国网四川省电力公司德阳供电公司 四川德阳 618000
摘要：针对国家有关建设“水、电、气、热”等跨行业能源运行动态数据集成平台的号召和智慧城市不断发展的要求，本文提出了 “水表、电表、气表、热力表”四表合一的远程集抄与管理系统，实现了对居民用水、用电、用气、用热的远程抄收、集中管理、手机APP网上缴费、远程监控，以及对水表、电表、气表的状态监测和设备全寿命周期管理。该系统基于电力用电信息采集系统，充分利用其强大的数据传输及处理能力对采集的水、电、气、热数据进行快速、复杂的运算。本文主要介绍了该系统的系统构成及软件设计。
关键词：用电信息采集系统；四表合一；网上缴费；状态监测；全寿命周期管理
1.引言
近年来，国家发改委和能源局联合推动煤、电、油、气领域的信息资源共享，建设跨行业能源运行动态数据集成平台，鼓励能源与信息基础设施共享复用，支持“水、电、气、热”实现集中采集抄。且随着物联网、互联网+、大数据技术的不断发展和深入应用，我国居民小区在网络化、信息化、智能化建设方面得到长足发展，尤其在水、电、气、热等方面的改造进展迅速。因此，实现水、电、气、热远程抄收、集中管理、网上缴费、远程监控和状态监测，已成为智慧城市居民小区智能化的一个重要发展方向。
当前，大多数地区居民用水、用电、用气处于分离管理模式，对居民生活造成诸多不便，管理效率较低，且用户水、电、气、热按用量交费，存在计量误差大、人力物力成本高、收费不及时和难以对违法用户进行处罚等问题。同时，国家公司的用户用电信息采集系统早已建设完成，德阳供电公司基本实现了对辖区范围内166万电力客户智能电表的全覆盖全采集，日均采集成功率高达98%以上，且已实现了通过手机APP进行网上缴费，而水、气企业尚未有或正准备筹建自己的信息远程采集及监控系统，这造成了重复建设和资源的浪费。因此，本文提出了基于用电信息采集系统的四表合一远程集抄与管理系统研究，实现对水、电、气、热的集中采集、传输与管理，从而大大降低建设成本和管理成本。
2.四表合一远程集抄与管理系统
2.1 系统构架
以某小区为例，根据该小区居民用户实际分布情况和预付费控制的实现方式，按照不同电能表安装集中度、数据集中程度，其采集组网方案分为：○1集中器+载波电表；○2集中器+采集器+无线采集器电表。网络结构图如图1所示。
图1 居民用电信息采集系统网络结构图
该小区居民水、电、气、热表为M-BUS总线通讯，因此采用M-BUS协议转换器与电力集中器通讯，集中器通过CDMA/GPRS/SMS/以太网等方式将水、气、热等信息上传至电力数据采集中心，其系统架构如图2所示。
图2 四表合一管理系统构架图
四表合一管理系统在逻辑上分为主站层、信道层、设备层3个层次，其关键技术包括：不同厂家M-Bbus协议不同，且涉及技术保密，难以统一；载波通信实时性低、适应性差、可靠性低、业务承载力弱；现场抗干扰技术有待提高。各层的主要功能如下：
（1）主站层主要由数据库服务器及管理终端组成，其功能分为数据采集、数据管理、基本功能及扩展功能，覆盖了水、电、气、热信息采集业务，包括采集点设置、数据采集管理、控制执行、运行管理、现场管理、辅助功能、公共查询等。该系统还可以提供业务管理、损耗分析、统计、决策分析、增值服务等功能。
（2）信道层是连接主站和现场设备的纽带，提供可用的有线和无线的通信信道。主要采用的有光纤专网、GPRS/CDMA 无线公网、230MHz 无线专网。
（3）设备层由用户仪表和采集设备组成，包括水表、电表、燃气表、热力表、采集器和集中器等，是四表合一管理系统的信息底层，负责收集和提供整个系统的原始用电信息，该层可分为终端子层和计量设备子层。
2.2 软件设计
（1）监控管理软件
主站层是四表合一集抄与管理系统的管理中心，主要由数据库服务器和监控管理软件组成。监控管理软件的关键技术包括主要有高效采集监控、标准化数据管理、数据可视化展示、多维度信息挖掘、双向互动应用，其主要功能如表1所示。
表1 四表合一集抄监控管理软件功能列表
（2）手机APP客户端
为方便用户随时随地对用水、用电、用气、用热情况实时监督查询，可开发集成水电气热智能服务功能的手机APP客户端，同时将 APP与支付宝、微信、网银等直接绑定，实现远程网上缴费。该客户端的主要功能有：
①充值业务：包括余额、购买记录、水电气热用量等信息查询，网上缴费等功能
②业务办理：包括业务申请，服务咨询，故障报修，服务网点查询等功能。
③自助服务：包括检修公告推送，用水、电、气、热知识查询，问题平台等功能。
④投诉举报
3.结束语
本文提出了基于用电信息采集系统的四表合一管理系统，实现了对居民水、电、气、热使用、计量及收费的自动抄收与智能管理，降低了硬件重复建设率，大大节省了人力成本和时间成本。克服相关关键技术后，该系统配置灵活，抄表范围大，干扰小，可靠性高，实时性好，在居民小区信息化建设过程中可以推广应用。同时，该系统不需要人工现场抄收，可远程对用水、用电、用气、用热信息进行采集分析，主动对设备及用户的状态进行监测，从而快速解决现场存在问题，实现设备的全寿命周期管理。并且，用户可通过手机APP进行网上缴费，查询用水、用电、用气信息，这大大减少了客户投诉，提升了水、电、气、热企业的优质服务水平和整体形象。该系统的建立能够对水、电、气、热等能源进行集中监控和管理，对能源的使用情况提供准确、全面数据的日报、月报、季报、年报，对各种数据变化进行在线监控、展示、预警，甚至在节能环保、能源分布、提高能源利用效率等能源管理方面产生促进作用。
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作者简介：
简代军 男（1984-02）本科 技师（工程师）主要从事电能计量装置的安装及管理工作。
论文作者:简代军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/7
标签：管理系统论文; 集中器论文; 信息论文; 电表论文; 能源论文; 用水论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第27期论文;