非居民用户实时抄表与用户管理系统_工程实践

摘要

摘要：介绍了燃气非居民用户管理的特点，探讨了非居民用户实时抄表与用户管理系统的构成、工作原理、主要特点、主要功能、实际应用，提出了实施中的建议。关键词：实时抄表系统；非居

摘要：介绍了燃气非居民用户管理的特点，探讨了非居民用户实时抄表与用户管理系统的构成、工作原理、主要特点、主要功能、实际应用，提出了实施中的建议。

关键词：实时抄表系统；非居民用户；用户管理

Real-time Meter Reading and User Management System for Non.residential Users

CAO Anmin

Abstract：The management characteristics of gas non-residential users are introduced.The composition，working principle，main characteristics，main functions and practical application of real-time meter reading and user management system for non-residential users are discussed，and some suggestions for implementation of the system are made.

Key words：real-time meter reading system；non-residential user；user management

随着计算机、通信、控制、(远传)自动抄表及电子识别等技术的广泛应用，燃气公司开展试点或推广非居民用户实时抄收与用户管理系统(以下简称实时抄收系统)。实时抄收系统既是新兴事物，也是未来燃气行业在信息技术应用方面的一个发展方向。因此，笔者对实时抄收系统在燃气服务管理^[1～2]中的应用进行探讨。

1 非居民用户服务管理的特点

① 数量不多，影响很大。我们通常将商业、工业、采暖、制冷、电厂等燃气用户统称为非居民用户。一方面，非居民用户的用气量所占比例很大，供销差集中。在贵阳市的40×10⁴用户中，非居民用户仅2000多户，但用气量占贵阳市总用气量的60%以上。另一方面，由于价格及价差因素，针对非居民用户的营业收入和利润是燃气企业总营业收入和利润的主要来源。

② 非居民用户分布范围广且分散，但用气量大，部分用户的用气高峰明显^[3]，特别是在冬季用气高峰期，对燃气调度影响显著。及时掌握这部分用户的用气情况，对调度工作意义重大。

③ 在抄表服务方面，采用人工抄表方式配以日常检查，已逐步凸显不便。特别是频繁的日常检查极易和用户发生冲突，事件处理也颇费周折。同时，由于抄表周期较长，不易及时发现计量仪表故障，导致计量损失较大，对燃气企业的供销差有很大的负面影响。

④ 由于利益驱动，在非居民用户中，一直存在很大的非正常用气。部分用户特别是个体经营者，非正常用气现象比较严重。因此，事前、事中控制非常必要。由于一直缺乏有效的监控手段，预防非正常用气的工作困难重重。

⑤ 鉴于非居民用户具有很高的经济价值，从客户细分的角度出发，为其提供个性化、专业化、精细化的服务，将成为快速提高燃气企业客户服务水平、树立良好的燃气企业品牌形象、促进燃气企业资源优化配置的便捷手段。

2 实时抄收系统

2.1 系统构成

实时抄收系统由管理中心及系统软件、通信网络、远程测控终端(RTU)、现场表具(包含远传智能燃气表及流量开关等)、远程监控5部分构成，见图1。

2.2 工作原理

RTU由微控制器模块、存储模块、CDMA/GPRS模块、多种接口(包括RS232、RS485、4～20mA电流环)、电源管理模块、后备电源和控制软件组成。RTU负责对现场表具信号(如计量仪表脉冲信号、4～20mA标准电流信号、RS485通信信号)以及机柜非正常开门、断电、燃气泄漏等报警信号进行采集、储存。并通过通信网络，将采集的数据及报警信号传输到管理中心。

管理中心的管理计算机和远程监控用户，通过LAN或Internet实现对现场表具的管理和控制。这些管理和控制包括实时用气数据的采集，历史用气数据的储存，相关数据的查询、分析、处理，打印输出报表以及向现场发送控制信号等。RTU根据控制信号，进行现场阀门的开关控制。

2.3 主要特点

系统可根据需要，采集用户现场的累计流量、区间流量、压力、阀门状态、流量开关状态等信息。在实现自动远程抄表的同时，管理人员可以很方便地通过计算机或手机短信，获得偷气、死表等非正常用气信息，以及断电、欠费等报警信息，便于派人进行针对性较强的现场检查。同时，系统提供用户的实时用气量信息，并可在必要时关断阀门。

流量开关是该系统的辅助设备，其状态值通过RTU进行回传。通过对流量开关状态值和燃气表读数进行对比，能准确判断用户的用气情况和计量仪表的运行情况。

2.4 主要功能

① 数据采集与实时监控功能

在完成现场数据采集后，通过联网的计算机，管理人员可以看到表具当前的流量、压力、温度等信息，实现对表具的远程监控。系统用颜色来区分不同的表具状态，以便管理人员更容易掌握表具的当前情况。

② 参数的图形显示功能

表具的流量、压力、温度等参数以图形方式显示。同时，对比管道流量状态和计量仪表的工作状态，以及对用气量3条曲线(额定用气量曲线、实际用气量曲线和根据历史用气量得到的仿真用气量曲线)进行对比，及时发现异常计量和非正常用气(如偷气、表漏气、表慢、表快、死表等)情况。

③ 流量报警设置功能

系统提供流量报警设置功能，可对表具不同时段的最小流量、最大流量进行设置。系统获得表具当前流量后，将根据现场流量开关的开关状态和表具在该时段的流量限值来判断流量是否异常。如果异常，系统将报警，提示管理人员注意。

④ 表具异常及RTU被破坏的报警功能

对于表具的异常状态(如流量超限、字轮异常、表数倒转、通信异常等)或RTU被破坏，系统均能立即以声音和短信的方式提醒管理人员注意。

⑤ 停电报警功能

RTU平时由市电(交流220V)供电，当市电停电时，将启用后备电源，并上传停电信息。系统收到信息后，将进行RTU停电报警，以声音和短信的方式提醒管理人员注意，以便采取相应的措施。

⑥ 分区管理功能

系统提供分区管理功能，可以将一个城市划分为几个片区，管理人员可以更方便、有效地对表具进行管理。

⑦ RTU和表具管理功能

系统提供RTU和表具管理功能，管理人员可以录入RTU和表具的资料。对于不同的表具，管理人员可以根据其特点和管理的需要，设置它的采样周期、RTU的上传周期等参数，从而实现个性化管理。

⑧ 信息查询

系统提供丰富的信息查询功能。管理人员可以了解表具的历史资料和信息，进行数据分析，形成各种报表。管理人员可根据时间段，按用户名或计量仪表类型等方式查询数据、报警记录及其他信息，可对查询的数据进行统计、分析、备份、打印等。并能通过流量图显示的分析趋势曲线直观查看用户的瞬时流量和累计流量，以便掌握非居民用户的用气规律，为燃气调峰提供依据^[4]。

⑨ 时钟同步及其他功能

由于通信的需要，RTU上配备的实时时钟在安装时进行初次校准，之后在每次RTU与管理中心通信时，都会自动根据管理中心服务器的时钟进行校时，以确保RTU与管理中心服务器的时钟同步，但管理中心服务器的时钟精度不够。因此，设置GPS同步时钟，并保持对服务器的实时刷新，确保整个系统时钟的准确。

系统还提供系统设置、采集时间与上传时间设置、用户管理、权限设定、数据维护等其他功能。

2.5 实际应用

① 杭州市燃气(集团)有限公司于2010年上半年对479户工业及商业用户进行了该系统的安装，并于下半年对近300户日用气量大于100m³/d的用户进行改造。根据实际运行情况和经验，估计会在日后新增日用气量大于100m³/d的用户中，将该系统作为燃气安装的基本条件。

② 成都城市燃气有限责任公司从2010年开始在新建工商业用户中全面推广该系统，截至目前已安装383户，2011年拟对既有3000户工商业用户分批进行改造。成都市其他燃气公司也在新发展的工商业用户中大力发展该系统。

③ 北京市燃气集团有限责任公司于2010年在北京大学、国防大学、北京师范大学、北京市委党校等多所机关院校以及部分餐饮企业中安装了该系统，共50个监控点。

④ 贵州燃气(集团)有限责任公司于2008年底开始了相关试点工作，进行了管理中心和10个远程测控终端的安装。从2010年开始，在新商业用户中推广使用。到目前为止，完成了80个监控点的安装并开通使用，效果良好。基于在实时远程抄表方式、非正常用气实时判断分析、数据采集的实时化和远程化3个方面的创新，该系统的安装作为贵州省制造业信息化工程示范项目，获贵州省科技厅工业攻关经费20×10⁴元。

3 实施中的建议

① 安装气体流量开关

在系统中，仅仅进行实时流量、管网压力、断电等信息的采集是不够的，还应该安装气体流量开关，最大限度地发挥系统作用。

安装气体流量开关，当管道内有气体流过时，系统能检测到相关信号。通过对比管道的流量状态和计量仪表的工作状态，能更加可靠、及时地发现异常计量和非正常用气情况，可以派人进行针对性很强的现场检查。同时，实时数据可作为处理相关纠纷的证据和预测用气量的依据。实践证明，安装气体流量开关，是该系统的重要创新，是系统作用发挥最大化的关键。

② 配置GPS同步时钟

系统运行中，RTU与管理中心之间的通信，采用全在线、RTU主动访问方式进行。当RTU达到一定数量后，需考虑访问错峰问题，且有采集时间记录的需要，RTU时钟与管理中心服务器时钟同步，成为系统稳定运行和信息可靠采集的重要条件。因此，设置GPS同步时钟，并保持对服务器的实时刷新，确保整个系统时钟的准确。

③ 表具接口和改造

RTU对现场表具信号进行采集，而通常燃气计量仪表包括孔板流量计系统、涡轮流量计、皮膜式燃气表等几大类，接口差异较大，故必须对现场使用的计量仪表进行全面分析，确定接口技术方案。RTU的具体配置，须根据现场使用的表具不同而进行调整。笔者以贵阳市使用的几种计量仪表为例进行分析。

a. 膜式燃气表

膜式燃气表采用机械计数器，没有远传接口、压力传感器和温度传感器。施工时，需对计数器进行改造，增加直读远传电子装置，输出接口采用RS485总线。若需监控管道压力，则安装带有4～20mA电流环输出接口的压力表；若需监控气体温度，则安装带有4～20mA电流环输出接口的温度传感器。

b. 非智能型气体涡轮流量计

非智能型气体涡轮流量计采用非机械计数器，有液晶显示，不具备压力传感器和温度传感器，部分配备了RS485输出接口，部分未配备输出接口。施工时，不需改造，但须使用原厂的RS485输出接口。若需监控管道压力，则安装带有4～20mA电流环输出接口的压力表；若需监控气体温度，则安装带有4～20mA电流环输出接口的温度传感器。

c. 智能型气体涡轮流量计

智能型气体涡轮流量计采用非机械计数器，有液晶显示，具备压力传感器和温度传感器，部分配备了RS485输出接口，部分未配备输出接口。对于配备了RS485输出接口的表具，可以直接接入RTU，实现表具流量等信息的远传；对于没有配备RS485输出接口的表具，需要从厂家购买相关的RS485输出接口配件，实现远传。

d. 腰轮流量计及LWQ系列涡轮流量计

接口技术方案同膜式燃气表。

e. 孔板流量计系统

孔板流量计系统由孔板流量计、计算机及系统软件组成。系统记录流量、压力、温度等信息，但累计流量没有输出接口。因此，需在系统中增加接口功能，将数据通过串口按照一定的协议传给RTU，实现远传。

④ 用户的选择

优先考虑用气量大的用户和有违规、有偷气漏气嫌疑的用户以及地点较远、不易巡检的用户。安装前宜与用户充分沟通，确保设备的供电、防盗、防破坏等。由于不同用户采用不同的计量仪表，故采集的参数和监测要求也应适当调整。

⑤ 费用承担

对已开通使用燃气的用户，由燃气公司承担建设费用。而对新用户，建议将建设费用直接计算在设计方案中，由用户承担建设费用。若设计时选用有压力、温度补偿的大流量膜式燃气表，则应选择带数字量输出的产品。

⑥ 提高用户支持力度

由于该系统对用户的不正当利益产生影响，故用户没有安装的积极性，部分用户甚至很不配合，因此该系统的安装困难较大。在实施中，职能部门应加大现场查处力度，敦促配合安装，确保燃气公司的利益。

⑦ 强化人员培训

部分非技术人员，由于各种原因，对系统的认识存在一定的不足，导致对用户的宣传存在较大偏差，使用户对系统安装存在疑虑。因此，须加大非技术人员的培训力度，提高对系统的正确认识。

参考文献：

[1] 高明杰.燃气信息化安全服务管理系统的应用[J]。煤气与热力，2005，25(3)：28-29.

[2] 鲍秀伟.大型商业用户燃气流量计量远程采集管理系统[J].煤气与热力，2006，26(8)：28-30.

[3] 徐松强.燃气调峰与用户发展策略[J].煤气与热力，2011，31(4)：A27-A29.

[4] 贾林.北京市天然气用户数据采集传输方法的探讨[C]∥中国土木工程学会城市燃气分会信息化专业委员会.远传抄表系统燃气行业应用专题研讨会论文集.拉萨：中国土木工程学会城市燃气分会信息化专业委员会，2010：16-19.

(本文作者：曹安民贵州燃气(集团)有限责任公司贵阳鸿源燃气建设发展有限责任公司贵州贵阳 550001)