关键词：远传水表 自动抄表 数据采集 无线通讯
引言
当今信息化数字化的浪潮已席卷了全球的所有行业。供水行业也在生产和管理上进行了许多信息化方面的建设,比如对企业管理进行信息化改造及对水厂进行自动化改造等。但是在一个非常重要的环节——抄表环节上尽管进行了不少自动抄表技术的尝试，但效果不尽理想，其应用还处于起步阶段。原因是由于将非电量的用水信号变换为电信号技术难度较大，再由于水表数量巨大给数据传输带来很多困难，且市场上也很难找到成熟稳定的技术产品，致使水表抄收的自动化程度远远滞后于其它项目的水平。
对于一个供水企业来说，抄表是生产的一部分，因此抄表自动化也是生产自动化的一部分，它不仅仅为营业收费提供水量数据，还可为管网建模、漏耗计量等提供准确可靠的依据，而一个供水企业的信息化如果没有抄表自动化，就不是真正意义上的信息化了。
佛山供水一直致力于实现抄表自动化，在自动抄表技术方面不断地进行尝试和实践，取得了一些进展。
一、抄表自动化的历程
自动抄表技术在佛山供水的发展过程大致分为三个阶段：
1. 抄表机抄表阶段
抄表员将抄表数据输入抄表机，再经RS232接口与管理中心计算机连接，将抄表数据传入电脑，最后由相应的软件对抄表数据进行处理。这种方式不仅解决了在电脑上重复输入抄表数据的问题，而且抄表机本身具有在抄表现场自动检查、判别抄表结果，异常数据自动提醒，已抄、未抄情况自动统计等功能，从而大大提高了抄表收费的工作效率，因此这种方式被大多数水司所采用。但是，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。对供水部门和用户来说，这种方式存在的弊病越来越突出，其原因主要有以下几点：
入户难：由于居民生活水平的提高、家庭财产价值越来越高、越来越重视隐私权等原因，用户不希望被人打扰；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、收费率无法达到公司要求；
现行抄表收费结算方式不合理：由于入户抄表困难，一些水司干脆只抄收总表，而分表则让用户自己抄，不足部分由用户分摊，产生用户在交费上的不配合行为，致使水费拖欠现象严重；
管理费用过高：以佛山水司为例，有12万用水户，抄表和管理人员达100多人，耗费人工多，成本高，效率低，不利于科学管理；数据采集不及时，无法实时反映系统状况，不能为相关的应用系统提供准确及时可靠的数据；
不能对用户行为进行有效监控。
2. 半自动化阶段
随着城市的发展和扩大，以及“一户一表，独立计费”工程的开展，用水户数量急剧上升，抄表收费问题更为突出。在技术与管理两方面急待进步、改革的迫切需求下，自动抄表技术迅速发展起来，远传水表也应运而生。公司为用水户安装了远传水表，抄表人员用便携式抄收器将各自独立工作的数据采集器的数据采集后，再携带到机房传输给管理中心计算机。这种方式不仅解决了人工抄表入户难的问题，而且一次可抄上百户甚至上千户水表，抄表速度和准确率比以前提高了很多，抄表员人数大量减少，并以其服务便捷，能避免水费纠纷问题而受到广大居民的欢迎，国内许多水司都进行了这方面的试点，而佛山水司在对各种远传水表的性能进行比较测试后，更是率先全面采用了这种抄表方式。目前，全市70%的水表为一户一表的远传水表。但是，这种方式也存在许多问题：
由于“一户一表，独立计费”工程推进速度过快，有关部门又缺乏统一规划，造成用户资料变动频繁，对管理造成极大的困难；
由于国家在远传水表制造上没有制定统一的行业标准，市场上现有的远传水表种类繁多，设备普遍存在故障率较高的问题。我司现有远传水表近8万个，数据采集器约12000个，数据集中器约2220个，即使故障率为1%，故障设备总数都将达到约940个，绝对数量很大，大大增加了设备维护工作的困难程度；
由于抄表数据仍要现场采集，受到抄收次数的限制，无法及时发现设备的故障，维护工作跟不上，维护人员经常是月初闲月底忙，而抄表员也要等到月底才能把数据都收上来，所以，尽管增加了很多维护人员，远传水表用户的欠收率仍高居不下，而随着“一户一表”工程的进一步开展，工作负荷不均衡的问题日益突出。
3. 全自动化阶段
在远传水表的基础上，利用现代通信技术，实现远程自动抄表和实时监测。其原理是将水表的流量转换为脉冲信号，该信号经传输线传送至数据采集器，由数据采集器进行采集累计等处理，然后通过网络传输到管理中心计算机，由后台测控软件对数据进行自动处理。它克服了前两种抄表方式的多种弊病，呈现出无可比拟的优势：
随时监控，及早发现水表故障，及时进行维护，将维护工作分配到每一天，解决设备维护人员工作负荷不均衡的问题，提高抄表率；
抄表时间灵活，既可设定统一时间集中抄表，也可以根据需要对某个水表进行补抄，还可以采集某一时段的水量；
提供其它增值服务：例如为营业收费系统提供准确的数据，而实时的水量数据则保证了管网建模的准确性，同时也为准确计量漏耗提供了依据等；
简化管理层次，减少管理费用，降低成本；
二、远程自动抄表的关键技术问题
佛山水司正在积极地进行远程自动抄表的尝试，我们认为实现远程自动抄表有几个关键的技术问题：
1 传感器技术
脉冲远传表：是将表计远传的信号以脉冲（或开关量）的形式发出，每一个脉冲信号代表一定的数值，由数据采集器进行实时在线累计存贮。系统要对这样累计的脉冲数进行一定的换算处理之后，才能得到表计的数值。其中，干簧管传感器或霍尔器件的传感器，接线方便，耗电小，成本较低，应用比较广泛，但误差较大；
光栅远传表：通过光栅将用水量转换为电信号，计量较准确，抗干扰能力强，误差较小，但接线较复杂、成本较高,；
数字远传表：内置电子芯片，自身已经对数据进行数字化处理，向外传输的是准确的数据，上位机可以通过总线方式直接读取到确切的数值，而不必要对数据进行加工处理。这种远传表具有较好的抗磁抗干扰能力，但价格较贵，市场占有面较小。
摄像远程抄表：通过利用安装在水表上的专用摄像头，把表的真实图像拍下来，经过压缩打成IP包，用网络传输到计算机，并经过自动识别技术处理后把水表数据提取浏览确认、存储。数据的准确性较高，但自动识别技术不能百分百地完全识别图像，需要人工参与，传输数据量较大，成本高。
2. 通讯技术
无线数传电台组网：利用无线电波进行无线通信，对于范围广、布局分散的集中器进行数据通信，是一种较好的选择，且安装调试方便，运行费用小，设备、技术较简单，主要缺点是采用串行的通讯方式，并发通讯能力差，数据传输速度慢。
GPRS、CDMA等公网：各个数据集中点把数据传输到移动公司的无线网络，然后再通过互联网把数据送往远传中心。特点是组网简单，维护方便，并发通讯能力强，数据采集实时性高，主要缺点是在采集点数量较大时，运行费用昂贵。
3. 系统结构
自动抄表系统应由这样几部分组成：
前端采集装置
数据采集处理装置
数据传输通道
中心控制系统
根据实际情况，佛山水司准备采用基于数据库及无线通讯与GPRS等公网相结合的组网技术，使水表数据通过数次存储和转发后最终到达应用层，达到远程抄表的目的。
系统原理图如下：
三、实施远程自动抄表的策略
根据现时自动抄表技术发展的水平和佛山市远传水表使用的现状，我司准备分以下几步来实施远程自动抄表工作：
1 积极进行试点工作，为进一步推广获取可靠依据
对于小口径水表，在已经大量安装了水表远传系统的基础上，广泛测试各种通讯方式，对其通讯速度、可靠性和运行费用进行评比，从中选定最优方案；对于大口径水表，要选择多种传感器进行性能测试，从中选定可行方案。
2 逐步开展推广工作，最终完全实现远程自动抄表
考虑到这是一项数量大、投资多的工程，预计全市采集点超过四千个，总投资超过两千万。在试点成功后，将用三至四年的时间逐步完成，第一年完成全市水表总数的 5-10 %，以后根据实际应用情况逐年递增；同时，由于大口径水表的用水量占全市用水量的绝大多数，对加快企业的资金回笼和经济效益的分析起着重要的作用，所以在推广过程中将优先考虑实施大口径水表的远程自动抄表。
3 加快各种相关应用的开发，使远程自动抄表系统发挥更积极的作用
研究自动抄表系统与其它信息系统的数据互联和交换技术，建立良好的接口，为其它信息系统提供实时准确的数据，例如：为营业信息管理系统提供水量，以便进行及时收费；为调度系统提供实时水量，以保证建立管网水利模型的精度；为网上用水信息发布系统、用水信息查询系统提供即时信息，以提高企业的服务水平，更好地树立企业形象。同时，进一步开发水量分析研究的新系统，比如：漏耗分析、用水模式分析、水量趋势分析等系统，为企业的管理决策提供更多的支持。
结束语
我们相信，远程自动抄表将是今后水表抄收方式改革的必然趋势，而随着国家对远传水表制造行业管理的进一步规范和自动抄表技术的发展，远程自动抄表系统将越来越稳定可靠并显现出其巨大的优势，它最终也必定会为企业带来人们所期望的管理效益、经济效益和社会效益。
