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1、2024燃氣行業智能表計白皮書中移雄安信息通信科技有限公司中移雄安信息通信科技有限公司芯昇科技有限公司芯昇科技有限公司燃氣行業智能表計白皮書燃氣行業智能表計白皮書20242024 年年 8 8 月月目錄目錄引言.1一、智能燃氣表發展概述.31.1 智能燃氣表發展歷程.31.2 智能燃氣表市場規模.51.3 智能燃氣表面臨的挑戰和機遇.9二、智能燃氣表核心能力.112.1 核心能力概述.112.2 核心能力分析.12三、智能燃氣表解決方案.173.1 智能燃氣表系統架構.173.2 硬件功能設計.183.3 軟件功能設計.193.4 結構設計.203.5 環境適應性設計.213.6 抗干擾性設計
2、.213.7 測試性設計.223.8 安全性設計.243.9 可靠性設計.25四、智能燃氣表典型應用.264.1 智能燃氣表應用場景.264.2 智能燃氣表應用價值.314.3 智能燃氣表應用實踐.33五、智能燃氣表發展趨勢及展望.371引言2023年1月,國務院發布 關于深入推進跨部門綜合監管的指導意見,對危險化學品、燃氣、非法金融活動等直接關系人民群眾生命財產安全、公共安全和潛在風險大、社會風險高的重點領域及新興領域中涉及多部門監管的事項,要積極開展跨部門綜合監管。2024 年 1 月,工業和信息化部等七部門發布關于推動未來產業創新發展的實施意見,深入推進 5G、算力基礎設施、工業互聯網、
3、物聯網、車聯網、千兆光網等建設,前瞻布局 6G、衛星互聯網、手機直連衛星等關鍵技術研究,構建高速泛在、集成互聯、智能綠色、安全高效的新型數字基礎設施。當前,燃氣行業智能表計即智能燃氣表在解決燃氣客戶痛點時存在許多問題,比如數據傳輸不穩定、功耗高、抄表成功率低、平臺及協議不統一以及數據安全性低等。而 NB-loT(窄帶物聯網)具有高安全、廣覆蓋、大連接、低功耗和低成本等特點,可以較好地解決上述問題,并更好地滿足燃氣客戶的發展需求。在智能燃氣表領域,中國移動聯合行業合作伙伴為客戶提供基于 NB-IoT 技術的智慧燃氣物聯網端到端解決方案,研究搭載新型安全可信物聯網芯片的智能表計終端,嵌入可信物聯網
4、操作系統及區塊鏈底層平臺技術,并基于中國移動 NB-IoT 網絡的信息安全與隱私保護機制,研究高級別加密算法,建立數據加密保護方案,實現終端設備智能自適應控制與反饋。與中國燃氣集團在蕪湖、杭州、南京、雙鴨山2等地打造了多個基于 NB-IoT 技術的智能燃氣標桿項目,2024 年8 月,實現搭載新型 MCU(微控制單元)的智能燃氣表生產安裝40 萬臺,推動行業和地區規模發展。該白皮書在總結當前智慧燃氣建設過程中面臨的挑戰基礎上,梳理了在行業發展規模、行業政策等方面新的進展,提出 NB-loT智能燃氣表解決方案的主要內容,展示了智慧燃氣表實踐優秀案例,并對智慧燃氣表的創新服務進行了展望。隨著智慧家
5、居、智慧社區、智慧城市的發展,物聯網、云計算、大數據等新技術的廣泛應用,基于 NB-loT 技術的智慧燃氣將成為智慧城市管理信息化水平的標志之一,將推動行業創新,增進民生福祉,提升社會價值,保護環境資源。3一、一、智能燃氣表發展概述智能燃氣表發展概述隨著國家燃氣管網的建設、城鎮化進程的快速發展,以及政府的各項民生工程、棚戶區改造、舊城改造、公租房、廉租房的建設等項目的推進,燃氣居民用戶數量也逐年增加,對燃氣表的需求量及智能化程度、安全性、可靠性的要求也越來越高。1.1智能燃氣表發展歷程智能燃氣表發展歷程從智能燃氣儀表的發展來看,智能燃氣儀表從最初的只能實現預收費和控制功能發展到目前集數據感知、
6、空中儲值、查詢、遠程監控、實時預警等功能為一體的過程一共經歷了卡式燃氣表、遠傳燃氣表、物聯網表三個發展階段。圖 1 智能燃氣表發展歷程41.1.11.1.1 卡式燃氣表卡式燃氣表卡式燃氣表是以膜式燃氣表為基表,通過在基表內加裝電子控制器和電控閥門所組成的一種具有預付費并能實現欠費關閥功能的計量裝置,主要有寫卡、購氣、讀卡供氣、用氣信息回收、提示用戶購氣、余量不足自動斷氣、運行狀態自檢、電壓欠壓報警、閥門關閉報警等功能。IC 卡表屬于初級智能燃氣表,居民用戶繳納氣費后,所購氣量數據通過讀寫卡寫入 IC 卡中,用戶需將 IC 卡嵌入表具控制器中方能使用。IC 卡解決了入戶難、抄表難與收費難的問題,
7、能加速燃氣公司資金回籠,提高資金利用率。但由于 IC 卡表不能及時反映燃氣購銷量,直接影響購銷差的準確計算,給燃氣公司利潤指標帶來不確定性。同時,IC 卡表需經常充值,增加了燃氣公司的人工成本,也影響了用戶的便捷體驗;IC 卡表具上需設置讀寫卡和閥控單元,容易產生安全隱患,還需要經常更換電池,表計故障率相對較高。1.1.21.1.2 遠傳燃氣表遠傳燃氣表遠傳燃氣表是在基表基礎上加裝傳感器、中央處理器、通信功能設備等組成的集微電子技術、自控傳感技術、通信技術與網絡技術于一體的計量儀表,主要是實現用氣數據遠程傳輸與控制功能,可通過銀行代繳氣費,解決抄表難問題。遠傳燃氣表雖然解決了入戶抄表問題,但是
8、由于其采用遠傳技術多為有線、小無線(低頻、自組網無線)等技術進行數據傳輸,其存在一定限制:有線傳輸需布線施工復雜且易受破壞、小5無線工作在公共頻道易受到干擾、需要通過專用網關接入互聯網等。傳統遠傳燃氣受其傳輸技術制約,系統復雜,系統穩定性差,綜合成本高,運營維護要求高,影響大規模推廣使用。1.1.31.1.3 物聯網表物聯網表物聯網燃氣表是通過低功耗窄帶物聯網絡進行燃氣表數據傳輸的一種新型燃氣表,支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,使用運營商授權頻段,將采集的計量數據、表具運行狀態等相關信息定時傳輸到網絡云端,經過數據和信息解析,完成計費、結算和對表具指令的下發等交互活動,從而實現表計的物聯
9、功能。物聯網燃氣表信號傳輸覆蓋范圍廣,穿透性高,地下室無死角,功耗相對較低,電池使用壽命長,可實現網絡抄表、遠程控制、網絡繳費、故障檢測等功能。1.1.41.1.4 發展趨勢發展趨勢隨著技術的發展,燃氣表更加注重安全可靠、智能方便?,F在,發展中國家的燃氣市場的主體仍然是舊燃氣表,而新興的智能燃氣表將逐步取代舊燃氣表。在遠程通信技術的不斷發展中,以遠程管理和智能服務為主要功能的燃氣表將成為熱點。1.2智能燃氣表市場規模智能燃氣表市場規模燃氣產業在全球范圍內正經歷著供需動態調整,其中天然氣消費和產量均有所增長,但增速相對放緩。市場受到國際氣價波動、能源轉型政策以及極端氣候事件的影響,導致價格頻繁變
10、動。中國作為重要的天然氣市場,其消費和產量持續增長,對外依存度上升。全球 LNG(液化天然氣)貿易格局正在經歷重大調整,亞6太地區需求增長顯著。未來,燃氣產業預計將面臨更多不確定性,但亞洲市場特別是中國有望保持積極發展態勢,因此給燃氣表行業帶來了更多的可能。智能燃氣表產業鏈上游是電子元器件、通信模組、控制裝置、計量裝置等零部件供應商;產業鏈中游是智能燃氣表生產廠商,代表性企業有金卡智能、威星智能、先鋒電子、秦川物聯、積成電子等;下游為全國各地燃氣運營公司,燃氣公司通過持有當地政府的特許經營權面向居民用戶及工商業用戶提供天然氣銷售與服務。1.2.11.2.1 上游產業分析上游產業分析智能燃氣表生
11、產所需的原材料包括皮膜、基表、閥門、電子元器件等,因此智能燃氣表上游參與者由以上原材料供應商組成。其中,皮膜的密封性對智能燃氣表使用安全存在重要影響,受空氣質量影響嚴重,當前智能燃氣表制造商對皮膜采購依賴于進口?;淼慕M成部分包括密封圈、齒輪、字輪盒等零件,在中國生產廠商數量多,價格透明。單個基表成本約 70-80 元,整體利潤率偏低,約 5%。閥門的生產地集中于溫州,民用燃氣表、工商業用燃氣表對閥門的需求存在區別,其中,民用燃氣表的閥門成本價約 3-4 元,添加止逆閥的民用燃氣表閥門成本約 3.5-4.5 元。電子元器件包括控制器、集中器等智能模塊,毛利率高,如控制器毛利率約 20%-30%
12、。1.2.21.2.2 中游產業分析中游產業分析產業鏈中游是智能燃氣表生產廠商。目前,我國燃氣表生產商主要包括以下三類:第一類以7上市公司金卡智能、威星智能、先鋒電子、新天科技、秦川物聯、真蘭儀表等為代表。該類生產商已具備一定的品牌優勢,主要從事智能燃氣表的研發、制造與銷售,同時逐步加大物聯網智能燃氣表、超聲波燃氣表相關技術的研發投入。第二類以重慶市山城燃氣設備有限公司、重慶前衛表業有限公司、重慶市山城燃氣設備有限公司、丹東熱工儀表有限公司等具備規?;哪な饺細獗碇圃炷芰Φ姆巧鲜衅髽I為代表,主要從事膜式燃氣表的生產與銷售,同時向智能燃氣表生產商提供膜式燃氣表基表。第三類為行業內其他生產商,通常
13、受制于其企業規模和技術研發投入,從事膜式燃氣表的生產與銷售。隨著人們生活水平的提高、“煤改氣”工程的持續推進等因素的加持,智能燃氣表需求量持續攀升。智研咨詢數據顯示,2017-2022 年中國智能燃氣表需求量呈現不斷增長態勢,截至2022 年我國智能燃氣表行業需求量約為 4597 萬臺,增速有所放緩。圖 2 2017-2022 年中國智能燃氣表需求量統計81.2.31.2.3 下游產業分析下游產業分析產業鏈下游是各燃氣公司和消費者。住建部數據顯示,中國城市天然氣的用氣人口和供氣總量近年來逐步提升,詳見圖 3。截至 2022 年末,中國城市天然氣用氣人口為 45679 萬人,較 2021年末增加
14、 1483 萬人;2017-2021年,中國天然氣表觀消費量也呈現持續增長態勢,2021 年中國天然氣表觀消費量為 3726 億立方米,同比增長 14.51%,但在 2022年由于國內經濟增長放緩、俄烏戰爭使得國際天然氣價格大幅上漲,中國天然氣表觀消費量出現下滑,為 3663 億立方米,同比減少 1.69%。從相對水平來看,我國天然氣消費在一次能源消費中的比重仍然較低。2022 年,我國一次能源消費結構中煤炭占比 56.2%,石油占比 17.9%,一次電力及其他能源占比 17.4%,天然氣占比8.5%,能源消費低碳化趨勢不變,低碳能源消費占比穩步提升。因此,天然氣消費量仍然具有巨大的提升空間。
15、圖 3 2017-2022 年中國城市天然氣的用氣人口統計9圖 4 2017-2022 年中國智能天然氣表觀消費量統計1.3智能燃氣表面臨的挑戰智能燃氣表面臨的挑戰和機遇和機遇1.3.11.3.1 抄表繳費效率待提高抄表繳費效率待提高城市燃氣企業商業運營模式就是通過管網輸送商品,通過表具進行計量和貿易結算,完成供氣、銷氣和服務的。燃氣抄表的精準度、頻度和用戶繳費的及時率,直接影響到企業的效益和資金回籠率。傳統的卡式燃氣表、有線遠傳燃氣表和無線遠傳燃氣表在數據傳輸準確性和及時性上還有欠缺,再加上缺乏給用戶的便捷繳費通道,導致用戶體驗感不佳。1.3.21.3.2 終端信息安全隱患大終端信息安全隱患
16、大隨著物聯網技術的發展,城市燃氣安全運營與服務得到了全面提升,但是也同時帶來了一系列的安全隱患。由于燃氣行業的特殊性,涉及到地理信息、管網分布信息、人口信息、國有資產信息等多種敏感數據源,因此對10涉及數據采集、數據分析、數據轉化和業務數據在內的智慧燃氣平臺系統的安全和隱私保護力度顯得尤為重要。如何保障信息安全,成為智慧燃氣長效發展的關鍵問題。此外,燃氣表的計量數據作為企業的收費依據,不能被篡改甚至丟失,因此數據安全性更是燃氣抄表技術中需要重點考慮的因素之一。目前,許多燃氣企業是通過小無線等技術進行智能燃氣表數據的傳輸。由于利用的是非授權頻譜建立的自組網,其抗干擾性、數據管理技術水平良莠不齊,
17、數據傳輸不穩定,安全和可靠性令人擔憂。1.3.31.3.3 燃氣終端用氣安全管理難燃氣終端用氣安全管理難度大度大安全是燃氣使用過程中最為關注的問題之一,燃氣終端用戶的不安全用氣等行為,極易導致燃氣泄漏甚至爆炸。一方面部分用戶缺乏安全用氣的意識,使用不合格的燃具和未安裝燃氣泄漏報警裝置,甚至不注意及時關閉閥門,極易發生危險。另一方面,燃氣用戶數量多、供氣線路長、管理范圍廣,使得政府監管部門在對用戶不整改隱患的情況進行監管時面臨很大困難。因此,燃氣企業及政府部門急需技術手段加強燃氣終端的實時狀態監測、用戶用氣行為監測,實時對終端異常發出報警,或進行遠程關閥控制。11二、二、智能燃氣表核心能力智能燃
18、氣表核心能力2.1核心能力概述核心能力概述NB-IoT 智能燃氣表基于蜂窩的窄帶物聯網和自主可控開源指令集的安全可信 MCU 芯片,具備高安全、廣覆蓋、低功耗、大連接和低成本等亮點,核心功能包括計量采樣、供電、人機交互、通信功能、閥門控制、計量計費、遠程控制、固件升級和溫壓傳感器。圖 5 智能燃氣表核心功能122.2核心能力分析核心能力分析2.2.1計量采樣計量采樣支持脈沖、直讀、超聲采樣。2.2.2供電供電采用干電池供電或鋰電池,干電池工作電壓 4.9V9V,鋰電池供電電壓為 3.23.6V,在一天上傳一次且網絡信號良好的前提下,干電池使用壽命不應小于 12個月,鋰電池使用壽命不應小于十年。
19、2.2.3人機交互人機交互2.2.3.12.2.3.1顯示功能顯示功能燃氣表應有液晶顯示屏,顯示內容可顯示累計氣量、剩余量、用氣單價、閥門狀態、結算日期等信息,也應能提供多種報警及異常信息等錯誤碼顯示。休眠狀態下,按鍵顯示相關數據信息。2.2.3.22.2.3.2按鍵功能按鍵功能1 顆按鍵,達到開閥允許條件時按鍵可以打開表內閥門,可發起與平臺的通信,切換顯示內容等。2.2.3.32.2.3.3蜂鳴器蜂鳴器硬件配置一個蜂鳴器,用于提醒。2.2.4通信功能通信功能支持 NB 通信和藍牙通信。2.2.4.12.2.4.1藍牙通信藍牙通信支持藍牙通信,通過藍牙支持生產測試、整表寫表號、整表寫卡、抄表、
20、升級等功能。藍牙通信過程中 LCD 顯示藍牙通信信道圖標。132.2.4.22.2.4.2NBNB 通信功能通信功能2.2.4.32.2.4.3 通訊模式通訊模式表端上報觸發類型分正常上報和異常上報。正常上報同時具備定時和手動上報觸發方式。異常上報通過表端異常事件觸發,通知平臺異常事件發生。2.2.4.42.2.4.4 數據上報內容數據上報內容燃氣表上報數據包括但不限于:上報時間、軟硬件版本、通信協議、上報類型、結算方式、結算類型、觸發事件、ICCID、IMEI、網絡參數、電池電壓、溫度值、壓力值、標況累計氣量、工況累計氣量、標況凍結氣量、工況凍結氣量、剩余金額、剩余氣量、單價等。2.2.5閥
21、門控制閥門控制2.2.5.12.2.5.1閥控分類閥控分類閥門控制分為開閥控制和關閥控制,開閥邏輯由表內邏輯決定,關閥分為普通關閥和強制關閥,其中:普通關閥:執行普通關閥后,短按鍵可開閥;強制關閥:執行強制關閥后,短按鍵不可開閥,僅響應平臺下發閥門釋放命令。2.2.5.22.2.5.2電壓控制電壓控制(1)上電符合條件按鍵可開閥;(2)欠壓關閥,可通過按鍵開閥;(3)低壓、掉電直接關閥。2.2.5.32.2.5.3異常事件控制異常事件控制(1)事件指計量異常,包括14磁攻擊、泄漏、可用氣量不足、金額不足等;(2)事件異常時,需要通過按鍵清除異常才能開閥。2.2.5.42.2.5.4通訊遠程控制
22、通訊遠程控制通訊控制指通過平臺遠程閥控操作,包括強制關閥、釋放控制三種操作:(1)強制關閥:當平臺下發關閥指令,系統完成一次通信后,燃氣表的閥門即時關閉,在關閥指令解除前,手動觸發按鍵無法打開閥門;(2)釋放控制:當平臺下發釋放控制指令時,燃氣表解除強制開閥或者關閥的權限,按表端正常邏輯運行,開閥需短按鍵一次。2.2.5.52.2.5.5消費控制消費控制消費控制包括關閥報警量、過零、透支,平臺設置關閥報警量參數,當達到關閥報警閾值時,普通關閥并上報,提醒用戶充值,短按鍵可開閥。2.2.6計量計費計量計費2.2.6.12.2.6.1計量計量(1)計量精度:膜式燃氣表應符合GB/T 6968-20
23、11中5的要求,機電轉換誤差不應超過1個機電轉換信號當量,其他計量方案需符合相關行業要求,計量準確;(2)計量范圍:支持民用表G1.6、G2.5、G4 規格燃氣表計量,參數可設置。2.2.6.22.2.6.2計費計費計費方式支持表端計費方式和平臺計費方式兩種,表端計費是指燃氣表通過接收平臺的計費方案后由表端完成計費,當表端15無計費方案時,表端有能力關閉閥門并在顯示屏上顯示關閥狀態。平臺計費是指平臺通過設定的計費方案,并從表端獲取計量數據完成計費,閥門由平臺控制。2.2.7遠程控制遠程控制2.2.7.12.2.7.1充值扣款充值扣款平臺可以對表具進行遠程充值或者設置余量。(1)充值扣款:遠程充
24、值的當次額度及表具內總的余額的最大限制(即充值上限),充值負數,即為扣款。(2)設置余量:平臺下發余量后,表端余量即為平臺下發余量值。2.2.7.22.2.7.2遠程參數設置與讀取遠程參數設置與讀取(1)通過主站,遠程對表具進行設置與讀取。包括表具參數、工程參數,表具日志,密鑰、閥門控制;(2)表具參數設置項包括:抄表時間、凍結日期、網絡參數、預付費參數、階梯模型;(3)工程參數設置項包括:上電開閥、欠壓關閥、按鍵開閥、大流量關閥及閾值、失聯關閥及閾值、閑置關閥及閾值;(4)閥門控制包括:強制關閥、強制開閥、釋放控制、開閥、關閥。2.2.7.32.2.7.3遠程校時遠程校時表具上報數據時,可從
25、基站/平臺燃氣表接收時間信息數據,進行自動校時。2.2.7.42.2.7.4記錄存儲記錄存儲(1)數據保持:燃氣表斷電后應能保持數據,恢復供電后燃氣表應能正常工作,且表內數據應與斷電前一致。16(2)數據重發:如數據上傳不成功,在該上傳周期內自動進行數據重發,重發次數可設置,默認為 3 次。(3)數據補傳:當本次數據上報不成功時,下一次聯網時自動補傳,正常數據上報前,先執行補傳數據上報。(4)數據存儲:支持記錄每日用氣明細,循環更新方式,支持平臺讀取開戶后所有數據;支持記錄日匯總氣量,循環更新方式,支持平臺讀取開戶后所有數據;支持記錄月匯總氣量,循環更新方式,支持平臺讀取開戶后所有數據;支持記
26、錄年凍結用氣量,循環更新方式,支持平臺讀取開戶后所有數據。2.2.8固件升級固件升級燃氣表支持本地藍牙通信和遠程 NB 通信進行固件升級。2.2.9溫壓傳感器溫壓傳感器燃氣表預留傳感器接口,支持接入溫壓傳感器或溫度傳感器。溫度、壓力、溫壓補償算法參照相關行業標準。17三、三、智能燃氣表解決方案智能燃氣表解決方案3.1智智能燃氣表能燃氣表系統系統架構架構智能燃氣表由基表、主控板等部分組成。智能燃氣表系統架構圖見圖 7。通過計量處理單元采集計量數據,通過主控單元實現計量計費、事件分析處理、數據可靠存儲、數據安全傳輸,通過顯示屏、蜂鳴器、按鍵等人機交互單元實現數據呈現、報警提醒、信息查詢、現場操作等
27、交互功能,通過蜂窩網絡實現與平臺的數據傳輸、遠程控制、參數設置,含閥門控制單元的燃氣表基表通過閥門驅動電路實現閥門開關控制。智能燃氣表 NB-IoT 第一通信信道外,還有藍牙 BLE 第二信道,用于保障燃氣表日常應急管理。圖 6 智能燃氣表系統架構圖智能燃氣表通過安全 MCU內部集成安全模塊,內部實現數據加解密,集成度高,減少通信18環節,從而增加安全性,通過NB-IoT 通信功能接入到運營商的 NB-IoT 網絡,將用氣數據、電壓、信號強度、異常情況等接入到物聯網云平臺,平臺對設備數據進行分析,還可通過智能配置功能對設備進行遠程控制和自動化操作,燃氣表用戶數據一方面上傳至區塊鏈平臺,確保數據
28、不可篡改和真實可信,另一方面通過物聯網平臺上傳至物聯網表綜合運營管理平臺,將數據包進行解析,完成數據處理和功能控制,燃氣公司通過物聯網表綜合運營管理平臺和物聯網云平臺將指令發送給智能燃氣表。3.2 硬件功能設計硬件功能設計3.2.13.2.1 數據安全數據安全采用安全 MCU 芯片,通過芯片內置安全模塊,支持對稱性加密算法(AES、SM4 等)、非對稱性加密算法(RSA 等)、散列算法(MD5、SHA 等)多種公鑰和分組密碼算法,實現數據存儲、通信過程的安全保障。3.2.23.2.2 超低功耗超低功耗智能燃氣表由電池供電,對低功耗有嚴格要求,一是選用高集成度低功耗物聯網 MCU 芯片和電子元器
29、件,二是軟件設計采用低功耗設計方案,根據業務需求進行 MCU 及不同電路模塊工作、休眠態切換,實現超低功耗。3.2.33.2.3 雙通道通信雙通道通信支持遠端 NB-IoT 通信功能和近端藍牙通信功能,遠端NB-IoT 通信功能實現與業務平臺進行通信以及遠程控制等相關功能;近端藍牙通信功能支持進行表端調試、設置等功能。193.2.43.2.4 人機交互人機交互可通過按鍵喚醒燃氣表或觸發數據上傳;液晶顯示氣量、金額、閥門狀態、告警信息等;蜂鳴器在按鍵、報警操作過程中鳴叫提示。通過不同人機交互裝置及交互流程設計,實現精準且友好的人機交互。3.2.53.2.5 數據采集數據采集可通過內部集成的流量傳
30、感器、壓力傳感器和溫度傳感器等硬件設備,實時監測和記錄燃氣的使用情況,對采集到的數據,采用NB-IoT 技術進行數據傳輸,上報至物聯網云平臺。3.3 軟件功能設計軟件功能設計3.3.13.3.1 自動抄表自動抄表通過智能燃氣表控制軟件可以實現自動讀取燃氣表的數據,并將其傳輸到后臺管理系統中進行管理和監控,從而提高抄表效率和準確性。需要充分考慮重傳、補傳機制,保障數據可靠到達;充分考慮通信錯峰及基站信號選優等機制,保障通信信道暢通。3.3.23.3.2 計費管理計費管理智能燃氣表控制軟件可以實現對用戶燃氣費用的自動計算和收費,并且支持不同的計費方式和費率設置,軟件需充分考慮計量計費的計算精準和離
31、線、透支等異常情況下的費控管理。3.3.33.3.3 遠程控制遠程控制通過智能燃氣表控制軟件,可以實現對燃氣表的遠程控制,例如關閉或打開燃氣閥門,從而更加靈活地進行燃氣的管理和使用,需充分考慮遠控執行結果的精準及時反饋。203.3.43.3.4 異常檢測與處理異常檢測與處理對于檢測到有異常的用戶,可在管理系統對其進行遠程關閥處理,并可在問題解決后進行遠程開閥,以減少損失,并充分系統性考慮對異常事件告警有效傳達機制和異常頻發時告警機制。3.3.53.3.5 數據上傳與實時監控數據上傳與實時監控智能燃氣表用戶端每天自動上傳數據,包括計量數據、表具運行狀態等信息,成功率達99.99%,數據準確詳細并
32、可自動生成報表,方便燃氣公司的管理。3.3.63.3.6 多種購氣付費方式多種購氣付費方式可以通過無卡預付的形式對氣表端進行充值,如 APP、支付寶、微信、網上營業廳、網上銀行等在線充值方式,簡單快捷。3.4 結構設計結構設計智能燃氣表基于熱工燃氣基表進行燃氣表板型結構設計,結構圖見圖 7。圖 7 智能燃氣表結構圖213.5 環境適應性環境適應性設計設計燃氣表主要用于室內廚房、室外固定使用環境,國標GB6968膜式燃氣表規定了溫度、濕熱、耐鹽霧要求,在對關鍵、核心元器件選型階段,優先選用工業級、支持寬溫元器件,同時進行降額設計、簡化設計并對一些關鍵器件的選型留有一定的裕度,同時根據 GB/T
33、2423.17-93 中型鹽霧試驗標準對燃氣表進行三防防護。3.6 抗干擾性設計抗干擾性設計根據燃氣表的使用場景要求,參考 GB9254-2008信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法和 GB17625.1-2012電磁兼容限值 諧波電流發射限值(設備每相輸入電流16A)的相關要求,開展電磁兼容設計。為了降低電磁干擾,提高燃氣表在日益復雜的電磁使用環境下能夠穩定工作,進行了如下幾個方面的優化設計。3.6.13.6.1 電路電磁兼容設計電路電磁兼容設計電路電磁兼容設計的重點就燃氣表中強發射電路及強敏感電路進行設計,抑制電路的輻射發射強度,提高電路的抗干擾能力等。為減小電磁干擾(EMI),按照以下
34、幾點原則進行了設計:(1)優化時鐘電路,消除過沖和振鈴現象;(2)時鐘輸出進行去耦設計,能夠有效降低輻射;(3)關鍵集成電路進行電源去耦設計,增加耦合電容;在滿足接口信號質量要求的前提下,增加 ESD 管、TVS 管等保護器件,可有效抑制 EMI。3.6.23.6.2 PCBPCB 電磁兼容設計電磁兼容設計PCB板布線時針對電磁兼容22設計,主要遵循以下幾點原則:(1)模擬信號易受到數字信號干擾,layout 時將模擬信號與數字信號區分開,走線安排在不同層。同時,分開模擬地與數字地,有助于降低板內的串擾、阻抗耦合以及輻射發射;(2)將時鐘信號線遠離差分信號線,同時保證時鐘信號走線最短;(3)避
35、免開關電路對高速信號的干擾,layout 時對開關濾波電路進行合理布局;(4)輸入/輸出電路靠近相應連接器,并在相應的電源管腳設計去耦電容,消除串擾。3.7 測試性測試性設計設計測試性貫穿了燃氣表的整個設計、生產流程,分為多個層次的測試(單板信號的測試、整機功能測試、供電測試等)。燃氣表在設計、生產時,把測試性設計作為設計的組成部分,制定了詳細的測試性工作計劃,測試分主板測試和整機測試,并按照相關規定和設計準則對燃氣表的測試性進行了詳細設計,編寫了診斷方案。前期由測試人員對燃氣表主板進行測試,整機完成由質量管理部門組織進行測試性評審和測試性驗證。下面就從單板和整機測試兩個方面來敘述。3.7.1
36、3.7.1 單板測試單板測試燃氣表在原理圖設計階段就為各單元預留了測試點,同時預留了主板的電源調試口、調試串口、JTAG 口等,保證在整表組裝之前,功能單元的各項功能都正常。單板測試主要包括以下幾項測試:(1)PCB 阻抗測試:信號在傳輸路徑中會發生阻抗變化,部分能量會被反射,從而會造成23過沖、振鈴等隱患,影響主板壽命。為避免此隱患的發生,需要進行 PCB 阻抗測試。方法:用探棒在 PCB 板上主要信號線拐角和過孔處、從連接器到主板或者從主板到 IC 封裝處通過示波器測量出阻抗。(2)電壓噪聲測試:主板在超過其標準電壓的環境下工作,會出現重啟、功能異常等現象。避免此類現象的發生,需要對主板電
37、壓噪聲進行測試。方法:在離信號最近的 VIA 孔或者 IC pin腳,通過示波器測量信號噪聲。對噪聲較大的點,進行加強濾波或修改 layout 布局處理。(3)信號完整性測試:主板包含大量總線信號如 UART、IIC等,通過對信號進行測試,從而保證主板信號的完整性。3.7.2 整機測試整機測試整機測試包括供電測試、跑和測試、通信壓力測試、耐久性測試 4 部分。4 部分測試同時進行,其中任何一項測試出問題都會導致整機測試的中斷。(1)供電測試:驗證各功能單元滿負荷運行下,電源模塊能否正常供電,輸出的電源紋波是否正常。(2)跑和測試:驗證整表計量計費核心、人機交互等功能是否正常。(3)通信壓力測試
38、:驗證每日定時上報功能、上傳成功率是否正常,驗證整表與平臺之間的交互邏輯是否正常。(4)耐久性測試:驗證燃氣表的可靠性是否滿足技術要求。以上各種測試在設備的方案設計階段,原理圖設計階段都做了大量的準備工作,保證了整機的可測試性。243.8 安全性安全性設計設計3.8.13.8.1 人身安全設計人身安全設計(1)燃氣表沒有采用危險品材料,原材料不會對使用人員造成人身傷害;(2)燃氣表在設計時充分考慮了人機工程的要求,長期使用不會對操作人員造成職業傷害;(3)燃氣表上可觸及的對人、機有危害的部位都加有防護罩和明顯標志。3.8.23.8.2 設備安全設計設備安全設計(1)燃氣表采取了完善的電磁兼容設
39、計手段,能夠有效地防止使用過程中的電磁兼容問題,不會對系統中的其他設備形成干擾,同時也不會被其他設備干擾;(2)燃氣表對外接口采用標準連接器,不同接口類型的連接器各不相同,能夠有效地防止由于誤插引起的設備損壞;(3)燃氣表所有的對外接口都采用了 ESD 保護器件,能夠有效地防止靜電、熱插拔等情況下對設備的損壞,電源接口設有過壓、過流保護器件,避免外部電源異常變化或瞬間的高壓尖峰損壞設備;(4)燃氣表內部的器件、部件在選擇時都充分考慮了使用環境要求,并留有一定的余量,在規定的環境條件下長期使用不會對設備造成傷害。3.8.33.8.3 環境安全設計環境安全設計燃氣表選擇安全可靠的元器件和材料,同時
40、盡量選用符合環保要求的材料,減少設備壽命周期內對環境造成的污染。根據上述分析和評估,由于采取了有效、全面的安全性設計手段和措施,充分考慮了人員、25設備、環境等方面的安全性,并使其他相關的風險減少到可接受水平,具有一定的安全性水平。3.9 可靠性可靠性設計設計參考 GJB299C-2006 電子設備 可 靠 性 預 計 手 冊 、GJB899A-2009 可靠性鑒定和驗收試驗、GB 6968膜式燃氣表等可靠性的相關要求,開展燃氣表可靠性設計。為保證整機設備的可靠性,從簡化設計、容差設計、降額設計等方面開展可靠性設計:(1)優化電路設計,精簡元器件規模和數量在電路設計中,通過對比同類功能芯片的技
41、術參數,選取既滿足功能需求又規模適度的設計方案,減少芯片擴展層級和元器件使用數量,提高功能單元的設計可靠性。(2)通過適度的容差設計,提升整機的穩定性在燃氣表的電路設計時,對元器件選用,內部電路各器件的輸入電平、輸出負載能力,各輸入、輸出接口的波形參數、高低電平、電流負載能力,二次電源的負載能力等方面,都留有較大的余量,保證燃氣表產品具有穩定的性能和良好的互換性。(3)通過降額設計,減少元器件應力為降低元器件實際承受的電壓、電流、功率等方面的應力,在電源轉換等典型電路設計中,對使用的集成電路、電感、電容、MOS 電路等,都進行了降額設計,使它們的應力系數維持在 0.8 左右,有效地降低元器件的
42、失效頻率,延長元器件使用壽命,提升設備的可靠性。26四、四、智能燃氣表典型應用智能燃氣表典型應用4.1智能燃氣表應用場景智能燃氣表應用場景4.1.14.1.1 數字化抄表數字化抄表抄表是燃氣企業獲得用戶燃氣使用量并以此向用戶收取費用的重要方式。傳統的人工抄表不僅效率低下,后臺計費系統往往月末集中進行計費出賬,然后到達指定營業廳進行繳費,費時費力,導致群眾對服務的滿意度低下,傳統的抄表形式已經阻礙燃氣企業朝向健康方向的發展,更加符合互聯網時代特點的抄表形式則在保障了燃氣企業持續發展的同時,為其改革找到了方向,數字化抄表能夠解決燃氣公司入戶抄表難和用戶繳費充值難的問題。在該場景下,NB-IoT 智
43、能燃氣表具備高安全、低功耗、大連接和低成本特點,通過采集器將用戶的用氣數據、電量、信號、閥門狀態、異常情況等數據通過內置的 NB-IoT 通訊模組接入到NB-IoT 網絡,傳輸到物聯網云平臺,然后上傳到燃氣公司業務系統平臺,后臺系統平臺將數據包進行解析,解析出的用戶用氣數據在用戶賬戶內完成結算,并通過客服系統的相關新媒體渠道推送給用戶,用戶能實時地獲取自己的用氣賬單,并能遠程完成賬戶的充值。對居民生活,數字化抄表可以實現對用戶用氣情況的監測和管理,足不出戶即可完成繳費充值等操作,為用戶提供更加精準、高效的服務;對工業生產,數字化抄表可以實現對用氣設備狀態的監測和管理,提高生產效率,并且降低成本
44、;對商業運營,數字化抄表可以幫助燃氣公司積極27響應政府燃氣售價的遠程調價和系統階梯氣價設置,提高服務質量,并且降低運營成本。圖 8 數字化抄表場景4.1.24.1.2 用氣安全監管用氣安全監管保障燃氣安全是政府及主管部門始終高度重視的工作。國務院安全生產委員會發布的全國城鎮燃氣安全專項整治工作方案明確要求,要加快老化管道和設施改造更新,統籌推進城市燃氣管道等老化更新改造、城鎮老舊小區改造等工作;推進燃氣安全監管智能化建設,實現對管網漏損、運行安全及周邊重要密閉空間等的在線監測、及時預警和應急處置,燃氣企業借助技術手段加強管網溫度、壓力實時監測、用戶的用氣行為監控,實時對終端異常發出報警或進行
45、遠程管閥控制。智能燃氣表是預防用戶側發生燃氣安全事故的有力保障之一,助力政府及燃氣企業進行用氣安全監管。在該場景下,NB-IoT 智能燃氣表通過內置的電磁閥門,可直接對表具進行閥控。在用戶使用過程中,當檢測到可能存在燃氣泄漏安全隱患時,如走氣量過大、過小、長時間內走氣速度趨于恒28定值、長時間未走氣時,依據平臺與終端的多種閥控方式(微流關閥、過流關閥、恒流預警關閥、閑置關閥)及報警聯動機制,表端及平臺將及時進行預警及關閥,確保居民用戶的用氣安全。同時表端上也預留了與可燃氣體報警器的接口,可直接在表具上加裝外置可燃氣體報警器。當報警器檢測到可燃氣體時,將輸出報警開關信號。燃氣表檢測到信號時,會將
46、燃氣表閥門關閉并將該事件實時上報平臺,進一步保障用戶的用氣安全。NB-IoT 智能燃氣表作為用氣安全監管中重要的一環,還可與智慧廚房安全守護系統進行聯動,通過戶內物聯設備的遠程傳輸,實現對廚房內燃氣報警器、智能開窗器、智能灶具、油煙機聯動控制,避免燃氣爆燃事故的發生。圖 9 用氣安全監管場景4.1.34.1.3 信息安全保障信息安全保障近年來城市燃氣發展取得了巨大的進步,由于燃氣行業的特殊性,涉及到地理信息、管網分布信息、人口信息、國有資產信息等多種敏感數據源,因此對涉及數據采集、數據分析、數據轉化和業務數據在內的信息安全和29隱私保護力度顯得尤為重要,而燃氣表的計量數據作為企業的收費依據,不
47、能被篡改甚至丟失,數據安全性是燃氣信息安全重點考量的因素之一。在該場景下,基于 NB-IoT智能燃氣表的安全防護體系由燃氣表計、通信網絡、物聯網云平臺、區塊鏈平臺、運營管理平臺共同組成,保障從端側、網絡、平臺到應用的安全性、數據傳輸的完整性以及真實性?;陂_源指令集的高密度低功耗物聯網MCU 芯片將安全功能和 SIM 功能集成在一顆芯片中,降低了用戶的使用和硬件改造成本,將原本不具備安全功能的終端通過更換 SIM 卡以及軟件升級的方式,快速集成安全能力,為海量物聯網終端的安全通信及安全認證提供快速接入服務,通過標準化、開放化的方案,和微服務技術架構,可根據不同的應用場景進行靈活配置安全策略,為
48、客戶提供差異化的安全服務。為保證業務數據的安全,每臺智能燃氣表終端都會提供唯一身份并配合完善的安全認證機制,可基于對稱或非對稱密鑰體系,使終端自身擁有安全連接能力。對不同終端及后端云平臺之間的往來流量進行加密,支持 SHA、SM3、MD5、AES、RSA 等加密算法,尤其是用戶信息、控制指令等敏感數據,且通過簽名或者強編碼保證完整性。認證和加密是保證合法身份以及通訊不被篡改的關鍵,將加密算法固化在一個專用的芯片內,同時,芯片廠商在設計芯片時本身的安全性考慮更多,其自帶的算法協處理器可保證算法實現質量。30圖 10 信息安全保障場景4.1.44.1.4 城市生命線管理城市生命線管理近年來城市燃氣
49、安全事故已成為我國繼交通事故、工傷事故之后的第三大殺手。通過對燃氣事故的數據分析,引發燃氣事故的主要風險是室內燃氣泄漏和管網外力破壞,為了減少燃氣事故的發生,燃氣用戶的安全檢查不能忽視,安裝智能燃氣表和可燃氣體報警裝置是守護城市燃氣生命線的重要的一道防線。在該場景下,燃氣公司通過分析供氣門站、管線、用戶表具等各節點的氣量數據,可以進一步排查管線跑、冒、滴、漏、偷等問題,全面降低安全風險,NB-IoT 智能燃氣表可通過對用戶用氣計量信息的分析判斷,實現異常用氣量預警提醒及關閥報警,并反饋到管線管理系統,后臺系統也可通過對用氣高峰低谷進行統計,從而進行輸配管線壓力調配。管線管理系統采用 4G和 N
50、B-IoT 通訊方式定時或實時采集燃氣管道壓力、溫度、流量等數據信息,通過云平臺監控系統對采集的海量管道用氣信息進31行大數據分析,構建管網用戶用氣數據模型。對于管道壓力、溫度及用氣異常情況可以提早發現并預警,及時排除安全隱患。對于現場緊急突發情況,還可通過帶閥門控制的遠控儀產品進行遠程關閥操作,及時有效地掌控管網安全。通過 NB-IoT 智能燃氣表和管線管理系統的相互結合,對燃氣的輸送和使用進行全流程監管,可實現對城市燃氣生命線的日常安全維護、安全隱患預警、異常數據分析、管網遠控儀閥門的遠程應急控制,對城市燃氣生命線安全隱患早預防、早發現、早處理,將燃氣事故防患于未然。圖 11 城市生命線管
51、理場景4.2智能燃氣表應用價值智能燃氣表應用價值4.2.14.2.1 提升燃氣服務效率提升燃氣服務效率智慧燃氣表通過結合云計算、大數據和移動互聯網,大幅提高智慧燃氣在線服務水平。通過遠程抄表,普表用戶不再需要自報讀數,系統會通過無線網絡將數據傳輸到后臺數據中心進行解析32和處理,用戶能夠隨時隨地查詢賬單信息,并完成在線充值,無需頻繁更換 IC 卡或進行現場充值,打破了傳統的統一出賬單、統一外出繳費的模式,完美解決用戶繳費難問題,提高用戶滿意度和幸福感。同時,智能燃氣表還可以提供關于家庭或企業燃氣使用效率的反饋,從而幫助用戶了解并改善能源使用情況,實現節能減排,打造綠色、環保、智慧化生活。4.2
52、.24.2.2 優化區域能源供給優化區域能源供給基于 NB-loT 智慧燃氣表在數據上互聯互通的特點,通過收集每戶用戶的實時用氣數據,幫助燃氣公司了解和分析各用戶的用氣行為和需求,結合對大數據的精準分析能力,及時準確地提供燃氣表的相關數據,為供銷差統計分析提供數據基礎。通過用戶用氣數據反饋,按照不同的篩選條件(地區、時間段等),獲取相應的用氣數據報表;支持大數據處理,更精確地預測和分配燃氣資源,實現各種數據的多維度對比,以及對數據的深度挖掘,了解不同區域的能源用量和負荷情況,通過智能調度優化,有針對性地調整供氣策略,優化能源分布結構,提高集中供能能力,高效用能,協同互補,最大限度提高能源利用效
53、率,推動社會可持續發展。4.2.34.2.3 加快城市治理現代化加快城市治理現代化智能燃氣表基于 NB-loT 技術實現城市燃氣行業信息空中數據傳輸與采集,提高了城市基礎設施的智能化水平,同時,智能燃氣表所收集的大量用氣數據對于政府制定能源政策和規劃、優化城市資源配置具有重要參考價33值,對推動城市治理現代化進程能夠起到重要作用。在安全管理方面,智能燃氣表具有自動檢測和報警功能,能夠迅速發現和處理泄漏、壓力異常等問題,一旦發現有燃氣安全隱患,及時報警關閥,相關部門人員可迅速前往現場處理,提高城市燃氣用氣的安全性,降低社會管理成本,提高社會穩定性,強化城市的安全治理。4.3智能燃氣表應用實踐智能
54、燃氣表應用實踐4.3.14.3.1 蕪湖蕪湖-數據賦能智慧燃氣數據賦能智慧燃氣建設建設(一)應用背景(一)應用背景蕪湖中燃城市燃氣發展有限公司(以下簡稱“蕪湖中燃”)是香港上市公司中國燃氣控股有限公司與蕪湖交通投資有限公司共同投資的以城市燃氣管道建設和燃氣供應為主營業務的中外合資企業,城市供氣管網已覆蓋全市建成區域,2023 年年供氣量已超過 4.48 億立方米,日供氣量最高已達 206 萬立方米,擁有蕪湖市居民用戶 78 萬多戶,工業、商業、公福用戶 6000 余戶,同時擔負了灣沚區、南陵縣、無為市等周邊地區的天然氣正常供應保障。2020 年住建部出臺關于加快推進新型城市基礎設施建設的指導意
55、見,隨后蕪湖市被確定為智慧燃氣試點城市。蕪湖作為住建部確定的“新基建”試點城市之一,蕪湖中燃作為國內智能管網建設的探索者和先行者,與市住建局先后多次研討智慧燃氣試點方案,并將智慧燃氣項目納入蕪湖市智慧城市三年行動計劃(2020-2022 年)。為落實政府對智慧燃氣有關規劃,增強燃氣安全性,全市自2018 年開始普及使用智能燃氣34表,目前智能燃氣充值表用戶達十余萬戶。2024 年起,安防產品再升級,蕪湖中燃正在開展物聯網智能燃氣表的免費更換工作。(二)應用方案(二)應用方案1、集中部署 NB-IoT 智能燃氣表,促進 NB-IoT 智慧燃氣業務規模發展。預計到 2024 年 8月,為 8 萬戶
56、居民全面升級為NB-IoT 智能燃氣表。2、完成基礎設施升級改造,提高調壓站、場站數據遠傳以及工商業戶流量計與物聯網表數據采集的覆蓋率,為接下來的智慧燃氣場景應用提供數據支撐。3、蕪湖中燃加速完善基礎設施部署與信息化系統的整合,結合 AI 大數據分析,打造 IOC 可視化平臺,IOC 專題場景,實現數字化、智能化的綜合管理平臺,圍繞新基建、民生、安全三個重點方面,推廣應用智能微管網技術,探索瓶裝液化氣銷售新模式,深化社區網格化服務,打造數字化運營系統,為國家的發展、人民的生計與安全筑好智慧的基石。(三)應用成效(三)應用成效1、通過 NB-IoT 智能燃氣表部署,實現數據的遠程傳輸,具備在線充
57、值繳費、遠程抄表、故障報警等新功能,并可查詢到充值記錄、賬戶余額、當前氣價等燃氣信息。能夠實充實用,避免抄收誤差,足不出戶,隨時隨地通過蕪湖中燃微信公眾號或壹品慧微信小程序,進行燃氣費充值,極大地提高了用戶的生活便捷。2、基于智慧燃氣互聯互通的特點,及大數據的精準分析能力,政府和燃氣企業能夠對所有燃氣設備運行了如指掌,助力政府安全監管和燃氣企業降本增效,加快數智化進程,并提升與用戶的交互性,進而打造綠色、環保、35智慧化生活。4.3.24.3.2 杭州杭州-數智賦能智慧服務數智賦能智慧服務升級升級(一)應用背景(一)應用背景杭州中燃城市燃氣發展有限公司(簡稱杭州中燃)是根據中國燃氣控股有限公司
58、與杭州市蕭山區人民政府于 2005 年 3 月 30日在香港簽訂的杭州市蕭山區天然氣利用工程經營合同書成立的外商獨資企業,其以燃氣起家,占據著蕭山管道天然氣行業的半壁江山,擁有杭州市錢塘區、蕭山區近 28 萬戶居民用戶及1500 多家企業用戶,保障萬家煙火和錢塘江南岸企業的穩定用能。智慧燃氣作為數智杭州建設的一部分,以“數據匯集、應用平臺、一網統管、數據賦能”為建設目標,通過充分挖掘各業務領域數據資源價值,擬打造全國燃氣行業信息化、數字化、智慧化管理示范樣板。全市自 2021 年以來,全市已累計完成超百萬只 NB-IoT 智能燃氣表安裝,以數字化手段保障用氣安全,目前仍在不斷推進終端表具智能化
59、升級。(二)應用方案(二)應用方案1、統一布局,全面推廣,2024年先期完成 4 萬臺 NB-IoT 智能燃氣表安裝部署,盡快完成NB-IoT 智能燃氣表的全覆蓋,實施以點帶面推廣,以正態分布的模型推廣。2、大數據分析建模,綜合同區域消費能力和習慣、人口數據、歷史數據、溫度節氣變化、節假日等因素,建立用戶畫像,推動燃氣具銷售、燃氣保險、安全服務等一系列商業合作模式。3、全力推進實施“服務最多跑一次”改革,著力將全部服務36廳打造成為服務“零上門”平臺,逐步將原線下需手工辦理的各類燃氣業務、服務項目整合,部署到移動端來完成,以提升用戶體驗與運營效率。(三)應用成效(三)應用成效1、通過NB-Io
60、T 智能表部署,實現遠程抄表,大幅度降低人工成本,同時實現遠程監控,異常報警,減少偷盜氣,降低企業供銷差;智能燃氣表每日采集的表具運行狀態和用氣數據,可精確記錄用戶用氣情況,并根據大數據分析,能夠為用戶提供如異常用氣提醒等服務,有效保障自檢和安檢渠道發現的一級隱患整改率達到 100%。2、通過終端智能化升級,在網上服務廳相繼推出了“新裝燃氣、自助抄表、灶具業務、燃氣補開、拆改業務、退戶撤銷、點火預約、賬單查詢、燃氣繳費、更名過戶、預約校表、預約安裝、咨詢投訴、員工識別”等便民服務,最大程度上服務燃氣用戶。3、通過創新的服務模式,新增在線服務渠道,彌補服務空白,整合用戶服務工單完結記錄,讓交互更
61、便捷、效率更高。同時,平臺有智能語音導航、智能外呼、智能質檢、對話地址識別等智能化客服能力,可減少客戶交互成本,持續提升用戶服務品質。平臺還會整合現有用戶系統、營業廳、物聯表具平臺、O2O 商城、巡檢搶修指揮系統中的居民用戶數據,構建居民用戶標簽畫像,以便在服務時更加精準。37五、五、智能燃氣表發展趨勢及展望智能燃氣表發展趨勢及展望隨著當前社會數字化和智慧化的不斷革新和發展,燃氣經營企業及用戶對燃氣使用的安全性、可靠性、智能性提出了更高的要求,未來的智能燃氣表必將迎來新一輪的創新浪潮。從技術發展的角度來看,通信技術的進步,尤其是無線通信技術的應用,為智能燃氣表的遠程抄表、遠程管理和數據傳輸提供
62、了技術支持,大數據、AI 人工智能、數字孿生等技術的應用也為智能燃氣表的數據分析和管理提供了新的可能。從未來發展方向的角度來看,智能燃氣表的發展將更加注重智能化、網絡化和信息化。遠程管理、智能服務、數據挖掘將成為智能燃氣表的核心功能,同時,信息安全問題應得到高度重視,以保障用戶數據的安全和隱私。此外,隨著智慧家居市場的不斷擴大,與其他智能家居設備的聯動為智能燃氣表的發展提供廣闊的市場空間。結合物聯網手段進行技術革新。將進一步加大網絡基礎設施建設,提高傳感器國產化能力,掌握核心技術。進一步推動包括壓力、溫度、流量、閥位等終端設備配備物聯網傳感器,實現廣泛的狀態感知。持續加大對物聯網安全的關注與投
63、入,構建基于安全模塊的安全解決方案,通過建立安全模塊與平臺間的受信通道,實現安全模塊與物聯網設備的機卡綁定,過濾非受信設備訪問以及網絡攻擊,有效保障物聯網燃氣運營的環境安全。結合大數據模型發揮數據價值。利用居民生活用能大數據分析,構建數據模型生成居民數據畫像,根據模型深度學習可以非38常直觀地展示出異常數據包括用量極低異常、用量陡增異常等,通過對用氣量數據進行樣本分析構建算法模型,基于模型燃氣數據進行分析、挖掘,進而判定社區管理者僅依靠走訪不能動態掌控的信息。利用統計學方法及聚類算法對用水、用氣、用熱數據進行分析,通過對大數據進行數據處理能夠及時有效地判斷房屋入住情況:入住狀態分析、入住人數分
64、析、入住類型分析,輔助社區更好地掌握數字化民情臺賬。結合 AI 人工智能技術實現更高水平的智能化?;?AI 機器視覺的燃氣表識別系統的研究與實現,以及基于物聯網和深度學習的燃氣抄表系統的設計與實現,更大程度地對抄表的效率和準確性進行提高。同時,在安全方面,可以通過 AI 進行 7*24 小時不間斷風險判斷、信息主動上報等操作,進一步提高燃氣安全性和使用效率。在服務效率方面,用戶可以通過 AI 客服系統全天候獲得即時的客戶服務支持,大幅提升整體使用體驗。結合數字孿生技術實現更全面的優化。對于整個燃氣系統,通過建立燃氣系統的虛擬模型,結合實際運行數據,可以對燃氣系統的性能和狀態進行實時仿真和預測。對于燃氣終端智能燃氣表,通過數字孿生技術,可以事先預知燃氣表可能出現的問題,并提前進行維修,避免故障發生,或者找出燃氣表工作效率低下的原因,對其進行優化,還能夠通過數字孿生的模擬和預測,找出節約能源、減少排放的有效措施,為環保做出貢獻。結合安全廚房等應用進一步提高用戶用氣安全水平。通過與安全智慧廚房配備智能設備進行39聯動,提升設備本質安全,如物聯網燃氣表具備微小流檢測與過流切斷功能,智能灶具具備熄火保護與防干燒功能,燃氣報警器具備燃氣泄漏報警功能等,實現設備感知險情,防患于未然。