本与人工抄表成本对比
序号
模式
人工费
万元/(6年）
维护费
万元/（6年)
成本/万元
总计/万元
1
水电合一
0
6年内免费
939
939
2
无线加有限
0
6年内免费
1011
1011
3
物联表
0
6年内免费
1551
1551
4
人工抄表
210
30
0
240
生产技术部
2016年9月22日

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