顧瑞彥

（上海市燃氣設備計量檢測中心，上海 201208）

智能燃氣表的應用分析

顧瑞彥

（上海市燃氣設備計量檢測中心，上海 201208）

隨著電子科技的迅速發(fā)展，在很多傳統(tǒng)的領(lǐng)域都開始實現(xiàn)智能化，大大提高了生產(chǎn)以及工作效率。在燃氣計費管理中使用智能燃氣表較傳統(tǒng)的人工抄表方式有了很大改善，并加強了對欠費的清繳以及欠費用戶的管理。根據(jù)智能燃氣表的各種功能特點以及具體的使用要求，并且根據(jù)實際的應用情況對表具進行選型以及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進行設計，這樣可以最大程度地發(fā)揮智能燃氣表的使用效果。因此首先就智能燃氣表的類型進行闡述，然后對其應用進行探討，以供參考。

智能；燃氣表；應用分析

在燃氣系統(tǒng)中，燃氣表作為最為重要的組成部分，是燃氣計量與收費的主要依據(jù)來源。在城市的燃氣供應方面，由于使用的范圍比較廣，用戶比較多，所以在燃氣費用的計量以及抄收方面具有非常多的困難，在工作效率方面存在非常大的瓶頸，使用智能燃氣表可以有效及時的反饋燃氣用戶的用氣量數(shù)據(jù)，大大提高了燃氣費用計量的準確性。在電子科技迅速發(fā)展的今天，應用智能化的設備進行工作已經(jīng)成為一種發(fā)展的必然途徑，智能燃氣表的應用可以對傳統(tǒng)燃氣管理的模式進行創(chuàng)新，因此使用智能燃氣表具有非常重要的意義[1]。

1 智能燃氣表類型

在目前常見的智能燃氣表的類型中，根據(jù)其工作原理的不同可以分為遠傳燃氣表以及卡式燃氣表，主要是有膜式基表以及智能控制模塊還有控制閥門三部分組成，基表主要是用于計量燃氣用量，智能控制模塊主要用于數(shù)據(jù)遠傳、充氣以及控制閥門的控制。

1.1 卡式燃氣表

卡式燃氣表主要是由用氣控制功能以及預收費兩部分組成，實行一卡一表，用戶使用燃氣卡在指定的營業(yè)廳進行充值繳費，營業(yè)部門通過收費管理系統(tǒng)對用戶的購氣量進行充值，隨后用戶將燃氣卡插入到智能燃氣表內(nèi)寫入充氣量，智能控制模塊控制打開氣閥，從而實現(xiàn)供氣，這就是完整的購氣繳費過程。當用氣量在系統(tǒng)中顯示為零時，智能控制模塊會控制氣閥關(guān)閉，停止供氣，需要用戶使用購氣卡去營業(yè)部門進行購氣。根據(jù)購氣卡的類型不同，智能燃氣表通?？梢苑譃镃PU卡表，IC卡表以及射頻卡表，經(jīng)過不斷的改進以及完善，目前的燃氣表具備的功能越加完善：①密鑰驗證功能；②警戒氣量報警功能；③預付費功能；④欠費閥門關(guān)閉功能；⑤非法卡識別功能；⑥購氣充值功能；⑦在線充值功能；這些功能不但可以實現(xiàn)用戶自助繳費，還可以對違規(guī)操作的用戶加以控制，避免由于人為因素而導致的燃氣安全事故，具備非常高的安全性[2]。

由于卡式燃氣表的固有硬件以及特定的工作特別，在使用的過程中要對下面幾個問題加以關(guān)注：首先是環(huán)境問題，在惡劣的環(huán)境下，尤其是有蒸汽、高溫、油煙以及潮濕的環(huán)境下，會出現(xiàn)智能控制模塊受到污染而失效的現(xiàn)象。其次是由于燃氣質(zhì)量的不同，在使用較差燃氣時會對控制閥門產(chǎn)生污染，造成關(guān)閉不嚴甚至是關(guān)閉失效的情況，出現(xiàn)燃氣方面的損失。然后是收費管理系統(tǒng)以及燃氣表自身功能的限制，導致燃氣表上面會出現(xiàn)一定的氣量囤積現(xiàn)象，尤其是在冬季用氣量較大的情況下，出現(xiàn)供應不足甚至是調(diào)配不合理的情況，最后是卡式燃氣表由于是非終端物聯(lián)網(wǎng)的表具，所以無法對故障表具進行及時的排查，只能通過上門服務的方式對故障表具進行更換。

1.2 遠傳燃氣表

遠傳燃氣表是一種可以進行數(shù)據(jù)遠傳以及基表計量進行讀取的燃氣表，在數(shù)據(jù)的傳輸方面是通過采集器對基表的表數(shù)進行讀取，并通過有線或者是無線的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h端資源機，在數(shù)據(jù)信號進行傳輸?shù)倪^程中，通過無線POS系統(tǒng)或者是有線自動的方式傳入收費管理系統(tǒng)，并且實現(xiàn)收費管理系統(tǒng)對用氣量的計算以及費用的計算[3]。

在遠傳燃氣表的使用過程中，由于其傳輸方式不一樣，通?？梢苑譃橛芯€和無線遠傳表，其具備的主要功能有以下幾個方面：具備有線或者是無線對數(shù)據(jù)的讀取以及傳輸，從而可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳的功能；對控制閥門實現(xiàn)遠程控制；在出現(xiàn)表具故障的情況下可以對閥門進行關(guān)閉，從而實現(xiàn)自動化的故障緊急處理；具備了以上這些功能，就可以通過有線或者是無線的方式對智能燃氣表實現(xiàn)遠程控制，并且對欠費的用戶實現(xiàn)管控，無論是出現(xiàn)任何的突發(fā)情況，比如火災之類的災害發(fā)生時，能夠及時地切斷燃氣供氣，避免出現(xiàn)爆炸等事故的發(fā)生；同時遠傳燃氣表是在遠程進行收費管理，實現(xiàn)后交費，從而避免了燃氣表氣量囤積的問題[4]。

在使用遠傳燃氣表的過程中要對以下幾個問題加以關(guān)注：首先是要確保有線或者是無線傳輸設備的正常工作，這也是燃氣表與燃氣管理系統(tǒng)連接的紐帶，一旦出現(xiàn)故障將無法進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫幌盗械目刂撇僮?。無線遠傳燃氣表的使用過程中，盡量將設備安裝在開闊地帶，避免出現(xiàn)多個障礙物的阻隔，盡可能保證傳輸信號的正常性；有線遠傳燃氣表在進行線路敷設的過程中，盡可能敷設在暗處，避免出現(xiàn)線路被損壞的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)有線線路的故障，后續(xù)進行排查和維修的工程量是非常巨大的。其次是運用傳輸通訊的過程，就一定會出現(xiàn)通訊方面的費用，增加了燃氣使用的使用成本。

1.3 新一代智能燃氣表

近來來，隨著科技技術(shù)的快速發(fā)展，研究出了一種新型的智能化燃氣表，這種燃氣表以熱紅外作為傳輸媒介，對數(shù)據(jù)進行傳輸，也就是網(wǎng)絡型紅外燃氣表，以此與上述兩種燃氣表進行對比不難發(fā)現(xiàn)，其具有非常多的優(yōu)勢：

（1） 與卡式燃氣表相比，在紅外傳燃氣表中使用的電路是固定的模塊化結(jié)構(gòu)，其中將氣路以及電路進行分隔，并且進行密封與外界的環(huán)境進行隔離；在進行數(shù)據(jù)采集的過程中是動態(tài)紅外加密以及分段式加密的方式并在遠端設置動態(tài)密碼，從而有效克服卡式燃氣表可能出現(xiàn)的爆炸事故或者是受到外界干擾等方面的弊端，從而最大限度的確保傳輸數(shù)據(jù)的準確性，大大提高了燃氣表的可靠性。在數(shù)據(jù)傳輸方面，紅外傳燃氣表均是采用紅外線光通訊結(jié)構(gòu)，由于對其電路部分進行了密封，所以在外界環(huán)境較差的情況，仍然可以正常的運行，數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)也非常穩(wěn)定，不存在更換的情況，在潮濕甚至是酸堿腐蝕的環(huán)境中，都可以正常的使用。其次是元器件的壽命，在各種惡劣的環(huán)境中，紅外傳燃氣表的使用壽命都可以達到十年以上，而卡式燃氣表由于受到外界環(huán)境的影響，容易出現(xiàn)腐蝕失效的現(xiàn)象，所以使用的壽命一般較短。

（2） 與遠傳燃氣表相比，使用紅外傳燃氣表主要是應用非接觸式磁電傳感器以及紅外接口，其中的測控器模塊是在密封的環(huán)境下運作的，并且其電路的能耗非常小；在遠傳燃氣表的通訊過程中，存在一定的風險就是容易點燃燃氣，而紅外傳燃氣表就完全可以避免這種隱患的發(fā)生。同時，由于密封模塊的原因，其安全可靠性要比遠傳燃氣表好的多。

2 智能表使用分析及管理

2.1 智能表使用管理

在對智能表進行管理的過程中，一般來說存在兩種應用方式，一種是新表安裝，另外一種是對舊表進行更換。在一些高檔住宅、別墅以及安裝有燃氣壁爐的住宅內(nèi)使用無線智能表，其中包括紅外傳燃氣表。在公租房以及廉租房中安裝智能表的時候，由于對其租戶的不穩(wěn)定性，頻繁更替性，所以使用無線遠傳表或者是紅外傳燃氣表具有非常明顯的優(yōu)勢，可以及時對用戶的使用量以及使用率進行反饋，避免出現(xiàn)抄表結(jié)算所帶來的不必要糾紛。在安裝或者進行舊表置換時，要對燃氣表進行嚴格的審查，其基表部分應經(jīng)過專業(yè)技術(shù)機構(gòu)的檢定，智能模塊與遠端平臺進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟糠謶?jīng)專業(yè)部門進行檢測，只有以上兩部分全都合格后才能進行安裝，在安裝的過程中要嚴格按照操作順序進行，做到穩(wěn)定性與安全性并存的使用燃氣表[5]。

2.2 智能燃氣表收費系統(tǒng)整合

在目前的智能燃氣表中，由于應用的類型越來越多，應用的范圍也越來越廣泛，所以在進行計費的過程中，如何進行進一步的優(yōu)化，具有非常重要的實用價值。表具的管理不便、收費終端的種類較多、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析困難等方面，在目前的各類燃氣表的使用過程中，如何進行整合并建立統(tǒng)一的管理平臺進行管理，可以對這些問題進行有效的處理。

智能燃氣表收費系統(tǒng)進行整合的方案：

①首先是對收費系統(tǒng)中的網(wǎng)絡資源、硬件以及營業(yè)廳等進行綜合分析與利用，從而減少進行收費系統(tǒng)整合過程中的難度以及成本。②通常情況下整個收費的系統(tǒng)平臺進行架構(gòu)時需要使用C/S模式，這是因為C/S模式的處理速度非?？?，并且用戶的交互性非常好，同時安全穩(wěn)定、處理能力強、可操作性強，在需要使用POS設備進行外部鏈接的收費系統(tǒng)中特別適用。③進行整合收費系統(tǒng)平臺可以更好的進行數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計，便于針對燃氣用量進行統(tǒng)計核算。④在通訊協(xié)議上制定統(tǒng)一的標準，可以在遠端對數(shù)據(jù)進行實時的監(jiān)控以及錄入。

2.3 階梯氣價的實現(xiàn)

隨著階梯氣價的實施，居民在使用燃氣的過程中隨著基數(shù)的不斷增大，其價格也是不斷上漲的，一般來說普通用戶對于氣價是非常關(guān)注的，在后期燃氣結(jié)算的過程中，燃氣表的計量特性需要非常高的準確性。傳統(tǒng)燃氣表在進行用氣量的統(tǒng)計過程中，經(jīng)常會遇到一些外因而導致無法準確進行查驗，這樣就會引起后期的結(jié)算產(chǎn)生不必要的糾紛。智能燃氣表無論是有線，無線遠傳燃氣表，都能夠大幅度提高數(shù)據(jù)的準確性，從而對實現(xiàn)階梯氣價也具有非常重要的作用。只有確保了用氣量的準確性，在以公平為原則的前提下才能確保燃氣用戶的利益。智能燃氣表的應用中，可以相應的設置很多功能，方便燃氣用戶及時地對用氣量進行查看及控制，提高了階梯氣價的適用性。

在進行階梯氣價的實現(xiàn)過程中，根據(jù)不同類型的智能燃氣表提出以下的措施：首先是卡式燃氣表，最優(yōu)的解決方案就是進行燃氣表的更換。如果無法進行更換，可以通過整合的收費系統(tǒng)對其進行合理的控制，根據(jù)燃氣表中所儲存的數(shù)量，以及系統(tǒng)平臺中所累積的使用量，通過這些數(shù)據(jù)就可以最大公平化的實現(xiàn)階梯氣價。在相對應的階梯價格內(nèi)，用戶進行購氣時的價格是明文進行規(guī)定的，如果用戶使用量超過了該段氣價，就對其啟動相對應的階梯價格。其次是對于目前投入使用的遠傳燃氣表，在一定的使用周期內(nèi)，通過收費系統(tǒng)對燃氣表的數(shù)據(jù)進行歸檔分析，分別對每一個階梯內(nèi)的用氣量以及價格進行計算，然后收取用戶的用氣費用。最后是對于新裝用戶而言，務必要安裝具有階梯氣價功能的智能燃氣表，在表具中配備有完整的功能硬件，并且運用模塊將每個階梯的價格以及使用量進行計算，從而實現(xiàn)階梯氣價。

2.4 燃氣安全監(jiān)測技術(shù)

首先是超流量偵測，在進行監(jiān)測的過程中，對于超出流量的情況以及一些不合常規(guī)的用氣量進行偵測，避免出現(xiàn)由于燃氣管道破裂等方面的管道故障引起的用氣量驟增現(xiàn)象。其次是超時間偵測，對于在連續(xù)超長時間使用的情況下，務必要使用時間偵測，這樣就可以有效的對用戶的一些違規(guī)操作及時的進行處理，包括忘關(guān)灶具甚至是熱水器的情況。再次是低流量長時間偵測，對于出現(xiàn)特別少量幾乎不再正常用氣量范疇的微泄露情況，要及時的對燃氣管道以及氣路管道進行有效排查，避免出現(xiàn)危險事故。最后是特殊災害以及外部警報偵測，當出現(xiàn)外部警報的時候，首先要進行火災等方面災害的排查，其次是對地震等自然災害的排查，傳感系統(tǒng)可以根據(jù)警報的情況實施氣源的切斷，這樣就可以更加安全有效地使用燃氣[6]。

2.5 物聯(lián)網(wǎng)表計費的實現(xiàn)

在最新一代的智能燃氣表中，可以通過終端與遠端進行數(shù)據(jù)的實時傳輸，它不但可以大量節(jié)約人工抄表的時間，更是可以通過網(wǎng)絡運營商提供的標準通訊協(xié)議進一步的對用氣數(shù)據(jù)準確實時的進行計費，尤其是在人口居中較為密集的地方，根本不會存在無法通信的盲區(qū)，這就給物聯(lián)網(wǎng)計費提供了必備的基礎條件，并且就費用方面而言，通信的服務費相較于人工成本而言，也具有非常大的優(yōu)勢，通過實施物聯(lián)網(wǎng)計費，可以有效、可靠、及時、安全地傳遞數(shù)據(jù)，也便于后期的維護。

2.6 違規(guī)及表務投訴

2.6.1 違規(guī)用氣

在燃氣用量的計費過程中，對于違規(guī)操作的用戶甚至是偷用燃氣的時候，智能燃氣表有著非常顯著的優(yōu)點，可以及時地對用戶的消費量進行偵測，對于出現(xiàn)表具異常的現(xiàn)象就可以及時準確的定位，并通過上門等方式對用戶的違規(guī)操作甚至是誠信問題進行排查與震懾。

2.6.2 表務投訴

在出現(xiàn)表務投訴的時候，可以根據(jù)表具中的數(shù)據(jù)，提供較為準確的服務以及法律依據(jù)，避免出現(xiàn)各種財務糾紛。通過遠端服務平臺可以實時解決正常用戶的各種需求，從一定程度上也可以最大限度地避免出現(xiàn)各種糾紛的發(fā)生。

3 智能燃氣表的發(fā)展趨勢

在目前的經(jīng)濟發(fā)展過程中，城市化以及現(xiàn)代化的發(fā)展速度已經(jīng)迫切需要對原有傳統(tǒng)工作方式的轉(zhuǎn)變，智能燃氣表的使用是符合未來用戶需求的必要組成，只有最大限度的普及智能燃氣表，才能在未來的發(fā)展中，更加完善和提高智能燃氣表的安全性以及可靠性，從而提高燃氣表的管理水平。

根據(jù)上述未來發(fā)展的需求以及效果，需要智能燃氣表在以下幾個方面進行著重的創(chuàng)新：首先是在數(shù)據(jù)的傳輸以及安全方面，例如研發(fā)紅外傳燃氣表，通過特定的通訊協(xié)議，就提高了信號傳輸?shù)陌踩裕瑥亩軌驅(qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)實時并且高效準確的傳輸。其次是在兼容性方面，跟通訊運營商之間要達成協(xié)議，確保燃氣表的通訊能夠更加普遍化，在各種網(wǎng)絡通訊中都可以靈活的運行以及使用。再次是燃氣表的電路部分，需要盡可能的使用模塊化技術(shù)，將可能出現(xiàn)問題的部分盡可能密封起來，確保燃氣表在長期使用的過程中，避免因為外界環(huán)境以及氧化而造成的損壞，確保燃氣表的使用壽命可以更長。另外，在燃氣表的使用過程中，要逐漸的對技術(shù)標準進行規(guī)范化，這樣才可以從體制上進行管理，對傳統(tǒng)的管理方式進行創(chuàng)新，才能更加可靠地發(fā)揮智能燃氣表的使用效果。

4 結(jié)束語

總而言之，通過對智能燃氣表幾種表型的探討與分析，以及進行收費系統(tǒng)的整合，全面推動階梯氣價的實現(xiàn)，可以將智能燃氣表的應用范圍擴大化、精細化以及準確化。唯有如此，在現(xiàn)代化經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，才能確保我國社會以及經(jīng)濟效益最大化。

[1] 邵澤華.智能燃氣表的無線通信技術(shù)[J].煤氣與熱力，2016，（3）：85-89.

[2] 傅德基.智能燃氣表的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016，（5）：75-76.

[3] 趙振中，廖紅春.智能燃氣表現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].煤氣與熱力，2014，（7）：29-31.

[4] 唐斌，嚴朝聚.居無線智能燃氣表的應用[J].煤氣與熱力，2013，（10）：36-38.

[5] 王洪慶.低功耗預付費智能燃氣表的研制[J].制造業(yè)自動化，2009，（12）：185-188.

[6] 楊張利.IC卡燃氣表智能控制及檢測系統(tǒng)研究[D].重慶：重慶大學，2007.

Application Analysis of Intelligent Gas Meter

Gui Rui-yan

With the rapid development of electronic technology，in many traditional areas have begun to achieve intelligent，greatly improving the production and work eff i ciency.In the gas billing management using intelligent gas meter can be a traditional way of manual meter reading has been greatly improved，and to strengthen the payment of arrears and arrears of the user management. According to the various characteristics of intelligent gas meter and the specif i c requirements of the use，and according to the actual application of the table with the selection and the Internet of Things system design，so you can maximize the use of intelligent gas meter effect.In this paper，the type of intelligent gas meter is described fi rst，and then its application is discussed for reference.

intelligence；gas meter；application analysis

TU996

A

1003–6490（2017）03–0064–03

2017–03–12

顧瑞彥（1988—），男，浙江湖州人，主要研究方向為機電一體化。