智能水表在末端DMA漏损控制中的应用

智能水表在末端DMA漏损控制中的应用

区贤佳

佛山市高明佛水供水有限公司 广东省佛山市 528500

摘要：智能水表之所以能帮助供水系统进行漏损检测，主要是因为其强大的数据收集和监控能力，NB-IOT的窄频带网络技术，具有很强的通讯技术，覆盖范围广、信号强、抗干扰强、稳定性强，所以，智能水表可以将收集到的信息，准确的传送到计算机上。它还具有水质、水压等数据监控功能，便于水厂数据分析，强化用水管理，并可实现智能计费等管理与服务，与智慧城市建设结合，解决了机械水表手工抄读效率低、抄录数据误差大、自来水公司长期垫资运营等状况。

关键词：智能水表；漏损控制；应用

1智能水表分类及应用

1.1远传集抄水表:

远传集抄表水表系统包括了有线远传和无线远传,而有线远传水表系统则包括了分线制远传水表和总线制远传水表。

1.1.1分线制远传水表:

①介绍:分线制水表,是一个同时具备了远程抄表和远程检测功能的早期电子产品。这种体系中的水表,是在常规水表的基础上添加了一个发信装置。在各种水表上均有一个与数据采集装置相连的信息线路,由数据采集装置完成数据处理、储存、故障记录等。

②产品分析：

优点：多个表格共享一个采集器，降低了每个用户的平均费用。

缺点：a.因为每个发讯水表都需要将信号线引入采集装置，所以每个导线都要与采集装置的终端相对应，因此，线路复杂，布线施工繁琐，不但工作量大，而且容易发生故障。b.发送表格仅以单向的信号发送给集中器，没有交互检查程序，数据非常不可靠。因为是模拟信号，所以很容易受到外界的影响。c.因为收集器是所有用户的管理，如果发生错误，会导致所有与其相连的所有仪表失去控制，因此很难保证安全。

③应用:该技术可以应用在水表出户、水表密集的地区。不过,由于这些表都采取了一表一线的方式,因此安装困难度大,而且维修比较麻烦,同时仪表的数据也容易受到影响,数据和仪表上的机械读数出现了误差,目前已逐渐淘汰。

1.1.2总线制远传水表:

①介绍:本系统软件具备了远程抄表、远程设定和诊断等功能。所使用的水基表均配有控制台,可以单独工作,也可以完成信息收集、保存和发送等的基本工作。而如果采用了阀控水表,则可以完成远程管理、阶梯水价、预先缴费等多项工作。

②产品分析：

优点：a.安装非常便捷，而且不容易出现错误，一条母线可以将整栋大楼的所有居民的水表都连接起来，成本比分线系统要低。b.数据采集装置不涉及底层数据的收集，只用于通信，测量不会受到外部环境的影响。c.总线的接通、断开并不会影响到单表的数据收集和存储，即使由于线路故障导致数据不能读取，也可以通过重新连接的方式来读取。

缺点：a.因为每个水表都配有一个主控制面板，所以价格更高。b.如果总线被一张失效的表格占据，则会对总线上的所有仪表造成影响，而且这种故障很难解决。

③应用:伴随中国经济社会的快速发展和城市化步伐的加速,现代化的住宅小区物业管理技术也在逐渐地向自动化、智能化等方面发展,中国沿海发达省份百分之八十的新建住宅小区物业管理均实现了自动化的物业管理。在现代智能住宅管理系统中,传统住宅的水、电、煤气表的智能收费功能是最主要的表现,而比较完善的总线制遥控抄表已成为了现代化小区智能水表的首选,应用范围非常广泛。

1.1.3无线远传水表：

①介绍：无线远程水表是中国近年来新兴的智能仪表，也是未来智能仪表的发展方向。本发明的水表是在总线式水表的基础上增加了一个无线收发器，通过定时双向传送技术把仪表的数据采集到一个无线采集装置中。

②产品分析：

优点：除了以上优势之外，这种水表的最大优势在于它不需要布线，维修和安装十分方便。

缺点：a.增加一张单表的无线收发器，增加了费用；b.由于住宅的构造和安装水表的位置不同，抄写时仍有盲点，因此一次抄写的成功率很低。

③应用：这种类型的水表无需管布线，安装简便，在老用户改造时，只要把常规的水表更换为无线电表。这是遥测仪表的发展趋势，如果技术进一步完善，它的市场将会十分广阔。

1.2智能水表的应用现状

1.2.1远程集抄的组成及其技术应用现状

远程采集系统包括基表、数据存储和通信系统和后台操作系统。

基表是一种用来测量水的准确测量，并把测量数据转换为电能的仪表，它由测量装置和两个部件组成。当前，主流的基本测量方法是用水表的测量装置中的叶轮对流经的水量进行测量，由水表的指示器（指针、字轮等）依次地显示出叶轮转动的流速信息。叶轮、指针、字轮等含有流动信息的部件被称为测量部件，通过传感器收集测量部件的移动，并把测量信息转换成电子信号。

总之，目前的智能水表在测量仪器和传感器技术方面呈现出多样化的特征，但由于目前的技术水平和工艺技术的制约，并未形成明显的技术和工业优势。

虽然远程集抄系统在基表、后端处理等一系列问题上面临着诸多矛盾,但正因为它初步建立了管理人员和用户之间信息交流的有效渠道,使数据管理活动在个性化、集约化、实时性、人性化等现代化管理需求中,起到了难以取代的关键作用。

1.2.2卡式智能水表系统组成及其技术应用现状

卡片式智能水表管理系统共包含三个模块:卡片智能水表、读写卡和后台管理。

智能卡式水表,是指以带有过目装置的水表为计量基础,以读卡为工作媒介,再外加控制器的电子控制阀门,所组成的一个带有预付费系统的水表。读/写卡则是指可以实现读写操作的媒介,比如IC卡,TM卡等。背景处理技术是一个可以完成读写操作的软硬件管理系统。由于读卡是企业与用户间的交流,也就是用户与卡片间的交流,因此,使用者与使用者之间的即时沟通会受到限制,使用者与使用者之间的沟通也会变得不真实。

2漏损控制

2.1主要指标：

2.1.1经济指标：产销差率=(供水总量-计费用水量)/供水总量

2.1.2技术指标：管网漏损率=(供水总量-注册用水量)/供水总量

管网漏失率=(明漏水量+暗漏水量+背景漏失水量+水箱水池的渗漏和溢流水量)/供水总量

产销差率>管网漏损率>管网漏失率

2.2控漏方案

2.2.1加强控漏硬件建设

推进老管道更新：50年以上和易爆管道的更换

选择优质的管道：新建管道采用钢管和球墨铸铁，DN100及以上；新建的DN100管线均为不锈钢复合管材。

在地形条件复杂的情况下，做好管网基础和接口的处理。

比如浙江的绍兴：

当泄漏率大于10%时，泄漏的治理重点应放在大直径管线；在漏损率小于6%的情况下，控制泄漏损失的关键在于小口径管线。

2.2.2计量仪表的生命周期管理

大口径水表实时监测解决卡表、倒装和管径匹配问题；

水表部门负责对水表进行全过程管理，及时发现并解决问题；

及时更换并校正超过3%的水表。

2.2.3模型支撑调度及管网调整

将管网压降至适当位置

2.2.4总分表差法(或进出水量差法)

长时间持续监测总表、分表的计量资料，并对DMA分区内某一时段的进、分表（用户表、出水表）的计量水差进行分析，如果分析结果出现偏差，大于8%，说明对应的区域可能出现渗漏，而总分表的差异越大，渗漏的可能性也就越大。

2.2.5DMA漏损判定方法--最小夜间流量法

根据夜间流量情况下的用水量，将网络实际漏损量（背景漏损量）与夜间最小流量相分离，作为DMA漏损监测、预警和评价的基础。

结论：随着管道泄漏检测工作的日趋严格，对供水单位的管理要求也随之增加，同时水表六年一次的实施也在持续强化，水司面临的考核压力也越来越大，因此必须对各环节进行改进，以加强对水的控制。而智能水表，则是这一系统的核心，它的市场需求将会得到进一步的扩大，整个产业的情况都会好转。

参考文献：

[1]余忻,张志果,安玉敏,等.大数据时代下的城市供水监管探索与实践[D].2020.

[2]张译文.供水管网漏损控制分区装表计量技术和应用[J].科技创新与应用,2016,0(17):173-173.