深圳智慧水务建设项目设计解决方案.docx
《深圳智慧水务建设项目设计解决方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《深圳智慧水务建设项目设计解决方案.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
深圳智慧水务建设项目设计解决方案
NB-loT智慧水表02
p2.1水务行业普遍存在的痛点问题03
C2.2传统智能水表存在的问题04
2.3深圳水务集团NB-loT智慧水表实践05
NB-loT智慧水表解决方案08
33.1NB-loT智慧水表整体解决方案09
3.2NB-loT智慧水表解决方案优势11
NB-loT智慧;供水12
44.1提高社会管理水平，彰显企业社会责任13
M4.2减少表观漏损，提高企业经济效益13
4.3提升管理效率，降低管理成本13
新技术将推动智慧水努快速发展14
E5.1loT产业进入战略机遇期15
35.2智慧水务所需技术逐步成熟16
5.3新技术将推动智慧水务快速发展17
智慧水务发展趋势及展望18
g6.1智慧水表到智慧水务的跨越19
°6.2智慧水务发展趋势20
6.3智慧水务发展展望22
NB-loT智慧水表白皮书
1序言
2
NB-loT
智慧水表
■水
-
■深
NB-loT智慧水表白皮书
2.1水务行业普遍存在的痛点问题
目前，供水行业商业运营模式是：
供水企业-水表-客户。
作为供水企业与客户联系的重要纽带-水表，其安全、可靠、准确计量和科学、规范管理十分重要。
长期以来，供水行业在运营管理中存在许多痛点，如：
因供水设施故障导致的漏损问题、因水表故障导致的贸易纠纷问题、因人工费用上升导致的运营成本增加问题等等。
首先，产销差是供水企业最大的痛点。
产销差居高不下将直接影响供水企业的经济效益。
据中国城镇供水排水协会2016年《城市供水统计年鉴》统计，2015年国内603个建制市供水企业平均产销差率为20.72%,按照2015年603个建制市供水量415亿立方米计算，2015年603个建制市产销差水量（即管网漏损、计量损失、盗用水、无收益用水等）约86亿立方米，相当于每年漏损掉三峡水库五分之一的库容量。
产销差主要来自几个方面，一是物理漏损，主要是供水管网的漏损，这类漏损由于管网大多埋于地下而不易及时发现；二是表观漏损，主要是水表计量误差；三是免费及非法用水等。
虽然针对产销差问题，国内许多供水企业采取了很多防控措施，但由于供水区域大、人工监控成本高、人工管理滞后等原因，产销差控制形势依然严峻。
其次，是贸易结算问题。
水表作为供水企业与客户进行贸易结算的重要依据,—旦出现故障或者人工抄录数据错误等情况，都势必导致客户或供水企业利益受损。
目前，大多数供水企业都是通过人工以1个月、2个月甚至更长时间为周期抄读—次水表，发现问题的周期长、历史用水状况无法还原，需耗费大量人力物力解决纠纷。
同时，由于水表人工管理周期长,易产生违法用水行为，从而增加了供水企业的产销差。
三是运营成本不断上升问题。
为了解决上述问题，许多供水企业开始使用智慧水表。
NB-loT智慧水表白皮书
，2.2传统智能水表存在的问题
供水企业在传统智能水表的使用过程中，因为数据传输和数据本身的安全、智能水表设备功耗大及无线网络覆盖能力弱等问题，增加了管理的难度和成本。
具体如下：
2.2.1数据传输安全问题
目前，许多供水企业是通过小无线等技术进行智能水表的数据传输。
由于利用的是非授权频谱建立的自组网，其抗干扰性、数据管理技术水平良莠不齐，数据传输、数据管理的安全令人担忧。
2.2.2功耗问题
传统智能水表的高功耗问题，是供水企业迫切需要解决的问题。
如需外接电源,将增加沟通成本；如内置电池，则由于功耗大，需频繁更换电池，将增加维护成本和管理难度。
目前，国内小口径水表一般国家强制周期更换时间为6年，但目前许多智能水表的电池仅能使用两、三年。
如果供水企业对数据发送频次要求稍高，则电池可能需要每年、甚至更短时间更换。
2.2.3网络覆盖问题
目前，国内很多水表安装在楼道内、室内或地下，安装环境相对复杂。
因此对网络要求较高，为保证传输效果往往需要加装信号放大器，但效果不尽人意。
2.2.4大量水表的接入问题
未来，供水企业水表将逐步智能化，仅深圳地区未来水表数量将超过300万只。
数量众多的水表，如使用小无线等方式进行数据传输，将难以实现大量智能水表数据通讯的统一网络搭建。
如采用众多小区域单独管理的模式，贝U将增加供水企业的管理难度和成本；另一方面，不同供应商生产的智能水表通讯方式不统一，供水企业在大规模使用智能水表时，需耗费大量人力、物力、财力解决智能水表间的互联互通问题。
NB-loT智慧水表白皮书
，2.3深圳水务集团NB-loT智慧水表实践
2.3.1三方合作背景
为解决供水企业抄表的痛点及传统智能水表存在的问题，2016年5月31日，深圳水务集团、中国电信和华为技术有限公司在深圳签署《智慧水务战略合作框架协议》，宣告正式开展基于NB-loT的智慧水务战略合作。
NB-loT智慧水表旨在提供一个可复制的解决方案。
该方案运用NB-loT高安全、广覆盖、低功耗、大连接广域通信技术，实现对智慧水表的流量信息实时采集、设备状态监测、控制指令下发等远程操作，将采集的水表数据和状态信息进行及时分析和处理，从而实现更有针对性、科学性的动态管理，提升智慧
NB-loT智慧水表具备以下特点：
•采用先进的NB-loT广域通信技术，电信无线频谱资源，实时采集城市供水终端信息；
•端到端的安全技术保障数据安全和接入安全；
•信息共享平台，构建基于物联网和云计算的智能表务管理平台。
水表的管理效率和服务水平O
NB-loT智慧水表白皮书
NB-loT四大优势
运营级安全
■双向鉴权
■空口严格加密
■专用频谱
广覆盖
低功耗
50K连接数每个小区
■频增效率高
■小包数据发送特征
■终端极低激活比
20db增益
■窄带功率谱密度提升
■重传次数
■编码增益
10年电池寿命
■简化协议，芯片功耗低
・功能效率高
■发射/接收时间短
2.3.2NB-loT智慧水表技术优势
NB-loT智慧水表的技术特点有助于解决上述传统智能水表面临的问题，而且带来后续应用场景的高可拓展性，具体如下：
提升表务运维及管理效率
针对水务抄表普遍存在的痛点：
NB-loT智慧水表有助于降低抄表成本、实时数据分析、科学表务管理、及时故障排查，降低运营成本，提升运营效率；
针对传统智能水表的数据安全问题：
NB-loT智慧水表端到端的安全管理方案，保障数据可靠性。
电信网络基于授权频谱组建的网络，其抗干扰能力、数据安全性、技术服务等方面均有高安全性保障，同时易于推广，对于计费水表的数据整体安全提供可靠保障；
针对传统智能水表的功耗问题：
配合低功耗的信号采集单元；NB-loT技术显著降低能耗，经测试表明，在普通环境下
NB-loT水表功耗在数据采集一天两次的频率上可以满足连续使用6年的规格要求；
针对传统智能水表的网络覆盖问题：
广域低功耗NB-loT技术，具备广覆盖，容量大,可靠性高的优势，可协助解决水表安装密集或分散,安装位置条件复杂等网络覆盖问题;
针对传统智能水表的大规模连接问题：
建立统一的loT平台,可以承接不同的物联网应用。
为水司应用解决多家供应商协议的兼容性,简化不同供应商的集成。
满足水表终端接入便捷性的要求，满足互联互通互换的大规模连接问题；
NB-loT智慧水表白皮书
后续可拓展到水务其他领域
满足智慧水表业务应用的同时，可拓展到智能管网、漏损监测、水质监测以及业务增值等智慧水务相关业务。
未来可拓展/复制到全国水务公司的智慧水表业务应用
3
NB-loT智慧水表解决方案
-
・
NB-loT智慧水表白皮书
83.1NB-loT智慧水表整体解决方案
NB-loT智慧水表解决方案是围绕水务公司精细化运营管理需求构建的端到端行业解决方案，借助物联网、云计算、大数据等技术，将海量水务信息进行及时采集、分析与处理，帮助水务公司提升运营管理效率、以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程,实现水务企业对内管理创新和对外服务创新，从而实现智能化管理和决策。
业务应用
基础信,息应里I
报表
计费管理
表务官理
智能扌煖
官网信息
节水瀬
管网监测
分区计量
智慧
管网
loT平台
NB-loT智慧水表解决方案按照云、管、端的系统架构来建设，以满足ICT未来演进的需求，方案包括终端层、网络层、云平台、loT平台和水务应用层等几个层面，通过物联网、云计算、大数据等技术将各个层面整合统一为有机的整体，支撑智慧水务应用的构建和快速上线。
NB-loT智慧水表白皮书
NB-loT智慧水表白皮书
83.2NB-loT智慧水表解决方案优势
3.2.1800M频段信号覆盖特性更优
中国电信的800M频段在信号穿透力和覆盖度上拥有较大的优势，能够充分保障智慧水表等业务在复杂应用环境下的数据信号传输的稳定性与可靠性。
中国电信已启动800MNB-loT试点工作，预计2017年6月底前完成NB-loT端到端业务运营测试和验证，将在全国范围率先进行业务试商用。
3.2.2专网服务保证数据传输安全可靠
中国电信物联网业务基于物联网移动核心网专用网元，与传统网络区隔，防止恶意网络攻击，可帮助企业实现终端访问控制和流量控制以及企业内外网隔离，为客户提供可靠、稳定的网络。
同时，中国电信提供物联网无线VPDN增值服务，利用L2TP或GRE隧道技术为物联网客户构建与公众互联网隔离的虚拟专用网络，满足客户的物联网无线终端访问客户内部网络的需求。
3.2.3智能网络可感知、可管理
通过整合通信网络能力与IT运营能力，为水务公司、水表厂商提供可感知、可诊断、可控制的智能网络，满足客户对终端的工作状态、通信状态等进行实时自主查询、管理的需求。
同时为满足物联网客户在终端制造和销售过程中的生产测试阶段、库存阶段、正式使用阶段中对网络的不同使用需求，提供号码的一次激活期、静默期、二次激活期功能。
3.2.4loT平台使能水务应用快速构建和部署
loT平台丰富的协议适配能力，可支持海量多样化终端设备接入，基于统一规约和统一接口，loT平台可实现不同品牌、不同型号水表以及不同应用平台统一接入和管理，互联互通。
同时，开放的API可实现水务应用快速集成，实现快速构建和部署。
NB-loT智慧水表白皮书
4NB-IOT智慧水表给供水企业及城市治理带来的变革
・
■提
NB-loT智慧水表白皮书
4.1提高社会管理水平，彰显企业社会责任
<4.2减少表观漏损，提高企业经济效益
NB-loT智慧水表的应用，使得供水企业高质量地大规模应用智能终端变为可能。
除了能实时监控漏损，降低供水企业的产销差外，NB-loT智慧水表还提供更精准的计量（可计量到升）和用水异常监控，可增加售水收入、减少贸易纠纷，也为供水企业提供增值服务创造了机会。
，4.3提升管理效率，降低管理成本
4.3.1与现有管理模式比
与供水企业现有管理模式相比,NB-loT智慧水表每天高频次水量数据采集能力可使供水企业对所有的水表运行状况了如指掌,从而大大降低人工管理成本，提高管理效率。
4.3.2与传统智能水表比
与传统智能水表管理相比，NB-loTW慧水表高密度、高精度、多维度采集功能是T殳智能水表不具备的，这对于供水企业监控小区漏损和用户用水模式分析具有非常重要的意义。
同时，NB-loT智慧水耕I靈能水表能更好地解决了互联互通问题，降低供水企业隹度。
新技术将推动智慧水务快速发展
・loT产业进入战略机遇期
・智慧水务所需技术逐步成熟
NB-loT智慧水表白皮书
2016年以来，以物联网为代表的信息通信技术，深刻改变着传统产业形态和人们的生活方式，催生了大量新技术、新产品、新模式，引发了全球数字经济浪潮。
对物联网产业发展前景的普遍看好和政府、企业的战略性投入推动物联网迅速进入以“云-管-端”—体化布局为模式的生态构建新阶段。
，5-1loT产业进入战略机遇期
政府层面，各国高度重视物联网新一轮发展带来的产业机遇，在战略设计、产业生态组织、政策环境建设、大规模应用示范方面大力推进，抢抓物联网机遇的意向非常突出。
资本层面，同样看好物联网发展前景,对从事物联网相关公司的投资持续增加。
自2012年以来，物联网领域创业企业融资达到1260亿美元。
产业层面，产业巨头纷纷制定其物联网发展战略，华为、亚马逊、苹果、微软、Intek高通、SAP、IBM、阿里巴巴、腾讯、XX、GE、AT&T等全球知名企业均从不同环节布局物联网，产业大规模发展的条件正快速形成。
企业层面，物联网技术是工业/制造业（包括水工业）转型升级的基础。
工业/制造业转型升级将推动在产品、设备、流程、服务中物联网感知技术应用，网络连接的部署和基于物联网平台的业务分析和数据处理，加速推动物联网突破创新。
在对2000位企业领导的访谈中：
75%
处于初期阶段
75%的企业逐步开始连接设备、收集数据，但并未利用数据洞察来创造价值。
69%
的企业持有很高的期望值
69%企业对物联网所派生的全新业务模式期望很高，认为物联网可以通过全新业务模式和收入流，改善他们的业务线。
55%
的企业计划将5%以上的收入用于投资
55%的企业预计未来5年内物联网投资在收入中的占比会提升到5%以上。
数据来源《旧M（中国）商业价值研究院》丿
NB-loT智慧水表白皮书
■5.2智慧水务所需技术逐步成熟
万物互联在推动海量设备接入的同时,将在网络中形成海量数据，预计2020年全球联网设备带来数据将达到44ZB6,物联网数据价值的发掘将进一步推动物联网应用呈现爆发性增长，促进生产生活和社会管理方式不断向智能化、精细化、网络化方向转变。
以物联网（loT）技术为基础，连接生产现场的各类传感器、执行器，进行大量数据采集并实时或离线分析，实现运行监控、预测维护、制造协同等成为垂直行业新的技术趋势。
对loT海量数据进行分析需要庞大的计算能力，这成为云计算、大数据与loT相互结合的最大动力。
2015年以来，来自IT、互联网和制造业的巨头纷纷发布其面向loT场景的云计算服务。
包括微软发布了“AzureloT”服务，将现场数据发送至Azure平台进行进一步分析,制造业巨头GE发布了“PredixCloud”平台，可以通过内置在发动机、发电机等产品上的TredixMachine,,将现场数据发送至Predix平台，用户可以利用开放的PaaS环境开发APP应用对数据进行分析。
亚马逊发布了“AWSIoT”服务，可以通过连接生产、生活中的各类设备，并利用AWS上已有的各类云服务进行数据的存储与分析。
与loT在技术和业务模式上的结合将成为云计算、大数据向各垂直行业渗透的重要切入点。
NB-loT智慧水表白皮书
<5.3新技术将推动智慧水务快速发展
通过尝试与物联网、云计算、大数据结合的新商业模式，水行业未来将会产生难以估量的战略价值。
着眼于整个水循环始末，无论企业管理层、运营调度层、或是生产控制层，都将海量水务信息进行及时分析与处理，并及时作出反应和处理，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程，从而实现智能化管理和决策,使水务资产更加高效、长期和可靠运行,让智慧水务成为现实。
但开端需要低成本的解决包括水表在内的水务设备智能化及智能设备数据可靠远传问题。
智慧水表承担了水务行业智慧化的起航者角色，智慧水务以智慧水表为基础，逐步实现水务管理的智慧化。
PipeNetwork
SHENZHENWA
NB-loT智慧水表白皮书
86.1智慧水表到智慧水务的跨越
基于NB-loT的智慧水表利用NB-loT网络的广域覆盖、海量连接、低功耗、高安全特性，有效解决了水务企业传统上需要多种技术组合也难于实现水表计量数据准确、实时、海量、快速上传的问题。
未来随着包括水表、流量计、压力计、水质监测仪等海量水务基础设施设备接入NB-loT网络，海量设备的统一接入与互联、信息监测、智能监控等全生命周期管理及如何更好的使用这些设备产生的数据将是水务企业面临的新问题，而基于云计算、大数据技术的物联网云平台可以很好的解决这一问题。
而NB-loT网络、大数据、云计算与水务企业过程控制和内部管理深度融合，通过挖掘和运用水务信息资源，提升管理效率和效能，智慧地管理城市的供水、用水、耗水、排水、污水收集处理、再生水综合利用等将成为现实。
智慧水务不是一套简单的设备，而是完整的解决方案和服务体系，需要关注三个层次，设备层（表计、传感器、执行器等）、数据传输层（数据的网络接入问题）以及平台层（云、大数据、数据挖掘、数学建模、控制策略等）等。
第二维度
・通过互联网的联通、瓣的共享,扌成信息孤岛;
・高性能的跑硬件设施、畅通无阻的网络通讯支撑了智慧水务的高施行。
基础瞄
与应用
智慧水务
逻辑滌
第一维度
・把传感器嵌入或装备到水源、供水系.统、打咏系统中，并且被晋遍连接，形成所ig物联网；
\\将物联网与现有的互联网整合起来，
...实现政府管理机构、企业和社团与水\物理系统的整合。
第三维度
•基于云计算，通过智能融合技术的应用实现对海量数据的存储、计算与分析，并引入综合集成法；
.智慧水务让所有的事务、部呈以及运行E者燮有更深入的智育誰，实现管理机构和企业智能洞察。
智瞄用
SHENZHENWA
NB-loT智慧水表白皮书
<6.2智慧水务发展趋势
智慧水务将沿着数字化到智慧化进而最终形成生态化的趋势发展，当前水务企业所处的阶段普遍为第一阶段，数字化是智慧水务的基础，对内可以实现各类信息流的数据积累和可视化，对外可以实现合作联通的数据和流程打通，而在数字化形成一定规模后，构建以智慧水务使能平台为核心的智慧化运营体系将成为业务转型重心，在完成了水务企业平台化建设和自身转型后，可以向水行业甚至实施跨界业务拓展，通过业务相关性形成集约效应，打造新生态圈。
数字化将先从包括智慧水表在内的基础设施建设开始。
调研机构Frost&Sullivan报告显示，全球智慧水务市场中基础设施部分占主导地位，智慧水表和自动计量基础设施（AMI）水表和水传感器自2016年1月份以来已经占到了市场总收入的37%o智慧水努基础设施：
全球智慧水表2015年
SHENZHENWA
HUAWei
NB-loT智慧水表白皮书
智慧水努发展节奏：
数字化f智慧化f生态化
数字化是智慧水努的基础，后续需关注对现有业务转型后的智慧化运营，平台化后跨界扩展
数字化
/■\
“在未来的18个月中，我相信所有的水务公司都会制定一个明确的物联网发展战略，就好像在2005年的时候，每个水务公司都会有一个针对中国市场的战略，或者像1998年制定的Internet战略一样。
如果你想走在水务行业的前面，就需要先准备起来”-一国际水务情报出版人ChristopherGasson2016.10
\7
SHENZHENWA
NB-loT智慧水表白皮书
，6.3智慧水务发展展望
6.3.1发展技术体系，建立行业标准
智慧水务合作各方基于NB-loT智慧水表合作，通过多种方式，积极促进企业建立自主技术体系，形成可重用的核心产品，并通过在行业领域推广产业化应用,带动全局发展，增强行业影响力，并以合作为基础，建立NB-loT智慧水表行业标准，利用技术革新和不停迭代，带动整体技术进步。
6.3.2推动行业创新，提升社会价值
借助NB-loT技术优势，结合运营商云计算、大数据、平台等服务能力，在智慧水表、管网监测、水压水质监测、井盖监控、消防栓监控、水务信息化应用整合等—系列领域开展技术应用创新，打造水务行业多方面智能化、智慧化。
同时通过推动智慧水务应用的发展，助力水务行业运营管理转型升级，实现水务企业对内管理创新和对外服务创新，通过企业的精细化管理，降低能耗、内耗、时间成本的消耗,提高公司效益、提升企业核心竞争力；同时提升对外服务水平，及时响应客户需求,对外合理开放处理过程，承担更多的社会责任，提升社会服务能力。
升级会员 