摘　要：本文首先提出了近年來城市燃氣企業(yè)所面臨的入戶抄表、安檢、監(jiān)管、調(diào)價、結(jié)算、事故等問題，從燃氣表發(fā)展歷程出發(fā)，詳細介紹了IC卡燃氣表、無線集抄燃氣表和物聯(lián)網(wǎng)表各自的優(yōu)缺點，對幾種常用的家用燃氣表和工商業(yè)用戶的IC卡控制器進行經(jīng)濟成本分析對比，同時結(jié)合國家對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用政策扶持和天然氣價改政策，論述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市燃氣行業(yè)計量抄收、監(jiān)控及安全管理應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)　IC卡　無線遠傳　計量儀表　燃氣抄收

目前，城市燃氣行業(yè)居民用戶基本都采用了IC卡燃氣表，而工商業(yè)用戶普遍采用了通過在計量儀表上加裝IC卡控制器，居民及工商業(yè)用戶基本實現(xiàn)了預(yù)付費管理，解決了“氣費收繳難”的問題。

作為城市燃氣的運營服務(wù)企業(yè)，不但要實現(xiàn)企業(yè)發(fā)展盈利的目標，同時還應(yīng)及時、準確地將分散在用戶端計量儀表的數(shù)據(jù)采集回企業(yè)，為后續(xù)的經(jīng)營活動做決策。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展以及天然氣價改政策的實施，新時期燃氣企業(yè)所面臨的入戶抄表、安檢、監(jiān)管、調(diào)價、結(jié)算、事故等問題日益突顯。同時，客戶對企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量也有了更高的要求，燃氣企業(yè)如何不斷提升服務(wù)質(zhì)量，降低人工成本，變被動為主動，實時掌握分布在城市各處的用戶用氣情況，高效、全面、安全的提供燃氣服務(wù)擺在了每個城市燃氣企業(yè)的面前。

為解決上述問題，近年來各地燃氣企業(yè)不斷開拓創(chuàng)新，將眼下新技術(shù)運用至城市燃氣行業(yè)，推動新技術(shù)在燃氣抄收、監(jiān)控及安全管理領(lǐng)域的發(fā)展。本文結(jié)合企業(yè)應(yīng)用實際，從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理及物聯(lián)網(wǎng)燃氣表的實踐應(yīng)用出發(fā)，闡述了采用信息化的手段改變傳統(tǒng)的抄收方式，采用最新的微電子及信：息化技術(shù)，將無線物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用于燃氣計量及嗡管，分析應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市燃氣抄收、監(jiān)控及安全管理等方面的深遠影響。

1833年英國的詹姆斯·博格達斯(1imas Poeadas)發(fā)明了膜式結(jié)構(gòu)的家用燃氣表，經(jīng)過對其不斷改進，發(fā)展為現(xiàn)在普遍使用的家用膜式燃氣表。自從有了燃氣表以來，國內(nèi)外一百多年來一直是采取查表收費的模式。上世紀70年代有了微型計算機以后，出現(xiàn)了磁卡燃氣表，但由于磁卡信息量小、容易偽造等原因，難以推廣應(yīng)用；直到80年代出現(xiàn)了真正實用的電子裝置，才改變了查表收費的模式。

隨著燃氣應(yīng)用的推廣，以及西氣東輸?shù)葒掖笮吞烊粴廨斔晚椖康慕ㄔO(shè)，天然氣逐步進入了普通百姓家庭，使用管道燃氣的家庭都安裝有家用燃氣表，燃氣已成為人們生活中所必需的燃氣用具，上世紀90年代中期，IC卡燃氣表開始出現(xiàn)，目前全國近60％的地級城市已應(yīng)用了IC預(yù)付費燃氣表，全國有100多家企業(yè)取得計量器具制造許可證。

我國燃氣表也逐步從人工抄表的機械式燃氣表過渡到IC卡預(yù)付費燃氣表，通過采用IC卡燃氣表，燃氣企業(yè)在一定程度上解決了抄表難和收費難的問題。但由于新時期燃氣企業(yè)管理水平的提升，更為嚴格的安全管理要求，以及客戶生活品質(zhì)提高和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，傳統(tǒng)的IC卡燃氣表在入戶抄表、監(jiān)控、調(diào)價、階梯氣價、安全管理、結(jié)算等方面逐漸暴露出諸多問題。

為解決上述各類問題，鑒于當時的社會環(huán)境，逐步有廠家開始嘗試推廣使用無線遠傳集抄解決方案，該方案又具體分為兩種：一種是采用手持移動抄表方案，主要是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、抄表管理系統(tǒng)、收費管理系統(tǒng)、手持抄表器、無線遠傳燃氣表等組成(系統(tǒng)示意圖見圖1)。集抄遠傳燃氣表曾一度興起，試圖彌補IC卡表的不足，但由于其可靠性不高，加上復(fù)雜的安裝施工和維護要求，以及成本過高等因素限制了集抄遠傳系統(tǒng)的發(fā)展。

手持移動抄表方案采用手持抄表器(也稱PDA)通過無線通訊方式喚醒表具，與表具進行數(shù)據(jù)傳輸，可進行單戶點抄和多戶群抄，然后通過USB接口或網(wǎng)絡(luò)與燃氣企業(yè)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接，上傳數(shù)據(jù)。

另一種是遠程集中抄表方案，主要由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、抄表管理系統(tǒng)、收費管理系統(tǒng)、手持抄表器、GPRS MOUDLE、集中器、采集器、無線遠傳燃氣表等組成(系統(tǒng)示意圖見圖2)。

遠程集中抄表方案通過無線采集器將無線遠傳燃氣表數(shù)據(jù)進行搜集，并通過在集中器中安裝SIM卡，通過GPRS／GSM模塊進行數(shù)據(jù)交換及傳輸，同時支持手持抄表器(也稱PDA)抄表應(yīng)用。

以上兩種無線遠傳集抄方案均可以在一定程度上解決入戶抄表、監(jiān)控、調(diào)價、階梯氣價、安全管理及結(jié)算部分問題，但第一種手持移動抄表方案仍需要人工在各小區(qū)進行，且故障率較高，無法滿足燃氣企業(yè)在某一特定時間點完成抄表、調(diào)價等業(yè)務(wù)需求。而第二種遠程集中抄表方案雖然較第一種在故障率上有了較大改觀，并在抄表范圍上取得了更大的進步，但該種方式需要燃氣企業(yè)投入大量資金來建立無線通信網(wǎng)絡(luò)，并投入相當專業(yè)技術(shù)人員維護上述系統(tǒng)的正常運行，同時由于采集器和集中器需要通過市電(220V)供電以及人為SIM數(shù)據(jù)流量管理，燃氣企業(yè)負擔(dān)及風(fēng)險性也較大，不利于燃氣企業(yè)專注于燃氣供應(yīng)和服務(wù)，故以上兩種解決方案在經(jīng)過市場的檢驗后，并未大面積推廣應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，縮寫IOT)的定義是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)燃氣表系統(tǒng)是通過移動通信運營商的GSM／GPRS無線公網(wǎng)，以膜式燃氣表為基礎(chǔ)加裝電子控制器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳及控制的燃氣計量器具?？梢詾槿細膺\營商提供計量儀表抄收、管控的系統(tǒng)解決方案，實現(xiàn)在線監(jiān)測、遠程控制、安全防范、統(tǒng)計報表、收費、網(wǎng)上充值、實時調(diào)價、階梯氣價、用期預(yù)測、大數(shù)據(jù)分析等管理等功能。

通訊服務(wù)模塊：主要負責(zé)與遠程網(wǎng)關(guān)進行短信通訊，此系統(tǒng)是整個系統(tǒng)實現(xiàn)遠程控制的關(guān)鍵程序，也是整個系統(tǒng)得以實現(xiàn)遠程控制的重要程序。

業(yè)務(wù)處理模塊：主要負責(zé)進行日常業(yè)務(wù)處理，比如：自動關(guān)閥、自動開閥、自動報警、調(diào)價等。

數(shù)據(jù)服務(wù)模塊：此模塊主要負責(zé)與客戶端應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交互，通過此程序，客戶端應(yīng)用系統(tǒng)可以安裝在互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)的任何位置，不再受地域限制，方便了燃氣公司工作人員的收費系統(tǒng)的布署。

客戶端應(yīng)用模塊：儀表端有語音播報器給用戶進行語音播報提醒，以及通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程語音報警和開關(guān)閥技術(shù)，同時可以進行網(wǎng)上充值和查詢。

物聯(lián)網(wǎng)在城市燃氣行業(yè)主要應(yīng)用在燃氣設(shè)施監(jiān)測和燃氣計量儀表方面，物聯(lián)網(wǎng)主要是基于移動通信網(wǎng)絡(luò)，在傳統(tǒng)的燃氣表、IC卡控制器、數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)上加裝CPRS／3G信息傳輸裝置，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳及控制。

物聯(lián)網(wǎng)在近年來逐步應(yīng)用到燃氣計量儀表方面，通過無線公網(wǎng)，為燃氣運營商提供公用資源智能管控的系統(tǒng)解決方案，能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測、遠程控制、安全防范、統(tǒng)計報表、智能收費五大管理和服務(wù)功能。

3．3．1物聯(lián)網(wǎng)計量儀表區(qū)別于傳統(tǒng)計量儀表的特點

(1)物聯(lián)網(wǎng)燃氣儀表或物聯(lián)網(wǎng)IC卡控制器以單價進行計量，防止氣量囤積：

(2)支持階梯計價，可按階梯價格(年階梯價格或月階梯價格)進行計量結(jié)算，也可按單一價格執(zhí)行；

(3)支持遠程無線調(diào)價，調(diào)價時可同時設(shè)定表內(nèi)新的價格及新價格的啟動時間，徹底解決淵價問題：

(4)通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程抄表、遠程控制；

(5)超流量檢測報警、燃氣微漏檢測報警，快速定位；

(6)增加表內(nèi)安全功能(外接泄漏報警器、感震模塊)及異常流量監(jiān)測功能：

(7)管理中心提供及時準確的抄表數(shù)據(jù)及分析數(shù)據(jù)，與其他系統(tǒng)結(jié)合可以實現(xiàn)更多服務(wù)功能；

(8)管理中心支持對用戶的短信提醒功能，欠費提醒、凋價提醒、充值成功提醒、電量不足短信提醒、自定義短信內(nèi)容，對特定用戶進行短信通知。

3．3．2物聯(lián)網(wǎng)燃氣計量儀表的優(yōu)勢

(1)不用構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，無需網(wǎng)點建設(shè)，方便快捷；

(2)不受距離限制，在GSM移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋范同內(nèi)均可有效抄表、控制，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定；

(3)自動化抄收表具信息，進行智能分析統(tǒng)計，提升管理水平；

(4)實時監(jiān)控燃氣使用情況，實現(xiàn)對用戶終端表具的遠程監(jiān)控；

(5)為燃氣公司建立企業(yè)級的信息管理系統(tǒng)，提升燃氣公司的整體信息化水平；

(6)自動生成財務(wù)報表，提供準確的供銷差計算，區(qū)域用量統(tǒng)計、年、月、日用量統(tǒng)計等。

物聯(lián)網(wǎng)計量儀表較普通IC卡計量儀表價格稍貴，以家用皮膜表(G2．5)和工商業(yè)IC卡控制器為例，從安裝成本、抄收成木、核算成本、維護成本等幾個方面進行成本對比。

3．4．1家用皮膜表。

僅從表1中所列各項安裝運營成本來看，按皮膜表10年使用期限來計算，對于燃氣企業(yè)來講，在不考慮安全性及可靠性的前提下，普通IC卡皮膜表較無線集抄皮膜表和物聯(lián)網(wǎng)皮膜表安裝成本較低，但普通IC卡表后續(xù)抄收及核算成本都較高，而物聯(lián)網(wǎng)皮膜表，安裝成本雖然較另外兩種皮膜表高，但全過程總成本費用最低，切具備后期與各項軟件系統(tǒng)升級接口，可實現(xiàn)多種增值服務(wù)，順應(yīng)智慧城市發(fā)展。

3．4．2工商業(yè)IC卡控制器

近年來各地燃氣公司普遍采用了IC卡控制器來解決收費難問題，但同時也出現(xiàn)了抄表維護成本高，且面對如何防止用戶偷盜氣，解決安全用氣問題，逐步有企業(yè)開始嘗試無線遠傳IC卡控制器，其雖然降低了抄表成本，但由于其安裝及運行維護成本偏高等原因，其推廣應(yīng)用緩慢。而采用物聯(lián)網(wǎng)的IC卡控制器通過現(xiàn)場可燃氣體探測器和后臺系統(tǒng)，實現(xiàn)與計量儀表本身和探測器的聯(lián)動，同時將實時運行參數(shù)反饋至后臺系統(tǒng)，并接受后臺系統(tǒng)指令，解決了收費和實時監(jiān)控問題，安裝運行成本較普通IC卡控制器和無線遠傳IC卡控制器都低。

上述產(chǎn)生的各類運營成本僅為估算成本，雖然各燃氣公司管理能力不同，但物聯(lián)網(wǎng)燃氣計量儀表確實在抄收、監(jiān)控及核算方面尤其獨特的使用價值，不但可以減少運行維護及管理人員數(shù)量，還做到了實時流量監(jiān)控，在居民燃氣事故頻發(fā)的今天，安全用氣才是企業(yè)最為關(guān)注、最為重要的。同樣燃氣公司也可通過諸如：用氣提醒、安全提示、通知公告播報、泄漏報警、報修定位等多種增值服務(wù)收取一定的服務(wù)費用，通過新的技術(shù)和經(jīng)營模式，變賣產(chǎn)品為賣服務(wù)，米解決普通IC卡表和物聯(lián)網(wǎng)表的成本差額?？傊?，物聯(lián)網(wǎng)計量儀表還是具有較強的經(jīng)濟效益。

目前物聯(lián)網(wǎng)燃氣計量系統(tǒng)正處于市場試運營階段，但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)國家專項基金的投入將有效支持有實力的燃氣公司進行投運。近年來，國家工業(yè)和信息化部，發(fā)改委、科學(xué)技術(shù)部先后發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、《關(guān)于組織實施2012年物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化專項的通知》以及“國家火炬計劃”均表明，我國將依托十大國家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程，著力突破制約我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)，為物聯(lián)網(wǎng)規(guī)?；l(fā)展提供有效的產(chǎn)業(yè)支撐，目前城市燃氣行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)初步應(yīng)用在燃氣輸配、燃氣計量、燃氣設(shè)施監(jiān)控等方面，特別是燃氣計量儀表已有北京、安徽、重慶等多個省市投入試運行，用戶及燃氣公司評價較好。

2014年3月國家發(fā)改委發(fā)布了實施居民用氣階梯價格制度的指導(dǎo)意見，確定按照不同用氣量分為三檔，各地將根據(jù)指導(dǎo)意見確定最終的具體方案，到2015年底，我國所有已通氣的城市將建立階梯氣價制度。隨后各地陸續(xù)開展了居民階梯氣價調(diào)研工作，并于2014年年底陸續(xù)有湖南、廣東、遼寧、山東、江蘇等多個省市宣布在2015年起正式開展實施階梯氣價，引發(fā)各地居民爭搶購氣。例如：鳳凰網(wǎng)2014年12月30日報道湖南長沙“元旦起長沙實施新階梯氣價，市民扎堆排隊購氣”，報道中“湖南省新的《湖南省居民生活用天然氣階梯價格實施辦法》于2015年1月1日起實施，規(guī)定第一檔氣量為年用氣量390m3(含本數(shù))，2.45元／m3；第二檔為年用氣囂390m3～600m3(含本數(shù))，按現(xiàn)行居民生活用氣價格的1.2倍計算，為2.94元／m3；第三檔為年購氣量600m3以上，按現(xiàn)行居民生活用氣價格的1.5倍計算，為3.68元／m3。”為何每遇調(diào)價，都會引發(fā)市民搶購?根本原因是目前普遍采用的IC卡燃氣表多采用以用氣量為基礎(chǔ)計價的燃氣表，用戶為在低價時進行囤氣，從而引發(fā)搶購。遇到類似情況，作為燃氣企業(yè)，既要承擔(dān)調(diào)價后的損失，還要應(yīng)對做好市民搶購的應(yīng)對措施，增加企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險。普通IC卡表無法及時將新價格執(zhí)行到每戶居民家中，只能通過限購，杜絕用戶囤氣行為。且在具體執(zhí)行階梯價格時，也無法按月進行核算，只能按年為單位來執(zhí)行階梯氣價。而燃氣企業(yè)若按年為單位進行和核算，無法及時了解用氣情況，無法準確對用氣趨勢進行判斷，對企業(yè)的經(jīng)營決策也增加了很多困難。

隨著階梯氣價政策逐步實施，對天然氣計量方式提出了更高的要求，現(xiàn)有以朋氣量為基礎(chǔ)計價的燃氣表，將逐漸被以金額為基礎(chǔ)計價的IC卡表和互聯(lián)網(wǎng)表所替代，然而物聯(lián)網(wǎng)計量儀表以其特有的優(yōu)勢，順應(yīng)時代的發(fā)展，必將迅速推廣應(yīng)用。

作為“氣化漢中”主體實施單位，漢中市天然氣行業(yè)在近年來快速發(fā)展，隨著下游用戶逐步增多，以及部分縣區(qū)開展的“溫暖工程”，實現(xiàn)全城供暖，點多、面廣、流量大的事實已經(jīng)擺在企業(yè)面前，同時各項生產(chǎn)工作逐步細化落實，每日準時準點完成各工商業(yè)用氣點用氣參數(shù)進行抄表統(tǒng)計，工作量極大，隨著用氣點快速增多，現(xiàn)場準時準點抄表逐漸無法實現(xiàn)。

鑒于上述原因，自2011年開始嘗試使用無線遠傳計量裝置，但該類裝置雖然一定程度解決了企業(yè)面臨的問題，同時又帶來了新的麻煩，諸如：運營維護成本高、安裝成本高、穩(wěn)定性略差、故障率偏高等因素，特別是安裝成本高，對于山區(qū)縣城，工商業(yè)用戶承受能力有限，過高的安裝費用對市場的開發(fā)有較大的阻礙。面對以上困難，經(jīng)市場凋研和觀摩學(xué)習(xí)，開始與國內(nèi)多家知名燃氣計量儀表企業(yè)溝通，尋求解決方案，最終我們將關(guān)注點集中到某公司的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品上，通過家用物聯(lián)網(wǎng)皮膜表和物聯(lián)網(wǎng)IC膏控制器的試點，使用效果較好，同時具備與后期實施的SCADA系統(tǒng)及CIS系統(tǒng)互通互聯(lián)的通用接口，截止2014年底，已安裝投運物聯(lián)網(wǎng)IC卡控制器l0臺，家用物聯(lián)網(wǎng)皮膜表1塊，并在2015年安排技改項目，擴展應(yīng)用范圍。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在家用及工商業(yè)用戶的燃氣抄收、監(jiān)控領(lǐng)域表面上是解決了燃氣公司的上門抄收、監(jiān)控問題，實質(zhì)上它是新時期信息化的發(fā)展趨勢，是未來智慧城市的組成部分，通過安裝在用戶端燃氣計量儀表、IC卡控制器等終端設(shè)施，實現(xiàn)燃氣公司與用戶的交互，即方便燃氣公司和用戶，也降低了燃氣公司及用戶安全風(fēng)險。

 

1孫海紅.2014年智能燃氣表行業(yè)發(fā)展趨勢前瞻.前瞻網(wǎng)，2014：1

2國內(nèi)外智能燃氣表行業(yè)市場發(fā)展簡述.山西新聞網(wǎng)，2012：6