邵澤華

(成都秦川物聯(lián)網(wǎng)科技股份有限公司， 四川 成都 610100)

1 概述

階梯氣價的實施在一定程度上改變了當(dāng)前的燃氣定價方式，也對燃氣表提出了更高的要求[1]。本文對物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣表實施階梯氣價計費的途徑進行探討。

2 物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣表結(jié)構(gòu)和功能[2]

按階梯氣價計費的物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣表結(jié)構(gòu)見圖1。主要包括階梯氣價主控制模塊、無線通信模塊、時鐘芯片、機電轉(zhuǎn)換單元、機械計量單元、顯示器等。

圖1 按階梯氣價計費的物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣表結(jié)構(gòu)

階梯氣價主控制模塊包括處理器、存儲器、電子計量單元。處理器分別與存儲器、電子計量單元、時鐘芯片、顯示器、無線通信模塊連接，接收電子計量信號和來自燃氣公司遠程管理平臺的價格方案指令、用戶購買氣量信息(儲存至存儲器中)，并將表端時鐘芯片的時鐘信息與燃氣公司遠程管理平臺的時間進行同步。電子計量單元用于接收機電轉(zhuǎn)換單元的電子脈沖信號。存儲器用于存儲信息，包括用氣量信息(歷史計費周期及當(dāng)前計費周期的累計用氣量等信息)、時間信息、氣價方案信息(包括價格方案指令信息、表端階梯氣價歷史使用信息及當(dāng)前階梯氣價生效時間信息)，還儲存有充值氣量數(shù)據(jù)(預(yù)付金額)，處理器按照當(dāng)前計費周期用氣量及階梯氣價方案進行氣費計算，并從預(yù)付金額中進行扣除。

無線通信模塊用于實現(xiàn)燃氣表與燃氣公司遠程管理平臺之間的通信，除可接收燃氣公司遠程管理平臺的價格方案指令等信息，也可向燃氣公司遠程管理平臺發(fā)送表端信息。

時鐘芯片中存儲有表端的時鐘信息，是物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣表何時執(zhí)行相關(guān)功能的依據(jù)。

機械計量單元采集到的燃氣流量信號屬于機械計量信號，是電子計量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。機電轉(zhuǎn)換單元將機械計量信號轉(zhuǎn)換為電子脈沖信號后傳輸給電子計量單元，由電子計量單元轉(zhuǎn)換為電子計量信號，同時記錄計費周期內(nèi)的累計用氣量并儲存至存儲器中。

顯示器用于顯示物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣表狀態(tài)信息，包括時鐘信息、氣價信息、用氣量信息、閥門狀態(tài)信息等。

燃氣公司遠程管理平臺用于燃氣公司燃氣業(yè)務(wù)的綜合管理，能夠接收表端信息，也能向表端發(fā)送控制信息。

3 階梯氣價方案與計費原則

① 階梯氣價方案

為方便燃氣公司按政府部門規(guī)定的價格指令進行實時調(diào)價，物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣表階梯氣價主控制模塊的存儲器儲存了多套階梯氣價方案，并支持階梯氣價周期的開始時間與持續(xù)時間的設(shè)置。處理器根據(jù)每套階梯氣價方案開始時間，與時鐘芯片中的當(dāng)前時間進行比較，判斷當(dāng)前時間是否滿足新階梯氣價方案的執(zhí)行時間。若滿足條件，則將當(dāng)前階梯氣價方案替換為新階梯氣價方案，反之維持當(dāng)前階梯氣價方案不變。

氣量分為三檔：一檔氣量范圍[0，V1]，二檔氣量范圍(V1，V2]，三檔氣量范圍(V2，+∞)。各檔對應(yīng)不同氣價。V1、V2為氣量的分檔限值。

② 計費原則

在一個計費周期內(nèi)，對于預(yù)付費燃氣表，在處理器讀取累計用氣量(為判定階梯氣價)的同時，累計用氣量每增加1 m3扣費一次。

4 確保實施階梯氣價的措施

① 時鐘同步

燃氣表與燃氣公司遠程管理平臺時間的一致性是保證階梯氣價方案執(zhí)行效果的基礎(chǔ)，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致計費及調(diào)價不統(tǒng)一。

可將燃氣公司遠程管理平臺的時間信息直接集成在階梯氣價方案指令中，每次燃氣公司遠程管理平臺向表端發(fā)送階梯氣價方案指令時，即可進行一次時鐘同步。

然而在實際應(yīng)用中，燃氣公司遠程管理平臺與表端的通信頻率比較低，存在長期不進行通信的可能，難以進行時鐘同步，易造成表端與燃氣公司遠程管理平臺之間的時間出現(xiàn)偏差，有必要定期對表端進行時鐘同步。因此，即使在不發(fā)送階梯氣價方案指令的情況下，燃氣公司遠程管理平臺也應(yīng)定期向無線通信模塊發(fā)送單獨的時鐘同步指令，確保二者的時鐘同步。

② 階梯氣價周期已執(zhí)行時間的計算

在一些場景下需要知道當(dāng)前階梯氣價周期的執(zhí)行時間，這需要處理器能夠準(zhǔn)確計算截至統(tǒng)計日(統(tǒng)計日在當(dāng)前階梯氣價周期內(nèi))當(dāng)前階梯氣價周期已執(zhí)行的時間。

截至統(tǒng)計日當(dāng)前階梯氣價周期已執(zhí)行的月m的計算式為：

m=1+mod(mcur+mcyc-ms,mcyc)

(1)

式中m——截至統(tǒng)計日當(dāng)前階梯氣價周期已執(zhí)行的月

mod——求余函數(shù)

mcur——統(tǒng)計日所在月份

mcyc——當(dāng)前階梯氣價周期(月)

ms——當(dāng)前階梯氣價周期的起始月份

以某階梯氣價周期為12個月為例，起始時間為2019年5月1日。統(tǒng)計日為2020年2月15日時，由式(1)可計算得到截至統(tǒng)計日當(dāng)前階梯氣價周期已執(zhí)行的月為10個月。

③ 氣價判別

對氣價的準(zhǔn)確判別，是確保階梯氣價環(huán)境下計費公平的前提。處理器讀取存儲器中當(dāng)前計費周期的累計用氣量，判斷該累計用氣量所處的檔。

累計用氣量達到某一檔氣量上限之前，每增加1 m3處理器讀取一次數(shù)據(jù)。當(dāng)接近某一檔氣量上限時，按計量分辨力(家用燃氣表為0.01 m3，工業(yè)燃氣表為0.1 m3)為步長讀取累計用氣量，當(dāng)累計氣量達到該檔氣量上限+1 m3時，恢復(fù)按每增加1 m3讀取一個數(shù)據(jù)的策略。

5 結(jié)語

階梯價格的施行是國家推進天然氣價格改革，理順天然氣不同氣源之間以及天然氣與其他能源產(chǎn)品之間的合理比價關(guān)系的一項重要舉措，是關(guān)系到國計民生的一件大事，也是必然趨勢[3]。階梯氣價的實施，不僅保障了基本用氣需求，而且能夠喚醒用戶的節(jié)約意識。