來源：環(huán)球表計

隨著ICT新技術的廣泛應用，基于NB-IoT物聯(lián)網、云計算的智慧燃氣將前所未有地推動燃氣企業(yè)智慧化運營服務，推動行業(yè)創(chuàng)新變革，增進民生福祉，助力環(huán)境保護。

燃氣行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

近年來，政府大力推動清潔能源應用，城市燃氣行業(yè)取得了巨大的發(fā)展。但是，燃氣業(yè)務涉及城市安全、市意度、企業(yè)自身盈利、區(qū)域能源供需平衡等多方利益，燃氣企業(yè)運營也一直存在諸多管理難題。

   抄表難、繳費難

燃氣企業(yè)通過管網輸送商品，通過表具進行計量和貿易結算，完成供氣、銷氣和服務，在這一過程中，燃氣抄表的精準度、頻度和用戶繳費的及時率，直接影響到企業(yè)的效益和資金回籠率。傳統(tǒng)通過人工抄表后月末計費出賬，紙質賬單需二次送達客戶，消費者在次月初才能到達指定營業(yè)廳進行繳費，費時費力，導致消費滿意度不高。

   供氣和用氣安全

管網供銷差、輸配漏損是影響燃氣企業(yè)效益的另一大天敵。管網的物理漏損、表具的計量誤差，以及用戶偷盜氣行為不能及時有效監(jiān)控帶來的輸差損失，是燃氣企業(yè)的心頭之患。

燃氣管網又同時關乎燃氣安全，管網腐蝕、漏氣、壓力過大、溫度過高及用戶的不安全用氣行為，需通過實時遠程監(jiān)控及時解決，才能預防與消除危險。

   階梯價和節(jié)能減排

為充分利用價格杠桿調節(jié)區(qū)域供需平衡，引導用戶節(jié)能減排，近年來全國許多城市已開始實施居民用氣階梯價。隨著計費價格日益復雜，價格調整也越來越頻繁，燃氣企業(yè)需要精準的計量依據，傳統(tǒng)管理模式已經不再適用。

面對挑戰(zhàn)，不少燃氣企業(yè)引入傳統(tǒng)技術的“智能燃氣表”，包括IC卡預付費表、有線遠傳表等，但前者需要卡片作為介質進行儲值購氣，燃氣企業(yè)無法監(jiān)控用戶的用氣行為，后者需要提前布線，部署成本高昂。還有一些企業(yè)引入短距離無線表，通過非授權頻段的“小無線”方式進行集中抄表，但存在數據傳輸穩(wěn)定性差、數據安全無法保證、表具功耗大、無線網絡覆蓋能力弱等問題。

此外，不同供應商生產的智能氣表通訊方式不統(tǒng)一，通信協(xié)議一般均為私有，每家廠商都提供不同的后臺軟件，為燃氣企業(yè)智能抄表應用帶來更大的隱患。燃氣企業(yè)在大規(guī)模使用智能氣表時，需耗費大量精力解決互聯(lián)互通問題。

NB-IoT為智慧燃氣帶來新活力

NB-IoT即基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網，作為遠距離無線通訊技術中的佼佼者，NB-IoT具備高安全、廣覆蓋、低功耗、大連接和低成本等優(yōu)勢，能夠解決傳統(tǒng)智能表的各種問題，特別適合燃氣領域智能抄表、智慧運營的需求。

為了探索NB-IoT在燃氣行業(yè)的應用場景，公用事業(yè)端到端解決方案的服務商金卡智能集團與華為開展緊密合作，重點基于華為NB-IoT連接技術、IoT平臺、金卡智能燃氣軟件，共同孵化面向燃氣行業(yè)的智慧燃氣聯(lián)合解決方案。

金卡智能集團是國內智能燃氣表領域第一家上市企業(yè)，擁有2000多家燃氣客戶。近年來，金卡大力推動燃氣物聯(lián)網端到端解決方案的應用，通過GPRS或NB-IoT網絡，實現終端智能表計自動計量、云端自動計費和客戶自助繳費充值服務。目前，金卡公用云已經成功連接了上百萬智能表具終端，服務燃氣企業(yè)超過500家，覆蓋終端燃氣用戶超過3000萬戶。

2017年9月，金卡與華為聯(lián)合發(fā)布《NB-IoT智慧燃氣解決方案白皮書》，并與中國電信和深圳燃氣一起，啟動全球首個智慧燃氣抄表應用的商用。

物聯(lián)網智慧燃氣解決方案依照云、管、端架構，通過智能物聯(lián)網表具實現用戶用氣的精準計量，并將氣表讀數和設備數據通過NB-IoT等新型物聯(lián)網絡，安全地傳送到云端。云端應用系統(tǒng)基于分布式計算、大數據分析等平臺，連接海量的表具設備，做到實時計費和高效的數據分析判斷，并可根據業(yè)務規(guī)則實現云端控制中心和終端表具的智能聯(lián)動，如遠程關閥報警等操作，同時通過社交媒體，將設備和業(yè)務信息與燃氣服務人員和用戶智能互動。

在終端層，融合各種物聯(lián)網感知終端，在燃氣表、流量計、管網DTU以及智能家居設備上集成NB-IoT標準模組，通過NB-IoT基站將信息上傳給IoT平臺。

網絡層通過現有蜂窩網絡簡單升級即可實現全國覆蓋，與其他的LPWA技術相比，NB-IoT具有建網成本低、部署速度快、覆蓋范圍廣等優(yōu)勢，已成為全球主流運營商的共同選擇。

在云端平臺層，華為IoT平臺支撐各類面向燃氣場景的業(yè)務應用。針對燃氣行業(yè)的特定場景，金卡和華為聯(lián)合制定燃氣標準化設備模型，通過插件南向對接多種燃氣設備，同時通過燃氣業(yè)務微服務套件，實現計費客服業(yè)務操作和遠程設備采集控制無縫對接。

同時，智慧燃氣解決方案面向中小燃氣企業(yè)提供全套的燃氣SaaS應用，包括客戶管理、表具計量、計費服務等燃氣需求側的管理，以及管網建設、生產運營、設備運維等供給側精細化管理，燃氣企業(yè)可以按需選購。

在構建安全體系方面，金卡與華為優(yōu)化了通用的端到端安全防護體系，引入DTLS安全機制，即輕量級的安全協(xié)議和算法，既保障計量數據安全，又最大限度降低終端功耗。其中，氣表與EPC之間基于3GPP AKA認證，保證合法設備接入合法網絡；氣表到核心網之間基于3GPP建立NAS、AS安全通道；無線側到EPC之間基于IPSec建立網絡安全通道；數據傳輸層從智慧燃氣表到IoT平臺之間，基于DTLS/DTLS+建立數據安全通道；IoT平臺到燃氣行業(yè)應用之間采用公網HTTPS，構建安全傳輸通道。

推動燃氣行業(yè)數字化轉型

智慧燃氣與物聯(lián)網技術的結合，改變了用戶感知燃氣服務的方式。通過IoT平臺，結合微信、支付寶、網上營業(yè)廳、ATM等服務渠道，用戶可獲取燃氣用量、賬單等相關信息，足不出戶實現快速實現繳費。

物聯(lián)網智慧燃氣解決方案顛覆了傳統(tǒng)燃氣企業(yè)人工抄表、月末計費出賬、消費者營業(yè)廳排隊繳費的模式，大大降低了燃氣企業(yè)運營服務成本，杜絕用氣和供氣安全隱患，擴展用戶增值服務，增加了企業(yè)收益。同時，通過精準用氣監(jiān)控和供需分析，也為政府提供了量化的節(jié)能減排依據，支持清潔能源戰(zhàn)略的推進。

   節(jié)省上門抄表成本

廣東某城市某區(qū)2016年開始實施物聯(lián)網智慧燃氣方案，將傳統(tǒng)機械表升級為物聯(lián)網表具，1年完成20萬戶改造，每日自動遠程抄表，控制中心自動計費，支持用戶通過互聯(lián)網渠道預付費。系統(tǒng)運行后，燃氣抄表率由原來的93%提升到100%，釋放人工抄表工人135名，減少營業(yè)廳1個，當年節(jié)省人力成本超過千萬元。

   降低氣損，增加收益

2016年，河北某城市對使用天然氣壁掛爐取暖的部分小區(qū)進行物聯(lián)網氣表改造，經過一個采暖季（4個月）后，相比2015年該小區(qū)供氣收益增明顯增加。通過物聯(lián)網自動抄表，抄收率從原來的96%提高到100%，通過用戶用氣在線監(jiān)控、異常排查等措施，氣損下降5%。通過云端精準計量階梯氣價，代替普通氣表使用估抄方式，精準計量直接提升計費收入。

隨著國家對燃氣管網和服務分離等開放政策進一步推進，未來天然氣市場將全網實時競價，按需配貨、市場定價，現貨和期貨整合，物聯(lián)網智慧燃氣實時計量、實時計費、實時結算、實時閥控的優(yōu)勢將彰顯無限價值。

金卡深厚的燃氣業(yè)務和云服務經驗，配合華為高效穩(wěn)定的NB-IoT技術和平臺，可以快速幫助燃氣企業(yè)實現智能抄表、高級計量、智能管網調度、智能家居延展服務等多種應用場景，提供萬物互聯(lián)的創(chuàng)新燃氣運營。

  關于作者

王喆，金卡智能集團股份有限公司副總裁，金卡集團云事業(yè)部總經理，北京北方銀證軟件公司創(chuàng)始人之一，負責金卡智能集團公用事業(yè)物聯(lián)網應用、云技術應用等創(chuàng)新業(yè)務戰(zhàn)略和執(zhí)行。

王喆女士擁有清華大學學士學位，法國普瓦提埃管理學院管理學碩士學位。15年中國燃氣行業(yè)信息化規(guī)劃咨詢經驗，擅長通過信息化應用幫助燃氣企業(yè)實現運營管理變革和創(chuàng)新。