天然氣作為一種的清潔能源，在改善大氣污染中起到非常重要的作用。也在將天然氣發(fā)展成為我國主體能源之一。天然氣的快速發(fā)展也給智慧燃?xì)鈳砹斯饷鞯那巴?，但同時(shí)也帶來了一定的挑戰(zhàn)。本文探討了燃?xì)夤窘ㄔO(shè)公共事業(yè)*物聯(lián)網(wǎng)的步驟和經(jīng)驗(yàn)，并闡述了公共事業(yè)*物聯(lián)網(wǎng)提供的直接效益，以及面向未來的發(fā)展和技術(shù)演進(jìn)。
天然氣產(chǎn)業(yè)的前景和挑戰(zhàn)
隨著勘探技術(shù)的不斷創(chuàng)新，天然氣作為資源的可用性和優(yōu)勢(shì)越來越明顯，天然氣產(chǎn)業(yè)的前景非常光明。目前，我國一次能源消費(fèi)中天然氣的占比小于水平，與美國、俄羅斯等天然氣消費(fèi)大國相比差距更大(2016年 24.1%，美國31.5%，俄羅斯52.2%)。2017年，*印發(fā)《加快推進(jìn)天然氣利用的意見》指出，逐步將天然氣培育成為我國現(xiàn)代清潔能源體系的主體能源之一。到2020年，天然氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比力爭達(dá)到10%左右，地下儲(chǔ)氣庫形成有效工作氣量148億立方米。到2030年，力爭將天然氣在一次能源消費(fèi)中的占比提高到15%左右，地下儲(chǔ)氣庫形成有效工作氣量350億立方米以上。
我國與能源消費(fèi)大國的天然氣消費(fèi)占比對(duì)照?qǐng)D
近業(yè)內(nèi)在頁巖氣勘探和可用性方面取得了重大的進(jìn)展，加上天然氣鉆探效率的提升和成本的降低，使天然氣產(chǎn)業(yè)正在受到更廣泛的關(guān)注。同時(shí)，隨著在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)和節(jié)能減排方面的大力投入，天然氣在清潔能源領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。
天然氣快速增長的同時(shí)也給智慧燃?xì)鈳砹藱C(jī)遇和挑戰(zhàn)，尤其是人才培養(yǎng)和新技術(shù)的積累。在天然氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展過程中，燃?xì)馄髽I(yè)在生產(chǎn)安全、簡化運(yùn)營、提率方面等對(duì)公用設(shè)施的要求日益提高，傳統(tǒng)燃?xì)庠O(shè)施已步入技術(shù)更新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的軌道，技術(shù)工程師開始新老更替，單純經(jīng)營基表的企業(yè)面臨挑戰(zhàn)。因此，新一代智慧燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)的驅(qū)動(dòng)力是掌握信息技術(shù)的能力。隨著科技進(jìn)步，智能表計(jì)的體積更小，功能更豐富，數(shù)字化能力更強(qiáng)，這也使下一代智能燃?xì)馄骶呱a(chǎn)的相關(guān)企業(yè)必將著眼于通信網(wǎng)絡(luò)的力量，為公司提供競爭優(yōu)勢(shì)。
ami在智慧燃?xì)庵械淖饔?br>電力企業(yè)已經(jīng)加速了ami(advanced metering infrastructure)技術(shù)的發(fā)展，并大力推廣基于“智能電網(wǎng)”體系的解決方案。燃?xì)夤竞妥詠硭就ǔＲ蕾囉谌斯な殖?walkby)方案，自動(dòng)抄表(amr)系統(tǒng)，或智能卡預(yù)付費(fèi)表方案。隨著智慧燃?xì)獾目焖侔l(fā)展，從早期的amr方案向ami演進(jìn)，已成為主流方向?；跓o線通信組網(wǎng)的ami技術(shù)，支持雙向的無線通信，滿足低成本和低功耗的通信模組要求，通過無線連接智能表計(jì)和其他管網(wǎng)設(shè)備，提高遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)化能力，為天然氣公司和終端用戶提供的商業(yè)價(jià)值。
無線遠(yuǎn)傳表計(jì)的演進(jìn)過程
ami系統(tǒng)的進(jìn)步，積極的案例研究和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，可以幫助天然氣公司理清技術(shù)投資中的疑問。基于*物聯(lián)通信網(wǎng)絡(luò)方案，部署少的基礎(chǔ)設(shè)施，提供穩(wěn)定的、*的平臺(tái)，允許在不中斷業(yè)務(wù)的情況下進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)。優(yōu)化運(yùn)營成本和人力資本，ami系統(tǒng)正在創(chuàng)造引人注目的商業(yè)案例來證明投資的合理性。
建設(shè)下一代智能燃?xì)獾奈鍌€(gè)步驟
步驟1：建立專注運(yùn)營效率的商業(yè)計(jì)劃
這一步驟需要幫助燃?xì)夤纠砬褰ㄔO(shè)ami的目標(biāo)與核心需求。例如：在建設(shè)ami系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力方面，電力公司主要關(guān)注提高可靠性，水務(wù)公司主要關(guān)注點(diǎn)在于漏損與產(chǎn)銷差。與之相類似的，燃?xì)夤驹谔岣哌\(yùn)營安全和運(yùn)營效率的基礎(chǔ)上，建立ami系統(tǒng)具有廣泛的商業(yè)價(jià)值。
實(shí)現(xiàn)燃?xì)庠O(shè)施的數(shù)據(jù)采集，是智慧燃?xì)獾幕灸繕?biāo)。因此，智慧燃?xì)庀到y(tǒng)基于雙向通信網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)從智能表計(jì)和其他傳感器設(shè)備發(fā)送到公用事業(yè)平臺(tái)，通過智能軟件和專業(yè)技術(shù)人員的分析。這些數(shù)據(jù)將為燃?xì)夤咎峁┨岣哌\(yùn)營效率的基礎(chǔ)。
保障供氣安全，簡化運(yùn)營模式，提高運(yùn)維效率是智慧燃?xì)獾暮诵哪繕?biāo)?；跓o線組網(wǎng)的ami系統(tǒng)支持燃?xì)夤九c儀表之間的遠(yuǎn)程通信，對(duì)比傳統(tǒng)的每月或雙月人工抄表或現(xiàn)場執(zhí)行日常操作，可以顯著降低運(yùn)營成本，不僅包括工程師工時(shí)成本，還包括車輛、手持設(shè)備、燃料等成本。在ami系統(tǒng)部署以后，一年內(nèi)遠(yuǎn)程抄表功能可以節(jié)省大約28,000個(gè)工單，7500個(gè)工時(shí)。
ami系統(tǒng)可以提前預(yù)判終端用戶的問題，技術(shù)人員會(huì)在入戶解決問題之前，獲得更多解決問題所需的信息。同樣的，通過調(diào)取用戶的詳細(xì)數(shù)據(jù)，呼叫中心和客戶服務(wù)人員，就可以在次接到用戶投訴電話時(shí)，完成問題的解決，提高一次解決問題的成功率，減少工單和部門間協(xié)作。
數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽颗c安全，以及持續(xù)推動(dòng)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新的能力，是智慧燃?xì)獾闹攸c(diǎn)目標(biāo)。公共事業(yè)*物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的星形網(wǎng)絡(luò)，通過*的無線頻譜進(jìn)行通信，可以有效避免干擾，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的覆蓋能力。而且使用*頻譜的基站數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于共享頻譜解決方案的基站數(shù)量。
步驟2：投資建設(shè)可靠安全的通信網(wǎng)絡(luò)
雙向通信網(wǎng)絡(luò)是智慧燃?xì)庀到y(tǒng)的基礎(chǔ)，是燃?xì)夤九c用戶之間傳遞信息的通道。每個(gè)燃?xì)夤荆谶x擇網(wǎng)絡(luò)時(shí)都必須考慮其具體需求和優(yōu)先級(jí)。
公共事業(yè)*無線物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)安裝靈活。采用*頻譜的無線通信系統(tǒng)，按照無線電管理規(guī)范要求發(fā)射無線電信號(hào)，通信受到保護(hù)減少干擾，這就會(huì)比公共頻譜具有更強(qiáng)的覆蓋能力。因此，*頻譜的無線基站數(shù)量大大減少，這樣可以支持在系統(tǒng)生命周期內(nèi)，以較低的基礎(chǔ)設(shè)施投資，部署連續(xù)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)。在環(huán)境復(fù)雜或具有挑戰(zhàn)性的密集城市地區(qū)，可以更好地控制投資成本，同時(shí)獲得系統(tǒng)的大可靠性和性能優(yōu)勢(shì)。而且，單基站系統(tǒng)的容量也會(huì)大幅提高，系統(tǒng)可以連接更多終端來進(jìn)行業(yè)務(wù)擴(kuò)展，以支持更多的客戶。
通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該基于開放的標(biāo)準(zhǔn)，保證燃?xì)夤驹谶M(jìn)行元器件，設(shè)備采購過程中的靈活性。公用事業(yè)單位需要從一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)商處選擇儀表，智能設(shè)備或儀表數(shù)據(jù)管理軟件。因此，通信網(wǎng)絡(luò)必須支持互聯(lián)互通，這就可以將上述組成部分無縫集成到統(tǒng)一的智慧燃?xì)庀到y(tǒng)中。再者，如果公用事業(yè)單位使用的系統(tǒng)具有通信互操作能力這也為支持未來創(chuàng)新應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
采用開放的，標(biāo)準(zhǔn)化的方式構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，是提供智慧燃?xì)夥桨赶嚓P(guān)企業(yè)的基本原則。因?yàn)榭蛻粼谧詣?dòng)抄表的基礎(chǔ)上，具有更長遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)和技術(shù)創(chuàng)新需求。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化和靈活性為客戶后續(xù)疊加技術(shù)做好準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)快速，或者滿足更多樣，更靈活的智慧燃?xì)獾膶I(yè)需求。
雙向通信網(wǎng)絡(luò)的開放性需要面對(duì)來自互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的信息安全威脅，因此數(shù)據(jù)安全性問題至關(guān)重要。水、電、燃?xì)獾裙彩聵I(yè)單位涉及到國計(jì)民生，選擇一個(gè)能夠穩(wěn)定運(yùn)營、可靠、可管理的通信網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。終端用戶，監(jiān)管機(jī)構(gòu)和燃?xì)夤径紩?huì)密切關(guān)注智慧燃?xì)庀到y(tǒng)的信息安全性，以確保運(yùn)營和隱私得到保障。
采用基于*頻譜的標(biāo)準(zhǔn)化的無線物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，更適合應(yīng)用在上述智慧燃?xì)?、智慧水?wù)等公共事業(yè)單位。*物聯(lián)通信網(wǎng)絡(luò)，使用無線電管理委員會(huì)授權(quán)的*頻譜，有效的控制信號(hào)干擾，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的物理隔離，并采用專網(wǎng)安全架構(gòu)和加密方式。
基于*頻譜的標(biāo)準(zhǔn)化的無線物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的智慧架構(gòu)
步驟3：連接*的自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備入網(wǎng)
燃?xì)夤驹?無線通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，裝備現(xiàn)有和新型的智能設(shè)備。非機(jī)械計(jì)量表計(jì)集成了新型傳感器同時(shí)具有監(jiān)測功能，已大幅推進(jìn)天然氣計(jì)量水平的提升，并將繼續(xù)在促進(jìn)建設(shè)智慧公共事業(yè)系統(tǒng)方面發(fā)揮重要作用。隨著新型計(jì)量技術(shù)(如超聲波)取代了機(jī)械計(jì)量技術(shù)，天然氣公司將應(yīng)用創(chuàng)新的、高度集成的、功能豐富的新型表計(jì)，比簡單抄表讀數(shù)具有更顯著優(yōu)勢(shì)。
超聲波工商業(yè)燃?xì)獗淼某晒ι逃?，是自皮膜表、渦輪表、羅茨表以來燃?xì)庥?jì)量技術(shù)的重大進(jìn)步。而且在其緊湊的外殼內(nèi)，超聲波燃?xì)獗砜梢约蓽囟群蛪毫πＵδ埽啾葌鹘y(tǒng)的外置溫壓修正儀，節(jié)省了大量空間和投資。
每年，燃?xì)夤径紩?huì)指派數(shù)千個(gè)工單來關(guān)斷戶用供氣，以確保安全，應(yīng)對(duì)欠費(fèi)等問題。如果技術(shù)人員無法遠(yuǎn)程控制表計(jì)，則需要額外的交通、入戶、物業(yè)等成本。通過使用雙向無線通信模組和遠(yuǎn)程燃?xì)怅P(guān)斷設(shè)備集成，公用事業(yè)單位可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程關(guān)斷。遠(yuǎn)程控制還有助于保護(hù)員工安全，減少工傷事故的概率，例如寵物攻擊、不友好用戶、劃傷等。
智能燃?xì)獗沓松鲜龊唵蔚年P(guān)斷功能外，還可以從*的表計(jì)中讀取壓力，在線查看供氣水平，避免斷氣等。為了提高用氣安全，如果采集到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)一些異常，例如壓力達(dá)到預(yù)定的門限值(過高壓、過低壓)或者溫度升高(可能指示火警)等等，燃?xì)夤究梢愿鶕?jù)以往的經(jīng)驗(yàn)提前定制告警，進(jìn)行自動(dòng)關(guān)斷供氣，減少事故的發(fā)生。智能燃?xì)獗磉€具有傾斜報(bào)警和篡改警報(bào)功能以防止盜氣行為，內(nèi)置的數(shù)據(jù)日志記錄各種告警、事件和時(shí)間戳信息。如果檢測到振動(dòng)(例如地震活動(dòng))，將實(shí)時(shí)通知燃?xì)夤荆瑫r(shí)對(duì)表計(jì)自動(dòng)關(guān)斷。未來，還可以連接戶內(nèi)的一氧化碳，煙感或煤氣探測器，以增加室內(nèi)安全。
目前天然氣在各領(lǐng)域使用的占比
在不久的將來，超聲波燃?xì)獗韺⒗^續(xù)把通信和其他新功能集成于一體。屆時(shí)超聲波燃?xì)饩哂型暾ㄐ?、遠(yuǎn)程閥控、供氣壓力監(jiān)、燃?xì)庑孤z測、內(nèi)置智能應(yīng)用以及報(bào)警功能的智能燃?xì)獗?，將在提高公用事業(yè)的運(yùn)營效率和安全性方面發(fā)揮重要作用。
展望未來，燃?xì)夤究梢詫mi網(wǎng)絡(luò)與陰極保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)集成于一體。進(jìn)一步提高管網(wǎng)維護(hù)的集中度。中國每年腐蝕成本達(dá)到2萬億元人民幣。腐蝕也是世界各國面臨的共同問題，每年腐蝕成本約占各國國內(nèi)生產(chǎn)總值的3%—5%，大于自然災(zāi)害、各類事故損失的總和，其中25%~40%的腐蝕成本可以避免。據(jù)估算，管道腐蝕成本為2.2萬億美元。
步驟4：提供可執(zhí)行性的智能數(shù)據(jù)分析
智慧燃?xì)庀到y(tǒng)將為燃?xì)夤咎峁┍纫酝嗟臄?shù)據(jù)，洞察的商業(yè)機(jī)會(huì)。從提高抄表頻率到整個(gè)管網(wǎng)監(jiān)控，智能應(yīng)用正在推動(dòng)更高標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)營效率，客戶服務(wù)和系統(tǒng)安全。
自然的天然氣管道圖
戶用燃?xì)獗硗ǔＣ吭禄蛎績蓚€(gè)月抄表一次。對(duì)于每兩個(gè)月抄表一次的用戶，未抄收月份的計(jì)費(fèi)，通常是根據(jù)用戶用氣習(xí)慣人工估算的，人為錯(cuò)誤影響計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確性，這會(huì)增加用戶投訴并降低滿意度。安裝ami系統(tǒng)后，可以按小時(shí)級(jí)讀取數(shù)據(jù)，為公共事業(yè)單位提供完整的數(shù)據(jù)和其他相關(guān)的詳細(xì)信息。展望未來，超聲波等新型計(jì)量儀表，可以提供更為詳實(shí)的用氣數(shù)據(jù)。
例如，智慧燃?xì)獾氖褂每蛻裟壳懊刻鞆钠鋋mi系統(tǒng)中讀取每小時(shí)讀數(shù)，并將其每日發(fā)送至客戶信息系統(tǒng)中，每天的抄表成功率超過99.5%。每小時(shí)讀取提供的數(shù)據(jù)對(duì)于判斷異常情況(如使用率峰值)和完善各種后臺(tái)功能(如審計(jì)和計(jì)費(fèi))非常有價(jià)值。
不同的公用事業(yè)單位將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于多種領(lǐng)域。運(yùn)營人員可以深入的了解系統(tǒng)的性能，優(yōu)化資源的分配；包括客服和計(jì)費(fèi)人員，這樣就可以收集更詳細(xì)的賬戶信息，提高客服質(zhì)量。
步驟5：執(zhí)行積極的用戶交互策略
從智慧燃?xì)庀到y(tǒng)收集的數(shù)據(jù)可幫助燃?xì)夤靖纳瓶蛻舴?wù)，并為客戶提供訪問信息的渠道，使他們能夠在能源使用方面進(jìn)行合理的選擇。燃?xì)夤局鲃?dòng)向客戶推廣有關(guān)智能表計(jì)和無線抄表的優(yōu)勢(shì)和知識(shí)，解決終端用戶的疑問。
燃?xì)夤疽呀?jīng)開始為客戶提供更多更詳細(xì)的用氣信息，這同樣會(huì)激發(fā)出更多的商業(yè)機(jī)會(huì)，其中在線門戶網(wǎng)站，手機(jī)app是常見的方式。相比而言，一些公共事業(yè)單位則更快一步，他們通過家庭能源管理設(shè)備推送這些信息。這些信息使客戶能夠盡可能多地了解他們的能源使用情況以及更清晰的了解賬單。隨著時(shí)間的推移，通過優(yōu)化賬單、引導(dǎo)消費(fèi)的方式，有助于培養(yǎng)客戶的節(jié)能行為，提高節(jié)能減排的社會(huì)效益。
智能電網(wǎng)計(jì)劃已經(jīng)在ami領(lǐng)域里進(jìn)行了廣泛宣傳和用戶引導(dǎo)，這對(duì)燃?xì)夤镜母脑炀哂袔椭蛥⒖家饬x。同樣燃?xì)夤疽矐?yīng)該采取積極主動(dòng)的方式，通過網(wǎng)站、新聞、廣告等方式與客戶溝通有關(guān)部署ami系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和變化，與當(dāng)?shù)卣兔襟w合力進(jìn)行宣傳。
用戶互動(dòng)水平的提高以及計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)更加透明化，還有助于公共事業(yè)單位識(shí)別用戶的行為，并提供節(jié)能的建議。隨著時(shí)間推移和用戶趨勢(shì)的積累，公用事業(yè)單位可以提供環(huán)保建議或向用戶推出新的服務(wù)。
小結(jié)和展望
目前，天然氣企業(yè)正處在業(yè)務(wù)快速發(fā)展時(shí)期，技術(shù)創(chuàng)新不僅幫助燃?xì)馄髽I(yè)應(yīng)對(duì)優(yōu)化運(yùn)營效率的挑戰(zhàn)，而且為*的產(chǎn)業(yè)升級(jí)帶來機(jī)遇。在提高整個(gè)運(yùn)營效率的基礎(chǔ)上，天然氣企業(yè)將發(fā)掘出投資ami系統(tǒng)，建立安全可靠的通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)和潛力。城域規(guī)模*通信網(wǎng)絡(luò)，將各種監(jiān)測和控制設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中，通過專業(yè)的數(shù)據(jù)分析，提高運(yùn)維效率和客戶滿意度。
(原標(biāo)題：只要五個(gè)步驟，完成下一代智慧燃?xì)獾慕ㄔO(shè))