“互联网+”背景下民用四表的融合发展分析

李红卫

摘要：为了确保百姓的切身利益得到稳定、长远的保障，政府和相关机构早已将水、电、气、热民用四表的发展纳入到民生计量工作中，并给予了高度重视。随着“互联网+”时代的到来，共享理念逐渐成为主流，这也使得民用四表迎来了新的发展契机。在“互联网+”技术的加持下，可以实现通信信道、采集设备等的资源共享、各行业能源数据的共享以及个性化、专业化能源服务的共享，从而促进广大用户合理用能。论文即围绕“互联网+”背景下民用四表的融合发展展开详细分析。

关键词：“互联网+” 民用四表 融合发展

Analysis on the Integration and Development of Civil Four Meters under the Background of “Internet +”

Li Hongwei

（Product Quality Metrology Inspection and Testing Center of Ulan Qab City）

Abstract： In order to ensure the stability and long-term protection of the vital interests of the people， the government and related agencies have already incorporated the development of the four meters for water， electricity， gas， and heat into the livelihood measurement work and have attached great importance to them.  With the blessing of Internet + technology， resource sharing of communication channels， collection equipment， etc.， energy data sharing of various industries， and the sharing of personalized and professional energy services can be realized， thereby promoting the rational use of energy by users. This article focuses on a detailed analysis of the integration and development of the four civil meters under the Internet + background.

Key words： “Internet +”， four civil meters， integrated development

0 引言

早在多年以前，與水、电、气、热相关的能源企业已经着手布局智能化发展，纷纷采取了措施以推进智能计量技术的研究。“互联网+”时代的全面到来加速了这一发展态势，促使企业不得不加快脚步构建新型能源计量体系，以应对更为复杂的市场环境甚至于来自生态环境的挑战。同时，这项工作也能够更好地促进广大用户以科学、合理的方式消耗能源。然而，由于行业自身的差异，水、电、气、热民用四表在计量管理体系建设、智能量测技术研究、技术标准规范制定等方面，不论技术水平还是管理水平均存在不小的差距。换句话说，现阶段民用四表的智能化发展道路正面临困境，整体发展水平极不均衡。

1 民用四表发展现状分析

1.1 在智能化应用方面

目前普及率较高的是电能表智能化，大体上已经实现了远程抄表，用户可以通过互联网平台进行费用查询与缴纳，服务体验得到了巨大的提升，并且对阶梯电价的实施做好了准备。而在水表、燃气表和热量表的智能化上，无论其实际水平还是应用规模均处于较低的状态，基本上仍延续着人工抄表的方式，因而也面临着工作量大、估抄、漏抄等问题。

1.2 在通信技术支撑方面

显然电能表在电源接入上具有无可比拟的先天优势，可以灵活选用电力线载波、微功率无线、RS-485总线等稳定、可靠的通信技术。而水表、燃气表和热量表所涉及的通信方式相对单一，常采用的技术为源M-BUS总线以及微功率无线。其中，源M-BUS总线的应用需要铺设专线，因而要求建筑设计施工的水平和质量较高;而微功率无线通信的距离受到电池容量和寿命的约束，再加上现阶段尚未统一技术方案，因而无法实现兼容互换。

1.3 在技术标准体系方面

电能表技术标准体系的建立是基于国家、行业、企业三方的标准，目前已经较为完善，能够覆盖电能表的功能要求、安全要求、技术要求、型式要求和检定要求等。而智能化的水表、燃气表和热量表在型式与功能要求、通信协议等关键环节仍缺少统一且完善的技术标准，不仅不同表计之间难以兼容互换，在表计、终端与系统之间也无法实现互通与互联，从而导致能源计量数据的利用效率较为低下。

1.4 在计量管理体系方面

电能表的质量管理已具有一定水准，在选型、采购、供货、验收、运行、报废等诸多环节均构建了相对完善的全寿命周期管理体系，有效保障了电能表的安全、可靠运行。而水表、燃气表和热量表由于所在行业的供应商数量较多，管理水平呈现出参差不齐的状态，一些企业已经建立了相对完善的质量管理体系，但其余不少企业难以开展表计全过程质量管控，因此总体而言这三表的表计质量无法得到有效保障。

1.5 其他方面

近年来，智能计量技术的推广应用也催生了一系列问题，比如各类能源计量点数量的成倍增加、采集数据量的大幅提升、采集频率的持续提高等，无形中迫使自动化采集系统具备较高的并发能力，而现阶段各类能源计量采集系统都无法跟上智能计量发展的步伐。

综上所述，传统能源计量方式在当前社会已经难以满足广大用户日益增长的能源服务需求。万幸的是，“互联网+”时代的到来在一定程度上提供了有效的解决之策，水、电、气、热能源计量的发展需要借助“互联网+”平台与技术的支持，通过广泛、深入地融合以建立起基于新型智能计量体系的运营模式，从而促进社会资源的综合利用以及公共事业服务水平的不断提升。

2 民用四表智能计量关键技术讨论

经过一段时间的能源体制改革，计量传统业务正在全面向新型业务拓展，最明显的变化就是民用四表的计量计费不再单纯地局限于市场营销，而是朝向社会化全业务链延伸。新形势下，解决水、电、气、热各类能源产品的个性化需求是当务之急，这就需要在现有基础设施基础上融合先进的互联网信息技术以及部分新兴技术，围绕智能计量技术进行研究与突破，进一步推进能源生产、运营、管理等与互联网的全面对接，确保多种能源的广域智能优化配置得以实现。

2.1 关于一体化采集架构

水、电、气、热能源计量一体化采集架构包括三个层级，分别是主站、通信信道和现场终端。主站的作用是实现系统数据交互、存储和采集业务流程管理，由前置服务、数据存储、主站应用等部分组成;通信信道主要有本地通信和远程通信两大类，前者囊括了电力线载波、微功率无线、M-BUS总线、RS-485总线等，后者囊括了光纤专网、CDMA/GPRS/3G/4G无线公网以及北斗报文等;现场终端可以理解为计量设备与采集终端的集合体，主要包括了集中器、通信接口转换器以及智能电能表、智能水表、智能燃气表、智能热量表等设备。

2.2 关于智能计量采集主站

需要依据大数据、云计算、人工智能等新兴技术进行构建，以实现水、电、气、热各类能源采集数据的安全可靠接入。其基本应用包括档案管理、数据管理、终端管理、接口管理，高级应用需针对不同行业供应商的实际需求，设计故障智能诊断、数据质量检查、终端档案管理、联合抄表收费等功能，并且支撑海量用能信息与设备运行监测信息的采集与存储，实现分布式数据分析与采集网络状态智能感知。

2.3 关于新型通信技术

需要针对当前各类能源抄表系统现有通信技术进行全面深入地分析，找出其薄弱环节，采用一系列新技术，如新型多址接入、多输入多输出、高阶调制等，达成一般场景下通信节点的智能感与低功耗大连结场景下通信节点的海量接入，并且满足低时延高可靠场景下通信节点的顺势转发需求，让各个场景之间通信数据得以融合互通，从而为高品质支撑业务奠定良好的通信基础。

2.4 关于模组化智能采集终端

针对不同能源采集的差异化需求，需要研制开发新型智能化、标准化、模组化采集终端，以准确计量水、电、气、热各类能源。该终端在设计上应确保多个功能独立，并根据各地区实际需求配置相应模组组合。这样做的好处是一方面满足市场对能源计量采集终端的多样化需求，另一方面可以根据实际通信情况来对终端通信方式进行灵活调整，从而显著提高终端通信的可靠性、准确性与稳定性，使得数据采集得到大幅提升。

2.5 關于通信接口转换器

考虑到不同能源采集的通信方式存在差异，可使用通信模组化与箱壳一体化结构，在此基础之上制定通信接口转化器设计方案，运用更加多样、灵活的通信技术来实现通信模块的自动识别、各类端口的自动调度以及不同设备的即插即用，从而使得水、电、气、热各个表计的接入能力与扩展能力得到进一步提升，同时也有效降低了能源计量一体化采集现场的施工、调试和运维等技术的难度。

2.6 关于智能表计

能源计量新形势导致各类业务持续增多，促使智能表计的高质量发展。具体而言，需要配置标准化通信接口与大容量高性能电池，让设备的运行可靠性与计量准确性有更好的保障。再辅以计量、非计量功能独立的设计，以增强智能表计的应用性。其中，计量部分需采取宽动态计量芯片设计方案，切实提高可靠性与安全性;非计量部分需采取软件模块化设计，让各模块的远程独立安全升级得以实现，保证设备在扩展或更改非计量部分软件程序时，不会对表计的计量功能产生影响。

3 “互联网+”背景下民用四表的深度融合之策

对水、电、气、热各能源企业而言，其服务对象多为工业用户和居民用户，所涉及的业务流程，如计量、抄表、收费等也大致相同，并且在营销策略、商业模式、资产管理等方面具有高度相似性。这些因素事实上为资源集约共建以及能源计量一体化采集网络平台的建设提供了有利的条件。

能源计量一体化采集网络平台的构建，需要应用“互联网+”理念与相关技术，以实现用能信息采集、智能在线监测、用能行业分析与其他增值服务。其中，用能信息采集主要通过物联网感知和云抄表进行实现，智能在线检测应囊括远程资产监控与设备运行风险评估，用能行业分析要做到用户效能管理、客户热点分析与缴费渠道管理，其他增值服务则包括数据挖掘、客户互动以及缴费充值、账单发票提供等诸多便民服务。以上功能与服务的实现所需要的设备可以是智能手机、台式电脑、笔记本电脑、PAD或者专门的智能终端等，用户通过云平台的数据交互完成一系列智能化操作。

该平台投入使用后，可以通过门户网站、手机App等互联网渠道，为所有用户提供多元化的便捷服务。可以预见，随着图像识别、位置确定、移动互联等技术的不断发展，“云抄表”相关功能将得到进一步集成，其应用也更为广泛，甚至手机这一常见智能设备都能够作为抄表器。而随着水、电、气、热表计信息的全面覆盖，可以借助大数据技术开展用能趋势分析、用户行为分析等，实现对数据价值的充分挖掘。除此之外，该平台还为政府的监管以及计量器具的误差监测提供了便利，在一定程度上保证了用能计量的公正与公平。

4 总结

水、电、气、热能源供应与社会发展和民众生活息息相关，与之对应的民用四表也是民生计量工作的重要组成部分。在“互联网+”时代的影响下，民用四表正朝着智能化方向融合发展，并且在诸多先进技术与理念的加持下，四表合一的发展态势已经初具雏形。虽然现阶段仍存在不少问题亟待解决，但相信政府与企业的高度重视能够进一步推动民用四表以更好的方式走进千家万户，助力能源供应的稳定、健康以及广大用户的良好体验。

参考文献

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