【管理前沿】水务实施NB-IoT物联网智能抄表终端项目的“三维度”与“三要素”
短短两年多的时间,物联网技术快速渗透搭配水务智能抄表领域并得到快速应用,从最初的预付费智能水表到脉冲水表、光电直读水表、LoRa无线远传水表,到现在的NB-IoT智慧水表,笔者见证了水务智能抄表发展的各个阶段。
现阶段水务实施智能抄表主要是两种途径:
新增或更换:新增市场或到期轮换时采用新型智能水表进行规模化替换,现阶段以光电直读水表、超声水表、NB-IoT智慧水表为代表的有线、无线两种抄表方式。
改造与升级:依照物联网领域“不替换、不改变、提成本”理念为传统水表赋能,接入物联网设备实现升级改造,以计数直读水表、摄像直读远传水表为代表的抄表方式。
如果以物联网的“云、管、端”角度看待水务智能抄表,在国内三大运营商NB-IoT技术存在不同差异,基站建设速度不一,三张物联网在短期内仍将各自割裂,彼此形成物联网孤岛。三大运营商主要采取现有移动通信基站覆盖范围内升级的方式在主城区支持NB-IoT的做法,即使同一家网络也容易形成孤岛林立的碎片化格局,如何保证物联网智能抄表方案的顺利落地应用,以及影响其最终实施效果,需要从三个维度加以分析:
“云” 统一的平台,兼容多品牌、多协议的数据信息采集主站,避免信息孤岛现象。水务可进行私有部署或共有部署,为保证数据的安全性,运营商提供的“云”平台较为可靠、安全,但需要设备厂商或水务企业与运营商密切配合,技术衔接,按照运营商对“云”端数据安全的技术要求从源头开发、设计智能终端。
“管” 稳定、可靠的通讯网络。应用场景的多样化要求必须有一条稳定、可靠的通讯传输网络,不管是异构形成的通讯网络还是运营商提供的网络,在数以千计万计的终端设备连接时,最终都绕不开运营商提供的远程通讯服务。除非用户选择成熟、稳定的短距离无线通讯网络(GFSK、LoRa等)自行组建LPWAN网络进行私有化管理,现实是水务既没有建设私有网络的资金实力,在后期维养上也存在一定技术门槛,在到达云端的最后一米与运营商的IoT进行异构,则用户承担的流量资费是最低的;每个终端采用运营商提供的NB-IoT通道则需要承担对应的流量资费,但可避免因自身网络技术局限造成的通讯维护难的问题,依赖政府力挺的运营商物联网保证数据传输,水务可将自建网络的维养费用与流量资费做对比,两权相利取其重,两权相害取其轻。
“端” 不管是选择全新的智能水表替换,还是在原有水表进行升级改造,低功耗成为刚需,满足市电持续供电的场景不必考虑此因素,水务智能抄表相比较其他远程抄表场景更为复杂的多,既要考虑电源获取,还要考虑安装位置的复杂、潮湿等恶劣环境,更重要的是对五花八门抄表方案(有线、无线)选型带来诸多相关问题。
这是一个跨界融合的时代,很多原有的范式正在被突破和重构。通讯技术和信息技术前所未有的交织在一起,无论是Wi-Fi 6还是5G,人工智能和云原生正在和它们紧密结合。水务智能抄表场景的多样化势必决定了采取多样化的网络构成,短距离稳定成熟的无线网络例如GFSK、zigbee、蓝牙或广域通讯网络(电信、移动、联通、广电)的融合互补,方可最大程度的保证通讯覆盖的广泛性,即使运营商也不可能在短时间内保证“无人区”(分散、空旷地区)物联网信号。
水务在实施物联网智能抄表项目的过程中,综合考虑当地应用场景客观因素,把握项目实施的关键点,知悉其中的物联网终端在全产业链中的关联应用,物联网智能终端不是简单的选择设备供应商,还涉及到当地运营商提供的网络服务,设备厂商选择不同的运营商的技术标准并与当地网络运营商技术对接,是实施物联网智能抄表项目正确的打开“姿势”,应从以下三个要素考虑:
1、运营商选择:当前形式下,水务部门要合理评估当地运营商提供的NB-IoT资费套餐。国内三大运营商提供的网络服务基站建设进度不同,资费标准有所不同,应当首先考虑的是运营商提供网络服务的指标,但就智能抄表而言需要的几个指标:信躁比(与终端定位相关)、信号强度(与终端接收灵敏度相关)、信号等级、通讯速率等,有条件的话可联合当地运营商在不同应用场景做实地OTA测试(功率、灵敏度测试),要求运营商做出对应性的NB-IoT网络优化调整,获得运营商对信号强度的覆盖范围承诺;其次,长远考虑资费标准,国内运营商有不同程度的资费套餐标准,有的提供大幅优惠活动,按照智能抄表终端使用周期年限选择对应的运营商网络;最后,考虑因客观因素导致信号不能覆盖却必须安装智能终端的地区,考虑其他固定场景下短距离通讯网络做为补充,如GFSK、LoRa、zigbee等近距离通讯与NB-IoT网络异构互补融合,保证通讯网络可靠性与稳定性。
三大运营商物联网应用服务模式如下:中国移动提供“OneMo模组+物联网卡+OneNET云平台”一体化方案;中国电信提供“第三方模组+物联网卡+天翼云平台”方案;中国联通提供“第三方模组+物联网卡+沃云平台”方案,中国电信、中国联通业已开展过大规模的NB-IoT模组招标,如何抉择需要水务部门与设备厂商因地制宜进行对比、分析后根据当地运营商服务、应用场景、厂商技术能力等方面确定。