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深度解析智能水表在供水新业务中的新角色

文章出处:中国水网 编辑:茹 人气: 时间:2017-06-29 08:55 【

“现在大家都在提智慧水务,什么是智慧水务?如何去实现智慧供水?”宁波水表股份有限企业技术总监、浙江省水表研究院院长姚灵在6月21日举办的2017(第二届)供水高峰论坛上分享了宁波水表在智慧供水和智能水表方面的探索与应用。他从智慧水务的概念谈到推行智慧供水的方法与路径,展现了智能水表在供水新业务中的新角色,并剖析智能水表与业务应用系统的几项关键技术。

解析智能水表在供水新业务中的新角色

宁波水表股份有限企业技术总监、浙江省水表研究院院长姚灵

姚灵先容,宁波水表股份有限企业经过60年的发展,目前产品线已经全部覆盖所有的水表,包括机械水表和第一代、第二代的智能水表及业务应用系统。宁波水表目前也是我国水表出口量和销售量及品种规格最多的专业生产厂家。浙江省水表研究院是依托宁波水表股份有限企业建立的,也是我国水表行业唯一的专业研究院,它设有博士后科研工作站,也有国家认可的水表中心实验室、智能水表与测控技术研究所等部门。

智慧供水新业务的构成与支撑

对智慧水务这一概念,姚灵给出非常准确的说明:它是现代信息、通信技术与水务过程控制和水务管理系统深度融合以后,所产生的一种业务新形态。智慧水务通过挖掘和运用水务信息资源,有效提升管理效率,从而科学地管理城市水务工作,它覆盖供水、排水、污水处理、再生水利用等。

解析智能水表在供水新业务中的新角色

上图是水务运营的一些管理内容,图的上部分是供水管理内容,下部分是其它水务管理内容。姚灵提出,应对重点关注的智慧供水新业务系统进行梳理,这些都是以测控系统为主的过程管理,也包括了水务内部的业务信息化支撑系统。

解析智能水表在供水新业务中的新角色

怎么去实现智慧供水?从方法上看,必须要推进“两化融合”,就是工业化和信息化的深度融合,同时实施“中国制造2025”。现在行业内很多企业还处在工业2.0的阶段,通过推动智慧供水,让大多数供水企业由电气化向自动化和智能制造的方向发展。它的技术路径主要由这三项支撑:一是物联网的应用技术;二是测控自动化技术,重点是测量与控制;三是大数据处理技术,主要提供解决方案。

大家都知道,互联网的基本架构,是人与人的信息交互。而物联网,是M2M,就是机器与机器之间的交互。目前简单的划分,可以将其分成三个层次,最下面的是感知层,即仪表和传感器,网络层是解决数据安全传输的问题,应用层将采集到的数据进行业务处理等。

解析智能水表在供水新业务中的新角色

智能水表在供水业务中的新角色

智能水表在供水新业务中,有哪些新的角色?大家知道,水表的主要功能是对用水量的计量和结算。随着新技术的发展,它可以增加哪些功能?姚灵对此进行了总结。智能水表使用功能的拓展,一是自动抄表与用水监测系统中的应用,如用水量计量、时段用水量状况监测与分析等;第二是参与DMA管网分区漏渗监测,即通过定时、集中自动抄表,发现局部区域管网漏渗情况;三是智能水表加上综合传感器,利用水表通信装置和安装位置,进行管网供水综合参数监测与远传,包括流量、水压、水质、漏渗、工况等参数;四是智能水表加上电控阀,对管网进行自动控制等。

智能水表与业务应用系统的关键技术

首先,作为智能水表,它的计量性能与长期工作可靠性是最为重要的。智能水表发展趋势的判断:从智能水表1.0产品向2.0产品发展。1.0产品的计量机构采用的是机械水表,存在着一些不利的条件;智能水表2.0产品是采用现代电子流量计的某些新技术,使水表产品具有较高的计量性能和长期使用可靠性。姚灵进一步谈到,机械水表在目前确实存在一些技术问题,如:对水质要求较高,轴系易磨损;测量范围不宽,特性校正与精度长期维系较困难;压损较大,供水电耗较高;小流量特性对温度较敏感,且无法修正等。而2.0的产品,主要有三大类,即:超声水表、电磁水表、射流水表。现在水表新的国家标准也已经修订完成,它对于水表的性能提升有了新的要求。

第二个关键技术,是智能水表无线网络接入技术与数据安全性。任何终端,数据要传输上去,必须通过接入网络。根据水表行业十三五发展规划的推荐,有三种无线接入技术值得关注:一种是无线局域网,另一种是无线广域网,还有一种是比较有发展前景的是无线蜂窝广域网,利用无线公网通信,授权频段,低功耗、广覆盖、安全可靠,是今后物联网的应用发展方向。下图是它们的应用场景示意图。

第三个关键技术是数据挖掘与处理,建模与应用算法研究。对物联网中的应用层而言,数据应用是目的。常见管网数学模型包括管网的水力、水质、漏渗、能耗等模型。

宁水股份近几年在智慧供水方面所做的部分工作

姚灵先容,这几年宁水股份在智慧供水方面做了些有益的探索。第一是与浙江大学合作的国家重点基金项目——《面向城市供水系统安全的大数据分析及云服务理论与方法研究》,主要目标是管网漏渗评估及先进漏渗检测与定位技术,可以实时发现漏水和检测。该项目浙江大学还发明了自漂流式的管道内检测球,对地下管网进行健康普查,识别其中存在的微小泄露并进行定位。另一个研究目标是管网水质异常检测及污染源定位方法。

第二个方面是最近几年开展的博士后研究课题,这里面有两项跟智慧水务有关,一是供水管网关键水质指标在线检测方法研究及产业化应用探索,第二项是电磁检测技术的优化。

第三个方面,是与HUAWEI和运营商的战略合作,推进了窄带无线网络接入技术的应用研究,主要案例有:一个是和澳洲东南水务开展关于NB-IOT“超声水表+综合传感器”的项目,还有与深圳水务开展关于NB-IOT“无磁传感水表”的项目(有1200个NB-IOT水表接入使用)等。

第四个方面,是智能水表终端产品研究,例如智能水表2.0产品(电磁、超声、射流水表)、无线水表(NB-IOT、GPRS、短距无线水表等)、阀控水表等。

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