The development history of the Water management of digital
丹东思凯电子发展有限责任公司 兰玉明、李晓明、贾桂秋
【中文摘要】 水务管理的数字化作为数字城市的一个重要组成部分，是一个无法回避的课题，本文简要介绍了水费智能化抄收的社会需要，国内外主要形式及应用状况，相应管理信息系统软件的功能，最后介绍了今后的发展趋势。
【ABSTRACT】The Water management of digital is an unavoidable topic as an important part of digital city. This text introduces simply the needs of the society of the intelligent reading water meter, the main state and application at home and abroad, the functions of interrelated management information system software.
【关键词】 水费 水表 自动抄收系统 信息技术 远程传输
【KEY WORD】Water rate Water meter Automatic collecting system Information technology Long-distance transmission
随着国家对环境保护的不断重视，对于水这关键资源监管力度的不断加强，对于城市用水“一户一表，抄表到户，计费到户”的不断推进与实施，原来总表制的情况将不能满足国家的要求，如何提高优质、高效、准确的服务是摆在自来水公司面前的主要任务。
水表计量和人工抄收时我国传统采集用户用水数据的主要手段，随着总表制的退出，抄表人员的工作量骤然增加，这也就意味着必须引入新的机制以解决这个矛盾。自动抄收系统是利用现代信息技术与水表计量技术完满结合，集计量、数据采集、处理于一体，将城市居民用水信息加以综合处理的系统，使供水公司从根本上减少人工上门抄表的繁杂劳动强度。准确而便捷的收费系统，既可节省人工又可减少供水部门与客户之间的纠纷，它不但能提高管理部门的工作效率，也适应现代用户对用水缴费的新需求。
一、目前水表自动抄表系统的类型及状况
目前国际、国内水表自动抄表系统主要有四种：
1、总线制智能抄表方式，通过有线网络将数据信息传递到采集终端上，再通过人工或其它方式传递到自来水公司的采集系统上。可以按照M－BUS／RS485／RS232／TTL等方式将智能表中的数据传递到采集终端甚至是自来水公司的采集系统上。这种方式也很好的解决了入户抄表所带来的诸多问题，并可以避免IC卡方式的延迟性问题[1]。智能水表可以通过有线网络实时的将数据传递给采集终端或自来水公司的采集系统上，自来水公司的采集系统或采集终端也可以实时将控制命令发送给智能水表，更新智能水表内的数据及状态。
总线制智能抄表系统开发已经有一段历史，只是由于单表内设单片机和后备电源，成本较高，推广普及相对比较缓慢。然而国外几家大水表公司如英国ABB公司，德国MEILEK公司及以色列ARAD公司凭借雄厚的资金和在市场中己有的一定优势，大规模使用总线制智能水表。由于规模效应，这些公司定做了一体化芯片（将采集、存储传输电路集成于一体）、制作固件并装配到表体上[2]。
总线制智能水表由于采集计数工作单元均装配在智能水表内并密封，水表的数据采集、处理、存储、等基础工作全由智能卡水表本身完成，手抄器或电脑不参与底层数据采集，仅进行通讯联系，消除了外界因素对计量的影响。另外因智能水表引出的总线通、断不影响单表数据采集和保存，也不影响其它水表数据的读出，即使本次读数时该表总线出现故障，只需重新挂接好总线，无需重新置数，水表的真实读数仍可继续读出，其安全性、稳定性是比较可靠的。
2、无线发射式水表，即利用无线技术(GPRS、CDMA等)，远程无线发射与接收。
无线远传是采用短距离微功率无线方式进行数据传递，从而降低有线远传建网布线的成本。这种方式一般采用国际通用开放（ISM）频段433MHz (/868MHz)或仪表专用频段470MHz。通过相邻无线智能表的接力传递，可以将多个无线智能水表的数据传递到一个采集器上，并由采集器通过GPRS网络传递到自来水公司的采集系统上，完成真正的实时无线双向数据传递。也可以不使用采集器，改由人工通过POS表的方式在户外采集无线智能水表的数据和将命令设置到表内。并最终由POS表将数据上传到自来水公司的采集系统中。虽然GPRS数据传递的成本相对来说已经很低，但与IC卡的数据传递几乎为0的成本相比还是较高的，因此IC卡加无线远传相结合的方式将成为未来的主要解决方式。因为这种方案在一般情况下的数据通信可由IC卡来完成，费用几乎为零解决了无线远传的成本问题，但在特殊情况下还具有实时通讯的能力，解决了IC卡的延迟问题。
3、智能卡水表，即IC卡水表，通过预付费管理用水，用户自己去充值点充值。
智能卡水表是在当今智能卡技术与市场迅猛发展，单个IC卡及单个刷卡机性能价格比日益提高的特定时期应运而生的。在智能水表与自来水公司之间传递数据的介质是IC卡，也就是说智能水表从IC卡中读取自来水公司传递给智能表的数据，并将其保存到智能水表中，更新表内的各种状态，并将用水量等经过逻辑单元处理的数据写入IC卡中，由IC卡返回给自来水公司。居民须在供水公司指定售卡点预存款之后才能使用。它具有限量用水、解决用水收费纠纷的功能，这是其它抄表方式及普通水表上门抄表方式所不能比拟的，并且智能卡水表如同普通水表，无需敷设线管及线路维护，安装方便、维护简单，另外智能卡水表单表自带采集、电源部分、电磁阀控制、由智能卡读入可用水量。其技术实现比较简单，所以国内智能卡水表公司己形成一定规模。
IC卡方式最大问题是它的实时性差，通过IC卡返回的表内数据是用户上次插卡时由智能水表返回的数据，具有一定的延迟性[3]。并且如果要修改表内数据（如：单价等），用户不来买水，就无法将数据写入卡中，也就不能设置到智能表内。这种延迟性常常会损害自来水公司的利益。但这个问题是由于IC卡方式本身的使用方式所决定的，是无法解决的。
以上三种抄表系统各有特色，供水公司应该因地制宜，因情而异，根据不同情况采用不同的方式。比如说，对于老房屋，可以安装智能卡水表；对于零星开发连不成片的住宅楼，可以以楼为单位，通过一只单元管理机就将该楼内所有水表读数收录在内；对于住宅成片的新建智能楼宇，可以构建网络，在小区物管中心通过上位计算机对辖区内所有水表数据进行抄录与处理，至于用有线和无线抄表系统，可以视安装和成本而定。当然，各系统的共存与兼容性也是必要兼顾的问题。
二、自动抄表系统软件界面实现的主要功能
1、水表管理
抄表：通过某种传输介质获取水表中的计量数据，将内容保存在数据库中，并要记录抄表的时间，表状态等信息
抄表数据管理：抄表数据的查询、手工添加、删除。根据当地供水公司提供的水计量收费方式提供水量、水费的自动计算功能。
用户信息管理：显示楼栋编号、室号、住户姓名、日期和水表读数，可以进行查询和打印。
2、统计分析
报表生成，包括：抄表月报表、故障分析报表、抄表数据清单、用户用水量分时段计费统计图表分析、损耗分析等，可以根据用户实际需求定制报表。一般可以产生曲线图、直方图、饼图等各类图表报表，可以在计算机上预览，也可以打印出来。可以是日报、周报、月报、季报、年报，也可以灵活地选择任意时间段的报表。
3、系统管理
系统设置：包括通讯参数的设置、系统全局参数和代码维护等。
操作员设置：通过设置密码对管理人员分配权限管理、不同的权限看到的内容不同。
数据管理：数据的备份和恢复等。
表具管理：增加水表、删除水表、保存水表信息、修改水表信息、统计水表信息、校表换表记录、显示水表抄表情况、显示水表出票情况、显示水表收费情况。
单价设置：根据用户的不同用水目的、不同时期设置不同用水性质，即不同的水费单价、不同的附加收费项目，计划内用水和计划外用水分级定价等。
4、银行托收
托收接口：通过银行、供水公司、用户三方建立的托收接口，可通过银行快速收取水费。同时，联网银行的营业网点也成为水费收取网点，方便了广大中小用户交费。
5、报修、维修管理
用户报修：对用户报修内容进行登记。
维修管理：记录维修过程，对维修的信息进行记录。
故障分析：能够分析整个传输过程的故障点出现在什么地方，以及相应的解决办法。
三、水表抄收的现状
随着人民生活水平的提高、住宅商品化的发展，居民住宅的质量和档次越来越高，住户对住宅环境、物业管理水平的要求也日益提高。对供水公司和用户来说，传统的抄表收费方式存在的弊病越来越突出，抄表收费难也成了供水公司经营管理上的问题，其原因主要有以下几点：
1、入户难：随着社会的发展，居民生活水平的提高、家庭财产价值越来越高、人们隐私意识的不断加强，用户不希望被人打扰，对于入户抄表的这个原来不是问题的问题却日益突出。并且由于人们业余生活的丰富、家庭结构的变化，抄表人员经常碰到家中无人，无法抄表的情况。由此引发的对于水费的争议也逐渐成为了用户和自来水公司间的主要矛盾；同时入户抄表只能在早、晚居民休息时间，抄表人员实际可利用抄表时间较短，因而使抄表率、收费率达到专业公司要求很难，水费漏抄、欠收、漏收严重，实际收费远低于统计值，费用流失严重。
2、管理费用开资过高：如10万户自来水用户，抄表和管理人员有40-60人，年费用需要近100万元。特别是随着城市的发展，抄表收费问题更为突出，严重制约了供水公司的发展。
3、抄表劳动强度加大：总表制的取消和楼层越来越高，抄表员的工作强度进步的加大；
4、人身安全：各地收费人员遭抢或犯罪分子冒充收费人员入室作案时有发生，影响社会安定。
5、问题多：用户、收费人员窃水、作弊、拒交费用时有发生，造成各类费用不能及时准确的收缴，以用抄表员、收费员和用户之间的直接冲突。
四、水表自动抄收系统的发展趋势
水表的发展也是随着技术的发展，随着主要矛盾的不断变化而不断的发展。只要能找到当前的主要问题，就可以针对这些问题采取相应的解决方案。智能水表也会随着人们关注问题的变化和技术水平的提高，而不断涌现新一代的智能水表。
根据建设部提出的小康型住宅小区规划要求，今后要对新建和改建的住宅统一规划，逐步实行水、电、气三表出户统一管理，实现计算机自动监测、计量、收费。自来水抄表到户适合社会总体发展的要求，自动抄收系统把先进的信息技术?电子技术?通信技术等纳入到供水企业的营业收费管理中，提高供水企业的管理水平，加大营业收费的力度，是能源管理体制现代化的体现。在国家相关政策的推动下，民用计量表智能化已是大势所趋。随着行业技术标准的不断成熟规范、管理水平的不断提高。国家对抄表设备监管力度、市场引导等不断加强。将抄表系统及相关配套产品纳入重点计量器具范围，建立市场准入制度也将是必然。相信在不久的将来远程抄表系统将会得到不断的完善和成熟，抄表系统的春天也将会来临。
参考文献:
[1] 潘柯.《开关式远传水表的扩展与规划》［J］《国际智能建筑》2003年十月期
[2] 廖乡.《建设数字城市大有可为》［J］.《经济研究参考》2003年79期
[3]《建设事业IC卡应用技术实施导则（草案）》 2007.1.
