不同抄表模式下民用智能燃气表管理及应用

乔 珩， 沈晓东， 申 粤

(1.杭州天然气有限公司，浙江杭州310017；2.杭州市城乡建设设计院股份有限公司，浙江杭州310004)

1 燃气表计量管理的重要性

计量表误差是影响供销差率指标的一项主要因素，表具的准确性直接影响燃气公司的经济效益和社会影响。根据国家检定规程要求，参与贸易结算的计量器具最大允许相对误差均应符合规定。JJG 577—2012《膜式燃气表》、JJG 633—2005《气体容积式流量计检定规程》、JJG 1037—2008《涡轮流量计检定规程》、JJG 1030—2007《超声流量计检定规程》分别规定膜式燃气表最大允许相对误差为±3%，罗茨流量计和涡轮流量计为±1.5%，超声流量计为±1.0%。燃气表长时间使用后，会出现表壳腐蚀、计量精度下降(计量变慢或不计量)。

影响供销差率指标的另一主要因素是燃气表抄表率的管理，民用燃气表一般每2个月抄表1次，工商表每月抄表1次，抄表后进行结算缴费，没有抄到表则不能形成销售，影响供销差率，无法回笼资金，影响公司现金流，故开展计量管理是非常必要的。

2 居民用户膜式燃气表计量管理现状

① 配置。居民用户一般配置膜式燃气表，有G2.5、 G4两种规格，有的燃气公司针对地面辐射供暖用户配置民用超声波流量计。

② 检定。根据计量法规要求，膜式燃气表在安装使用前需要由具备资质的计量检定机构进行强制检定。

③ 抽查。每年对不同批次的燃气表进行抽查，以评价供应商供应的膜式燃气表经过使用后的计量稳定性。

④ 校准。如用户对表具的计量结果有争议，燃气公司安排检定人员上门比对校准。校准时校准人员对用户燃气表的小流量情况(开小火)、是否死表、是否存在盗气(不通过燃气表)等用气情况进行检查。

⑤ 技术改进。通过对故障膜式燃气表的分析，如表壳腐蚀、表接头变形等问题，对膜式燃气表的制造工艺及有关组件改进完善，建议组装采用自动化流水线，外壳选用冷轧热镀锌钢板，接头采用铆接，关注薄膜或密封胶采用进口或国产材料性能上的差异，上下壳密封压条采用不锈钢材料，机芯侧板采用镀锌板等。

⑥ 新产品的前期试挂要求。结合燃气公司要求对于新产品严格把关，如针对新产品样本建议批次抽检20%(随机选取100～200只)进行计量检定，合格率应大于等于98%，之后试挂1 a以上，按试挂总量的10%再抽检，合格率应达100%。

3 居民用户智能燃气表的分类

① 无线射频智能燃气表

无线射频智能燃气表也称点抄表，采用FSK技术。抄表时，需要抄表人员到小区，通过手持仪在现场(居民楼附近，不需入户)对燃气表进行数据远程抄读。表内可以设置阀门，配使用寿命不小于10 a的内置锂电池(或定期更换的碱性电池)。

② 无线扩频智能燃气表

无线扩频智能燃气表采用LoRa技术，该技术的特点是可以在同等功耗下取得更远的通信距离，无需中继器，功耗降低，抗干扰性和安全性也得以提高，适用于低速率通信。LoRa技术比FSK技术高8～10倍的灵敏度，不需抄表人员到小区抄表，节约人力成本。表内可以设置阀门，配不小于使用10 a的内置锂电池，每户燃气表数据集中传到小区内配置的集中器中，表具和集中器之间采用扩频技术实现数据传输，集中器再通过第三方物联网将数据传到燃气公司用户系统。该类型智能燃气表集中器数量少，通信资费相对点抄表低，基本可以忽略不计，小区内自组网不受通信运营商影响，如果集中器出现问题可以过渡性转为点抄表。当然该类型智能燃气表也存在现场安装集中器场地受限问题，尤其是老小区。

摄像智能燃气表也属于无线扩频智能燃气表，在现状膜式燃气表结构上加装摄像传感器，定期拍照上传图片实现远程抄表。该表适用于不换基表的智能化改造。表内不设置阀门，模块内置锂电池，使用寿命不小于8 a。该表的特点是可以在原有膜式燃气表条件下安装，实现不入户抄表，因为是在原表具上加装传感器，会增加表具厚度，对安装空间会有一定要求(或采用其他形式的智能燃气表整体替换)。

③ 物联网智能燃气表

该表采用GPRS技术，该技术需要与通信公司合作，通信网络是基于第三方通信商运营的物联网，将燃气表数据直接传送给燃气公司。每只表都配有一个独立号段，表内可以设置阀门，配不小于使用10 a的内置锂电池(或碱性电池定期更换)。考虑到2G通信技术关停时间的不确定性，物联网智能燃气表以窄带物联网(NB-IoT)技术为主要发展方向，鉴于目前的推广趋势,运行维护费用逐年大幅降低。

4 民用智能燃气表应用对比及发展建议

① 应用对比分析

LoRa技术的无线扩频智能燃气表基于公用频段，表具不产生资费，只有集中器产生资费，分摊至每只表的资费可忽略不计，但对自组网需要进行维护。NB-IoT是一种低速、低功耗、深覆盖的无线标准技术，适用大数据物联网网络系统，支持NB-IoT的芯片和模组价格近年来大幅度下降，未来还有下降空间，同期通信运营商开展基站升级，2017年开始进入试用阶段，计划2019年实现商用。

LoRa与NB-IoT是两种比较有发展前景的低功耗广域网通信技术。LoRa主要在全球免费频段运行(即非授权频段)，企业也可以搭建属于自己的网络实现业务运营；而NB-IoT采用的是运营商统一部署覆盖全国的网络进行收费运营方式。

目前国内也有部分城市的燃气公司在推广通过手机APP让用户自助抄表，即由用户通过手机APP，上传照片和数据到燃气公司的后台系统，实现了非智能燃气表的不入户抄表。考虑到该种类型的抄表完全依靠用户自觉，在解决用户绑定问题的同时还要解决自发抄表问题，所以要达到智能燃气表的抄表率，需要一个不断维护宣传的过程，期间仍需要配置一定数量的人工进行入户抄表，但自助抄表是普通膜式燃气表不入户抄表的一种很好的方式。

民用智能燃气表经过逾10 a的发展，技术已成熟，故障率下降，上传率可以达到97%以上，生产成本逐年下降，竞争激烈下采购成本也随之下降，近几年，很多燃气公司从大数据分析、气源组织、调峰调度、加快气费回收、提高安全性的角度出发，对新用户推行智能抄表。据测算，按目前智能燃气表的采购成本，随着人工成本的逐年提高，人工抄表的费用将高于智能抄表的费用。

② 发展建议

结合各燃气公司的管理要求，根据各类智能燃气表的特点，综合评估技术成熟度、产品质量可靠性、成本费用、用户需求、人工抄表效率、安全性等因素，建议如下。

a.从用户需求和上门抄表的难度考虑，未来对高端精装修楼盘可以安装智能燃气表。

b.对立管和燃气表在户外的用户，考虑到抄表的安全性，建议采用智能燃气表或改造为智能燃气表。

c. 从住宅分散、抄表地址难找、上门抄表效率低等方面考虑，对分散别墅、排屋、农居点建议安装NB-IoT智能燃气表，考虑随着未来资费下降，NB-IoT智能燃气表可能会成为智能燃气表的主流。

d.如用户已安装普通膜式燃气表，又不到10 a整体更换年限的小区，若需实现不入户抄表可推广手机APP自助抄表或安装摄像智能燃气表。

e.对地面辐射供暖用户因其冬季用气量大，可以试用带温度压力补偿的超声波智能燃气表。

f.建议高层、多层楼盘小区采用无线扩频智能燃气表。

5 不同抄表模式下成本分析

① 成本构成

a.纯人工抄表包括人工费、抄表定额、抄表设备投入、通信费及辅助人力资源管理费(人员招聘、考核、结算、抄表区域安排等)等。

b.智能远传抄表包括智能模块投资、抄表采集系统投资、通信费等。

c.手机APP自助抄表包括系统投资、人工推广费(目前由抄表员推广)、通信费等。

不同抄表模式下其抄表率不同，影响公司的燃气销售和燃气款回收，影响公司现金流，产生财务成本。

② 案例分析

以用户10×104户为例，对不同抄表模式下的成本进行计算。

a.纯人工抄表模式

参考目前燃气公司的经验，该模式抄表标准按2 500 户/(人·月)测算，共需要抄表人员20人，按人员工资7.5×104元/(人·a)计算，年度支出约150×104元/a。其他主要费用如抄表设备维护费每年约20×104元(含打印机、打印纸、抄表话费等)。因抄表率差异产生的财务成本支出每年约3×104元(人工抄表的抄表率一般在87%左右，相对智能燃气表抄表率一般在97%以上，按影响两个月现金流测算)，测算出每年投入成本约173×104元。

b.智能远传抄表模式

按目前每只燃气表的无线扩频智能模块市场价格169元/块为例，一次性投入费用约1 690×104元，按10 a分摊每年169×104元。其他主要费用：集中器使用内部网卡资费可以忽略不计；年度维护由厂家免费负责；燃气公司气费短信提醒业务需要费用支出每年约2.1×104元。测算出每年投入成本约171.1×104元。

c.手机APP自助抄表结合人工抄表模式

参考目前燃气公司的经验，按10×104户用户中实现自主绑定50%，且绑定范围内人工和自助抄表比例6∶4的标准测算，该模式抄表标准以4 600～5 000 户/(人·月)测算，抄表周期为两月一抄表，测算抄表人员需求为10人。如果暂不考虑自助抄表比例的上升而产生的人员进一步减少及人员工资上涨因素，考虑10 a内整体持平，按人员工资11.5×104元/(人·a)计算(含激励)，则年度支出约115×104元/a。其他主要费用考虑燃气公司用于自助抄表的气费短信提醒业务支出每年约3.2×104元；抄表设备维护费用每年约12×104(含打印机、打印纸、抄表话费等)。因抄表率差异产生的财务成本支出每年约3×104元。测算出每年投入成本约133.2×104元。

6 结语

① 结合案例分析比较，在人力成本不断提高的情况下，采用不入户抄表可以有效降低企业成本投入，随着手机APP自助抄表的推广以及智能燃气表成本的不断下降，智能远传抄表模式以及手机APP自助抄表结合人工抄表模式的投入成本与人工抄表的差距也会进一步加大。

② 目前燃气表仍以采集读数与用户进行结算的功能为主。如公司需要增加燃气表的延伸功能，让用户有更好的体验，实现远程安全切断、与报警器连锁自动切断燃气表阀门、预付费、欠费断气、大数据分析等延伸服务功能，则可以进一步推广智能燃气表。针对智能燃气表投资高的问题，如果结合更加灵活的投融资方式，与供应商开展产品合作或PPP等模式，未来智能燃气表的发展会有更大的空间。

③ 智能燃气表采集平台建设对于加强燃气公司的管理非常重要，目前燃气公司在用的平台大部分都是由供应商提供，会出现与终端开发的产品标准协议不统一，不利于公开竞争及今后大数据的统一收集分析。故建议燃气公司结合自身的管理建立统一的智能燃气表数据采集平台。同时为减少产品规格、降低生产成本、提高智能模块的质量、实现互联互通管理，预先制订智能燃气表统一的技术标准，统一相关通信协议是非常必要的。