GPRS网络在水表无线集抄收费系统中的应用.doc

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随着城市建设步伐的加快和发展，市区范围的不断扩大，城市供水规模和供水覆盖面积也不断扩大，用户水表数量迅速增加，传统的人工现场抄表方式已不能适应现代供水企业迅速发展的需要。本文就如何提高抄表收费效率和抄表准确度的问题，提出了将远传水表的计量数据通过无线传输到供水营销账务处理系统，实施水表无线集中抄读和银行联网自动托收水费的设想。现以南宁市自来水公司的供水现状和未来五年的发展规划为例，谈谈应用水表无线集抄自动收费系统的必要性和可行性，并就供水企业应用水表无线集抄自动收费系统所产生的经济效益问题谈谈我本人的一些粗浅看法，与各兄弟水司的同行共同探讨。
1、水表无线集抄替代人工抄表必要性的讨论
1.1问题的提出
水表在城市供水企业中是使用最广，数量最多的贸易结算水量计量仪表，目前使用最多的旋翼湿式或干式B型机械水表，绝大多数供水企业的抄表方式也是沿袭几年来的传统人工现场抄表方式，收费管理方式基本上实现了计算机水费账务处理或与银行联网自动托收水费。利用计算机技术进行水量统计和水费账务处理在国内的供水企业中已得到了较普遍应用。
随着改革开放的深入，我国的经济建设和城市建设已步入了高速发展的时代，城市供水事业也进入了迅猛发展的阶段。城市供水面积随着城市区域的不断扩大而扩大，用户水表的数量迅速增长，由于服务面积大、水表分布点多面广，给抄表收费增加了难度。特别是国家对供水计量管理提出了新要求，涉及居民用水计量收费的仪表均需做到“查表到户”（简称用水计量“一户一表”）随着“一户一表”的实施，用户表总数将大幅度增加，抄表工作将由原来的只抄大院门前的总表变为抄到市民住宅的每一块户表，抄表工作量将扩大约4~6倍。由此可见，传统的手工抄表方式依赖人工逐户上门抄表，通过大量的抄表人员走家串户，每月忙忙碌碌逐户抄读水表，不仅效率低，速度慢，而且很容易产生错抄、漏抄和估抄的现象，传统人工逐户抄表方式已不能适应供水企业迅速发展的需要，也不能适应用户大幅度增长的服务需求，同建立现代化供水企业实现现代化管理仍有较大的差距。因此我认为选择一种高效、快速、准确的抄表收费方式来替代传统落后的人工抄表收费方式很有必要。采用何种高效准确的抄表收费方式是目前国内各大中型供水企业急需研究落实的一个课题。本文对南宁市自来水公司实行抄表收费现状和未来的打算作简单的介绍，并与各供水计量的同行一起探索一条实施抄表收费自动化可行性的新路。
1.2南宁市自来水公司现行抄表收费基本情况及未来打算的简介。
南宁市自来水公司是广西壮族自治区首府城市的供水企业，现有五座水厂，供水能力为95.5万立方米/日，全市供水面积为120平方公里，全市现有供水用户数达到5万多户，其中机关、学校和企事业单位的大口径用户表约1.25万户，DN15~DN25mm的小口径一户一表约有3.75多万户，一户一表的占有率是全市水表总数的75%左右。目前我司营业处现有抄表人员30人，人均抄表量约为1700只/人?月，抄表人员基本能够满足抄表的需求，水表抄见率达到98%以上。收费人员6人，基本能够满足水表收费的需求。我司现行的抄表收费方式是采用把水表计量数据现场人工输入手持抄表器储存，然后将手持抄表器储存的数据输入自来水营销缴费账务处理系统，最后分别通过银行联网托收水费和人工收水费等两种收费方式完成抄表收费的操作。随着南宁市经济建设的腾飞和城市建设的发展，特别是中国—东盟博览会永久性落户南宁，进一步加快了南宁城市建设的步伐，将为我司供水事业提供了良好的发展机遇，供水面积将会进一步扩大，水表用户数越来越多。加上国家对涉及居民用水计量收费仪表作了有关规定，要求在2008年以前完成全市“一户一表”的改造工作。预计全市一户一表改造完成后，我司用户水表数量将达到21万户左右，抄表的工作量将比现在扩大4倍多。如果延续现行的人工抄表方式，抄表人员将由现在的30人增到120人才能满足全市的供水营销抄表要求。按我司现在人均收入2万元/人?年计算，公司每年须要支付240万元用于抄表工资开支，采用无线水表远传集中抄表可以在大幅度降低抄表费用开支有利于提高企业的经济效益。所以应用水表无线集中抄表技术替代传统的人工现场抄表是供水企业降低成本，提高经济效益的有效途径。
为了给市民提供高效、便民供水缴费服务，南宁水司的领导历来都对供水营销中的抄表收费工作高度重视。积极寻求和采用行之有效的新技术、新方法应用供水抄表收费管理，两年前我司首先在本公司下属的广西金水房地产公司开发的金鑫楼安装了200多套南宁广通数字技术有限公司生产的远传水表自动抄表系统，经过两年来的运行试用，基本上能够达到设计要求和预想的效果，实现了水表抄表和计算机计费自动化。在金鑫楼试用取得经验的基础上，现我司又计划在南宁高新开发区的两栋小高层再次试用该公司的第二代远传水表自动集抄系统，水表计量数据通过无线收发模块采集后，利用GPRS中国移动通讯网络传输到公司计算机收费系统。为推广应用水表无线集中抄表技术实施抄表收费自动化创造条件。
1.3实施水表无线集抄收费自动化可行性的探讨
随着科技水平的迅速提高，新型智能式远传水表经过6年多的研制开发和不断改进，正逐步趋向成熟，将成为人工现场抄表方式的替代产品。远传水表在水量计量数据输出准确可靠的基础上自动集抄系统是否成功，最终取决于电子化采集和传输的数据是否准确可靠。在电子科学技术和数字信息技术高速发展的今天，应用电子数字技术完成远传水表的数据采集和传输任务是很容易实现的。至于GPRS的网络通讯和计算机自动收费系统已经是非常成熟的技术，本文不再论述。经过以上的分析，我认为应用GPRS网络将远传水表计量数据准确可靠地传输到公司供水营销帐务处理系统，实现水表无线集抄和收费自动化是完全可行的。
2、常见远传水表的分类与选用
远传水表按工作原理可分为：脉冲计数式远传水表，电子识别码远传水表和数码摄像直读式远传水表三种类型，按信号传输方式可分为有线远传和无线远传二种远传水表。
由于用户水表是供水企业收取水费的贸易结算计量仪表，它的计量精度和数据传输的真实可靠与否，不仅关系到供水企业的经济效益，而且关系到千万家用水户的经济利益。因此，合理地选用远传水表，保证计量准确及传输数据的可靠是提高供水企业经济效益和树立企业良好形象的重要环节。现根据常见的五种远传水表的特点和性能谈谈如何选用仪表的思路。
2.1脉冲数字式远传水表的特点及选用
脉冲数字式远传水表的工作原理以机械旋翼湿式水表为母表，并在转轮指针上安装一套电磁感应元件（光电或磁电传感器等），当指针每转一圈，感应元件动一次，产生一个脉冲，用此方法将机械数字转化为电子脉冲信号，传输到电子数据采集器进行累积计量，实现远程自动抄表。这种远传水表具有结构简单，价格低廉和小流量计量灵敏度高的优点；但它的缺点是：①容易受外界电磁干扰而影响计量的准确性；②感应元件必须长期不间断地工作，往往由于元件参数的改变或动作不可靠造成计量误差。因此，这种远传水表只能适合计量准确度要求不高的场合选用。
2.2电子识别码“直读”式远传水表的特点及选用
电子识别码“直读”式远传水表的工作原理是在机械式水表计数器每位字轮安装对应的编好代码的电子识别码，传感器平时电子识别码是不工作的，当需要读数据时，才给各电子识别码传感器送电，传感器把每位数据相应数编码读出，并传输到计算机进行逐位数据译码，还原出水表计数器的字轮读数。实现远传自动抄表。该远传水表具有抄读水表数据准确（即电子识别码传感器输出的数据信号与水表计数器字轮显示的数据一致）和仪表无须长期不间断工作，电子识别码传感器的使用寿命长，故障率低的优点。但它的价格比较贵。这种远传水表适合于用户“一户一表”自动抄表系统选用。
2.3数码摄像“直读”式远传水表的特点及选项用
数码摄像“直读”式远传水表的工作原理是利用摄像机把水表字面显示的数字摄录下来，再把图像传送到计算机图像信息处理形成数字信号，传输到自动抄表系统，实现远传自动抄表。该表具有真正直读抄表，准确无误和仪表间歇工作时间短，摄像头经久耐用的优点。它的缺点是价格太贵。这种远传水表也适合于用户“一户一表”自动抄表系统选用。
2.4有线远传水表和无线远传水表的区别及选用。
有线远传水表和无线远传水表的区别在于远传数据方式的不同。有线远传水表是利用电缆将水表的计量数据传输到电子数据采集器，一般适合于方便敷设电缆的场合使用。无线远传水表是利用无线收发模块将水表计量数据传输到电子数据采集器，一般适用于不方便敷设电缆的场合下使用。
通过对以上五种远传水表的优缺点比较分析和工作原理的介绍，使我们对远传水表的性能和使用要求有了粗略的了解，我们应根据仪表的技术性能，经济性，适应性和安装位置等方面综合考虑，合理选择适合本企业使用的远传水表。
3、GPRS网络在水表无线集抄自动收费系统中应用的介绍。
3.1系统的组成
GPRS水表无线集中抄表系统主要由水表数据采集、监控端机、GPRS/GSM传输、自动抄表和收费等五大部分组成，其系统原理如下图所示。

现分别介绍各部分的构成和作用
3.1.1水表数据采集
水表数据采集采用无线电子识别码“直读”式远传水表读取用水计量数据，通过RS232接口与GPRS透明数据传输终端相连，在GPRS透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行处理，协议封装后发送到GSM网络。
3.1.2监控端机
服务器申请配置固定IP地址，采用移动通信公司提供DDN专线与GPRS网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当远传水表监测点数量增加时，监控端机不用扩容即可满足需求。
监控端机RADINS服务器接受GPRS网络传来的数据后选择进行AAA认证后传送到监控计算机主机，通过系统软件对数据进行还原显示和数据处理。
3.1.3GPRS/GSM移动数据传输网络
远传水表读取的水量数据经采集器进行数据重新组合、编排经GSM网络空中接口功能模块进行解码处理，转换成在公网数据传送格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到监控端机IP地址，进入自动抄表子系统。
3.1.4自动抄表和自动收费子系统
自动抄表子系统由控制台和计算机组成，计算机通过控制台发出抄收各水表的数据指令时，抄表子系统计算机自动打开用水用户信息库，将用户的用水数据根据计算机核对无误后对号入座地存入各用户的名下，建立详细用水档案，并把用户的用水数据输入到计算机自动收费系统，实现水表无线远程集中抄表和收费自动化。
3.2 GPRS数据传输系统的特点：
系统采用GPRS无线透明数据传输终端，属于中国移动的GPRS网络，具有高性能，高可靠及抗干扰能力强的特点，提供323数据接口可直接与计算机RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端连接，传输速率达171bps，window95/98/2000/XP，LINDX操作系统，支持VPN安全功能，安装灵活、使用方便可靠，并具有远程诊断、测试监管功能。可以满足城市供水计量水表点多面广的数据采集和传输控制的要求。
3.3应用GPRS网络实施水表无线集中抄表的优点：
3.3.1GPRS网络已经是技术非常成熟数据传输的通讯网络，充分利用这种数据传输通讯网络，投资少，建设周期短，见效快。
3.3.2设备安装方便，维护简单。
3.3.3系统数据传输容量大，传输速率快准确率高。
3.3.4网络覆盖范围广，通讯费用和运行维护费用低，有利于降低成本，提高企业的经济效益。
3.3.5网络插入加密的安全防范措施和设置防火墙软件，使系统具有良好保密性能和安全性能。确保传输数据不丢失、不泄密和企业经济利益不受侵害。
4、结束语
随着无线通讯技术的不断进步，利用无线通讯网络进行远程式监测和数据传输已在各行各业中广泛应用。本文推荐选择中国移动的GPRS系统构建城市供水水表无线远程集抄数据传输平台，实施水表远程集中抄表收费自动化。是因为中国移动的GSM网络已经过多年运行，成为技术成熟、性能稳定可靠的通讯网络。特别是最新推出的GPRS数据传输业务具有数据传输容量大，速率快和准确率高的特点，更适合供水企业远程抄表数据传送。所以，应用GPRS网络实施水表无线远程集抄，是供水营销快速、高效、准确抄表和水费回收的有效途径。也是投资少、见效快、简易可行的自动化抄表收费方式。我们应积极推广应用新技术、新方法来改善以往传统落后的人工抄表收费模式，不断提高供水营销的管理水平。