跨界、融合、创新、转型是信息时代产业发展的主旋律,全球信息经济正处于重塑发展理念、调整战略布局、重构竞争规则的新阶段。人类社会正在从互联网时代步入物联网时代,物联网作为产业经济重塑的重要承载方式,在全球范围内呈现加速发展态势,不同行业和类型的物联网应用广泛普及和发展成熟,推动物联网发展进入万物互联的新时代。
在无线智能水表抄表行业,物联网的部署已进入快速发展阶段,低功耗广域网一枝独秀,NB-IoT 和LoRa 引领了技术和产业的双重创新,在不同的应用环境下各放光彩。而利用无线智能水表实现管网漏损及压力检测,将为自来水抄表系统赋予新的功能,并进一步降低管网系统的部署成本。
桑锐电子LoRa和NB-IoT智慧水务系统
LoRa智能抄表系统包括:智能水表、无线手持器、数据集中器和智慧水务大数据平台。
NB-IoT智能抄表系统包括:智能水表、红外手持器和智慧水务大数据平台。
图1 桑锐电子LoRa和NB-IoT业务系统拓扑图
图2 桑锐电子智慧水务大数据平台
智能水表具备水量的计量、表端环境温度的采集、管道压力采集和累计流量的冻结。
智能水表间隔30分钟冻结一次数据,每天冻结储存48个点,然后把最新一天冻结的数据+管道压力+当前实时温度上报到智慧水务大数据平台。
DMA管理
作为供水管网管理系统的结构化运行的一部分,DMA系统可使管网管理更加高效和低成本,通过分析冻结同一时点的累计用量和管道压力数据,调节管道水压,从而达到均衡管网水压的目的。
漏损控制是进行DMA管理最主要的目的,以往供水企业都是被动检漏,发现问题后才去定位、维修,导致泄漏时间很长,总的水损增大,即使请检漏公司进行漏水普查,能在短时间内取得很好的效果,但是由于漏水复原现象的存在,并不能从根本上达到降漏损的目的。只有通过准确的夜间计量、实时的噪声监测、准确快速的漏水定位和维修、合理的压力管理才能最终达到控制漏损,逐步降低产销差的目的,把事后堵漏变成事前预防。
DMA按照管线类型可以分为三个层次,即输水管DMA(区域供水总管道)、配水管DMA(小区供水分支)、层叠式DMA(单元楼层供水)。
图3 DMA示意图
图4 桑锐电子DMA分区管理平台
DMA管理的关键是在一个划定的区域,利用夜间最小流量分析来确定泄漏水平。DMA的建立能够主动确定区域的泄漏水平,并指导检漏人员优化检漏顺序,同时通过监测DMA的流量,及管网的压力变化情况,来快速识别是否有新的漏点存在,快速锁定泄露区域,并利用压力曲线确定泄漏点。
图5 DMA分析统计表
桑锐采用行业独有的基于hadoop分布式大数据存储,不但解决了海量数据的存储和分析问题,还建立了大数据的计算模型,并结合机器学习,建立了水司供水优化调度监控体系、用户用水信用体系、用户用水习惯等,第一时间发现各种用水异常并及时告知客户,提高水司的公信力和减少用户及水司的损失。把表端采集回来的用量信息、管道压力信息和温度信息进行数据融合并结合水利模型实现:水力模型+控漏,水力模型+爆管精确定位,水力模型+供水能耗优化等业务模块。
智慧水务大数据平台以“智慧水务、精细营销、高效管理、智控全局”为目标,实现对营业收费系统、GIS管网系统、SCADA数据采集和检测系统、DMA独立分区计量系统以及其他业务系统的数据整合、过滤、抽取和分析,实现数据的互联互通,打通“信息孤岛”。
图6 桑锐电子DMA分区管理平台-漏损信息
图7 桑锐电子DMA分区管理平台-夜间最小流量
某水司应用实例
某水司三供一改造项目(层叠式DMA层),8万块智能水表,每块智能水表每天上传48条数据,日数据达:400万条,月数据达:1.3亿条,年数据达:16亿条。
该水司有200个二次供水泵房(输水管DMA和配水管DMA层),总计每秒共采集二供泵房设备4000条数据,每分钟2.4万条数据,每小时:144万条数据,每天:3456万条数据,每月达:10亿条数据,每年达100亿条数据。
把智能水表冻结的累计用量、压力和温度进行数据的融合,形成瞬时流量统计,时段压力统计和DMA区域漏损统计从而找出漏损点,降低水司的产销差。通常情况下水司的漏损主要包括管网漏损、管理漏损、计量漏损三部分,管网漏损通过DMA漏损分析平台结合检漏查漏减少,管理漏损结合营业管理智能化平台分析减少,计量漏损将旧式机械表更换为智能水表(防滴漏性能强)来减少。通过对智能水表采集的数据进行融合,该在新系统上线的第一个月水量营收增加41%,第二个月增收16%,第三个月增收10%。
增收情况表
(原文标题:智能水表和DMA的一组数据:48、80,000、400万、1.3亿、16亿……)