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NB-IoT开启智能水表新纪元

从国家早些年推行的民用水表“一户一表”和“阶梯水价”,到这两年热谈的智慧水务、多表合一、智慧城市、“互联网+”、智慧能源等,当各种政策文件漫天飞的时候,我们也欣喜地以为在智能化的大趋势下,智能抄表的春天就要来了,智能水表无疑是水务公司的必然选择。然而,不同于电力和天然气的能源商品属性,作为生命之源的“水”以及提供民生用水的水务公司,受制于非盈利约束和资金匮乏,智能水表规模化商用进程一波三折,发展缓慢。尤其是早期不成熟远传水表带来的技术缺陷和应用阴影,也困扰着水务公司规模化商用智能水表的决心和信心。

 

智能水表规模化商用的三大前提

 

好用:易部署、易维护、易使用

推广智能化水表的驱动力之一是解放人工抄表。站在水司的角度考虑,如果智能化表具无法满足易安装、易部署、易使用的特点,只是把人工抄表的人力、财力转移到部署与运维上,未免有点得不偿失。例如自组网方式,虽然通讯速度快,施工便利,但是它没有统一标准,各企业各自为阵,运维难度大,耗电高,对安装位置要求高。而且水司利益得不到保障,一旦组网企业内部出现问题或者倒闭,运维就无法进行,水司就要承受巨大的损失。再比如目前比较火的LoRa,全球只有唯一一家芯片生产商Semtech,技术风险之大可想而知,维护就更不用说了。

 

再者,一个水务公司应用多个厂家的各种水表已是常态,由于没有统一标准,各种水表多协议接入兼容性极差,根本无法实现彼此间的互联互通。由于表的不同,各种配套设施层出不穷,加上水表应用层协议的多样性,导致各种业务平台如雨后春笋般出现。这些都使得水司在管理水表时,除需要借助不同厂家系统的同时,还要为每种表配备各自的业务平台,甚至要理解整个组网过程。可以想象,这样的境况下,水司在设备维护、平台使用上有多复杂!

 

试想,如果不同厂家及水表采用统一标准协议,所有表计管理和业务平台整合在一个平台上,水表之间不但能实现远传,而且在组网时无需耗时耗力,更不需要考虑维护与技术升级,那么水司在部署、维护和使用方面都会方便很多。

快用:通用性,可快速在全国推广且持久使用

关于通用性,更简单的理解是在一个地方试点成功后,如何在行业内、全国乃至全球大范围低成本甚至零成本快速推广。而快速推广需要具备三点:无需重建网、无需专业维护以及未来可发展。

 

对于传统远传水表,快速推广确实难以做到。不管有线还是自组网,从安装环境或使用环境到运营维护都极大限制了其大范围的商用推广。比如有线方式RS-485,通讯稳定不受外界干扰,但是需要布线,使用场景受到极大限制,这在本身线路已经错综复杂的老旧小区是不合适的,而在新小区安装又会影响它整体美观,日后维护以及升级也非常困难。而无线组网方案,虽然无需布线,但是需要自己建站,费时耗财,维护也得不到保证,更别说未来的规划。同时它还需要集中器采购费和通讯费、网络维护费、终端模块费用等等,成本高昂。再说GPRS,功耗大,成本高、通讯模组无法实现实时抄送。例如2G覆盖范围不够广、在很多新小区中信号非常弱,而且目前2G网很可能会被退网,水务公司如果使用这种方案将可能随时被停用。而对于通常覆盖着3G/4G信号的新小区,水务公司是无法承受它们的高成本。不管是使用2G的方案还是3G/4G的方案,未来都将面临着随时退网的可能,水务公司将会面临着巨大的风险。另外,LoRa使用非授权频段也没有明确的技术演进方向,方案的使用寿命同样得不到保障。

用得起:成本投入要降低,收益要提高

水司是非盈利组织,对成本非常敏感。更换智能水表规模比较大,资产投入会很高。因此要想实现规模化,智能水表的价格必须要降下来。而如上面提及,不管是自组网还是GPRS,它们都需要高投入。

 

其次,水务企业对智慧水务有很迫切的需求,但是想实现水务公司的业务需求与信息技术的完美结合并不容易,当前的智慧水务供应商及其方案很难把水务公司的业务需求转化为技术需求。这就意味着,能否通过智能水表的使用,为水务公司带来诸如家庭漏损检测、老人关爱等新增值模式。

 

既然智能化是必然趋势,智能水表是必然选择,这三大前提,该如何满足?

 

这一切的改变,直到NB-IoT的出现!

 

NB-IoT给了我们希望

 

标准统一和便捷的NB-IoT物联网水表

 

NB-IoT有统一的3GPP标准

NB-IoT以3GPP标准的身份出现对水务行业而言意义重大,且今年8月NB-IoT抄表团体标准已经开始立项,预计到明年8月将完成这一工作。标准统一化有助于解决水行业无线表计端互联互通的问题,水务公司未来采购终端时无需费心考虑不同表厂的对接难题。互操作性和产品兼容性得以有效解决。

NB-IoT如何实现水司便捷管理每一个水表?

NB-IoT物联网智能水表,一只表就是一套系统,水务公司日常管理维护智能水表的过程可以像普通水表一样简单方便,而且水司各业务平台的接入变得简单可靠,不需要像管理有线或自组网的复杂方式去管理每一只NB-IoT智能水表。

 

同时,华为为水务公司提供了一个名为OceanConnectIoT的平台,该平台能整合水司不同业务系统数据,打破了信息孤岛,实现水务领域的水表集抄、在线监控、大数据分析、水务信息化应用等等。最终实现了包括供水、调度、管网GIS地理信息、在线监测、营业收费、智能巡检等等的融合。

 

全国通用的NB-IoT物联网水表

 

工信部发文全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展

2017年6月16日,工信部正式公开《全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,明确以14条举措全面推进NB-IoT建设发展。根据工信部要求,到2017年末,NB-IoT网络将覆盖直辖市、省会城市等主要城市,基站规模达到40万个,连接超过2000万;到2020年,NB-IoT网络实现全国普遍覆盖,基站规模达到150万个,连接数超过6亿。2017年8月7日,工信部正式给中国移动、中国电信、中国联通正式分配了专属的新的物联网码号资源,这样就可以大规模地NB-IoT放号,意义重大。

三大运营商全国范围内迅速建设NB-IoT网络

目前三大运营商下足功夫推动NB-IoT技术发展。中国电信助力NB-IoT在13个省(截止9月)实现商用,中国联通已在全国数十城市完成了NB-IoT试商用开通,300多个城市城市具备快速接入NB-IoT网络的能力,并且设置了专项补贴和招标,促进产业发展。中国电信设立了3亿元专项资金用于物联网补贴,其中NB-IoT产品补贴额30元/模块;中国移动在8月3日和4日发布了关于NB-IoT的两个重磅采购公告,2017-2018年的NB-IoT天线招标预估的总量为111万副。

 

国内三大电信运营商网络的不断快速建设,已经为NB-IoT物联网水表的布局提供了先天的优势,不受时间、地点、接入数量限制的特点,也让物联网表的推广更容易被用户所接受。除具备智能远传表的基本功能外,基于电信运营商网络实现通信的模式成为其主要特征。直接使用电信运营商网络而非加装集采设备实现数据通信,使得NB-IoT物联网水表相较传统智能远传表更加灵活且容易实施。

 

5美金的价格,降成本不是说说而已!

 

NB-IoT通信模块5美金,之前很多人都是嘴上说说,心里想想而已。现在已成为事实,中国电信2017年第四季度的招标,NB-IoT通信模块含税价36元人民币,低成本优势会极大推动、NB-IoT的发展。

 

此外,不仅仅限于价格优先模式,一些增值服务的应用和发展也在改变水务公司的投资模式。如政府面向市政供应行业推出的PPP模式,电水气热及交通领域是最好的切入点,未来的收益模式不再仅仅靠“卖水赚钱”,诸如“家庭漏水检测”、“为家庭提供更高端的用水”等服务,都会从实现连接的成本费用获取变现。

 

现在NB-IoT存在的问题

 

每一个技术都不会十全十美,NB-IoT也不例外。今天的它依然还不能说完全成熟,还需要磨合。比如:网络覆盖的优化,目前很多区域做到了NB-IoT全覆盖,但实际使用中还需针对出现的问题进行改进;水务公司、运营商和表计公司在合作模式上尚未达到完全统一。

 

从行业角度看,NB-IoT技术如果能解决初期产品优化的问题,水司在购买NB-IoT水表和平台无需最新设备,低成本甚至零成本就可享受最新的NB-IoT配套技术及其带来的便利,这对水司的吸引力会增加很多。

 

空谈无益,落地见效

 

例一:两个重要NB-IoT的商用项目,技术与业务结合,实现表计精细管理

广东深圳10万NB-IoT智能水表项目,将在2017年底覆盖盐田、龙华和福田。

福建福州30万NB-IoT智能水表项目,将于2018年底在四城区900多个小区完成。

 

这两个项目中,NB-IoT智慧水务在初期就表现出来很好的技术和业务的结合,达到了技术指导业务的目的。

 

深圳NB-IoT智慧水务的实际操作中,水表采集方面实现了上报成功率99.6%以上,预估终端电池寿命超过7年,满足深圳水务智能水表的技术规范要求。同时,水司管理人员只需将地理、网络、终端等信息输入,系统会自动模拟出终端电池寿命、下行路径损耗、终端接收信号强度、下行信噪比等关键指标的评估,电池没有寿命或者终端接受信号弱等都会有体现,从而指导水司人员进行网络优化以及水表终端的部署维护,技术使水司管理得到了实实在在的便利。

 

福州NB-IoT智慧水务在实际运用中,表现很好。福州市自来水公司的工作人员在首个安装了这种携带NB-IoT芯片的智慧水表试点金色家园小区,通过数据分析,发现了第一处漏水点。之后进一步了解到,发生破损的水管,直径仅拇指粗,漏的水不多。由于破口小,且在地漏旁,水流不会形成积水,不易察觉。但如果水管破口不及时修复,月漏水量就可达到21吨。虽说这21吨自来水的水费并不多,但正体现了NB-loT智慧水表的高精准度。这种漏损情况过去大多会被水务公司忽视,或者直到管网破损更为严重时才能发现。而现在,通过数据分析,供水公司第一时间发现漏损,将损失降到最低。

 

NB-IoT技术可以应用到水务行业的方方面面,比如监测流量、水压、水质、河道水位等。同时随着智慧水表计量精度的提升,还可以联合构建城市水务的大数据平台,通过数据分析更加合理地调度水资源,更加及时地排除城市积水,为市民提供更完善的公共服务。

例二:现有改造+新装实现真正的一个系统管理

2017年10月12日,三川智慧与华为合作,实现鹰潭10万台NB-IoT智能水表商用上线。此项目将对约6.5万台原有窄带物联网水表进行改造,另新增4.5万NB-IoT水表。

 

据了解,鹰潭NB-IoT智能水表试点应用项目(截止10月)已经部署NB-IoT智能水表20608台。计划在2018年1月底之前完成剩余45000只水表的生产、安装及上线调试。实现水务信息数字化,将抄表数据与供水公司水务管理平台对接,满足供水公司的日常管理与营业收费等功能,结合移动端支付等多种功能,实现水务运营管理平台化;通过今年安装的NB-IoT水表,鹰潭市供水公司有望在年底将管网漏损率从14.6%降低到13%,有效降低供水公司产销差率。

 

展望

 

对仍处于发展初期的NB-IoT来说,这样或那样的问题存在是正常且合理的,随着商业化的不断推进,所有问题都将迎刃而解。同时,各电信运营商已基本完成移动端用户的连接,华为已具备提供针对NB-IoT包括从基站、核心网、芯片到操作系统、数据管理平台等在内的端到端解决方案能力,辅以国家政策的推动,水表公司的协作,以及爱立信、高通等知名企业的力挺,NB-IoT技术必将成为智能水表新纪元的主推物联网通信技术方案。

 

2018及未来三年,NB-IoT无处不在。

 
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