分析用水規(guī)律
智能水表的使用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
傳統(tǒng)的智能水表應(yīng)用場景
挖掘數(shù)據(jù)價值的智能水表應(yīng)用場景
智能水表比較機(jī)械水表，最大的優(yōu)點(diǎn)在于水司提取用戶水量數(shù)據(jù)的密度加大，且取得的水量數(shù)據(jù)更符合時間特性。
智能水表采集的數(shù)據(jù)用于更充分地應(yīng)用于用戶用水模式的確定，分析用水規(guī)律。用水模式是動態(tài)水力模型建立的必要步驟，是節(jié)點(diǎn)水量時間分配的關(guān)鍵。供水管網(wǎng)中用戶用水規(guī)律的掌握，用水狀態(tài)的實(shí)時更新，有助于提高水力模型精度，以增加模型的應(yīng)用范圍，更廣泛地應(yīng)用于管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度、漏損控制等方面。分析用戶用水模式的遠(yuǎn)傳水量數(shù)據(jù)顆粒性越小，所能映射出越真實(shí)的用水規(guī)律，但是過于小的顆粒，會導(dǎo)致傳輸成本過高、電能浪費(fèi)、數(shù)據(jù)冗余。
用水模式計(jì)算： ① 計(jì)算用戶每日的平均用水量
（i=0,1,2，…n） ② 計(jì)算用戶每個時段用水量相對平均用水量的比例系數(shù)
得出用戶的日用水模式曲線。 圖2-居民日用水曲線圖（用水模式）
通過智能水表掌握的用戶的用水模式，匹配水表的特性曲線，可高效提升水表的計(jì)量效率，提升售水的經(jīng)濟(jì)效益。
圖3 某用戶水量計(jì)量效率圖
計(jì)量效率公式： ① 水量頻率占比
其中：nq ——流速點(diǎn)qi的數(shù)量 N ——統(tǒng)計(jì)時長內(nèi)全部流速點(diǎn)的總數(shù) ② 誤差水量
其中：Ei ——流速點(diǎn)qi對應(yīng)的計(jì)量誤差 h ——統(tǒng)計(jì)時長
③ 計(jì)量效率
計(jì)量效率的計(jì)算，有利于分析水表的經(jīng)濟(jì)成本、水表選型、確定周期換表的時間。影響水表計(jì)量效率的因素具有復(fù)雜的多維度特性和時間特性，例如因水表機(jī)械疲勞、電磁及超聲探頭等設(shè)施使用、用戶用水情況的變化等，因此計(jì)量效率具有較強(qiáng)的動態(tài)性及不確定性。
提升供水服務(wù)品質(zhì)的智能水表應(yīng)用場景 越來越多的智能水表廠家往智慧平臺建設(shè)上投入發(fā)展，構(gòu)建第二增長曲線。通過智能水表的水量數(shù)據(jù)資源再開發(fā)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的升級，服務(wù)的轉(zhuǎn)型，從機(jī)械制造商轉(zhuǎn)型為數(shù)據(jù)服務(wù)商。 圖4 某水表商開發(fā)的計(jì)量服務(wù)產(chǎn)品-1
圖5 某水表商開發(fā)的計(jì)量服務(wù)產(chǎn)品-2
智能水表的用戶服務(wù)應(yīng)用場景主要為用戶內(nèi)部管網(wǎng)系統(tǒng)的水量監(jiān)控、獨(dú)居老人的智能關(guān)懷、水費(fèi)賬單的展示與分析。
2021年新出的《城鎮(zhèn)供水價格管理辦法》規(guī)定：簡化水價分類、明確計(jì)價方式。城鎮(zhèn)供水根據(jù)使用性質(zhì)分為居民生活用水、非居民用水、特種用水三類，居民生活用水實(shí)行階梯水價制度、非居民用水實(shí)行超定額累進(jìn)加價制度。
居民生活用水實(shí)行階梯價格制度。居民生活用水階 梯水價設(shè)置應(yīng)當(dāng)不少于三級，級差按不低于 1:1.5:3 的比例安排。
非居民用水及特種用水實(shí)行超定額累進(jìn)加價制度，原則上水量分檔不少于三檔，二檔水價加價標(biāo)準(zhǔn)不低于 0.5 倍，三檔水價加價標(biāo)準(zhǔn)不低于 1 倍，具體分檔水量和加價標(biāo)準(zhǔn)由各地自行確定。
執(zhí)行兩個《辦法》中的要求，豐富了智能水表的應(yīng)用場景。通過智能水表的數(shù)據(jù)采集，及時發(fā)現(xiàn)用戶管道漏水、供水設(shè)施損壞、異常用水的現(xiàn)象，盡早告知、提醒并做技術(shù)指導(dǎo)。
案例（見圖6）為較為典型的用戶內(nèi)部管道漏水圖。這類案例對于數(shù)據(jù)采集的顆粒度要求不高，小時流量即可，僅需要判斷最小流量以及持續(xù)時間。
圖6 日用水量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)圖（疑似內(nèi)部管道漏水）
獨(dú)居老人的問題為人口老齡化后普遍存在的社會性問題，特別是縣鎮(zhèn)級城市、二三線城市的此類應(yīng)用場景較多。獨(dú)居老人的社區(qū)服務(wù)更要求精準(zhǔn)性和有溫度。對于智能水表的數(shù)據(jù)要求更高一些，用水?dāng)?shù)據(jù)采集的顆粒度應(yīng)較小，最長不應(yīng)大于1小時；且數(shù)據(jù)的傳輸?shù)耐ㄓ嵚食晒β蕬?yīng)為100%；關(guān)注的關(guān)鍵數(shù)據(jù)為最小流量、0用水量的持續(xù)時間、異常（大）用水量及持續(xù)時間；異常數(shù)據(jù)的報(bào)警設(shè)置等。
智能水表升級智慧服務(wù)的制約因素
結(jié)束語 隨著國家水資源管理及水務(wù)相關(guān)政策的出臺，新型城鎮(zhèn)化、智慧城市、海綿城市、節(jié)水型城市的建設(shè)，用水機(jī)構(gòu)信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化工作進(jìn)程的加快，以及階梯水價等政策的實(shí)施，智能水表的普及呈現(xiàn)為不可逆的趨勢。
水表行業(yè)純硬件的市場規(guī)模較小，為突破市值天花板，廠商必須向下游智慧水務(wù)平臺延伸，構(gòu)建第二增長曲線，建筑持續(xù)的增長動力。水司也逐步轉(zhuǎn)變觀念，從純粹的水表數(shù)據(jù)抄讀收費(fèi)轉(zhuǎn)型為水量數(shù)據(jù)的價值挖掘，提升供水服務(wù)品質(zhì)，從傳統(tǒng)的水的生產(chǎn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型為供水服務(wù)業(yè)。
自1997年開始，部分表廠研制預(yù)付費(fèi)IC卡水表，智能水表逐漸進(jìn)入我們視野，智能水表在國內(nèi)的發(fā)展已持續(xù)近30年，但是因元器件構(gòu)成的復(fù)雜性及管理等一系列問題，整體的滲透率仍然較低(見圖1）。自2014年國家推出一系列行業(yè)政策，2017年中國電信NB-IoT網(wǎng)絡(luò)正式商用，在技術(shù)完善和政策引導(dǎo)下，智能水表近幾年增長迅速。
圖1 供水企業(yè)智能水表使用占比情況
說明：使用智能水表占比在5%以內(nèi)的供水企業(yè)最多，達(dá)30%；使用智能水表占比不足20%的供水企業(yè)超過60%。
（數(shù)據(jù)來源：《城鎮(zhèn)水務(wù)行業(yè)智慧水務(wù)調(diào)研分析報(bào)告》）
為促進(jìn)水務(wù)行業(yè)健康發(fā)展和用戶節(jié)約用水，國家出臺了階梯計(jì)價、一戶一表改造、節(jié)水行動方案、水污染防治行動計(jì)劃、加強(qiáng)民用三表管理等一系列指導(dǎo)意見或政策，對水表計(jì)量的精確性、及時性、自動計(jì)費(fèi)等方面提出了更高的要求，激發(fā)了水務(wù)企業(yè)對智能水表的需求。預(yù)計(jì)未來三年智能水表市場增速將達(dá)25%-30%。
智能水表發(fā)展的歷程中，受限于數(shù)據(jù)采集元器件、供電設(shè)施、傳輸方式的技術(shù)發(fā)展，很長一段時間處于“試用”的尷尬境地，扮演的角色只是在替代機(jī)械水表和人工抄表。甚至因?yàn)閿?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸上的技術(shù)瓶頸、以及性價比等原因?qū)е轮悄芩戆惭b一段時間后被當(dāng)成機(jī)械水表抄讀。
2010 年IBM 提出智慧城市包括六個系統(tǒng)：組織（人）、業(yè)務(wù)/政務(wù)、交通、通訊、水和能源。智慧水務(wù)是未來智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)，同時也是關(guān)乎國民生計(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。“智能水表”在整個智慧水務(wù)系統(tǒng)中扮演著“眼睛”的角色，是實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)的基石。
計(jì)量效率
內(nèi)部管網(wǎng)系統(tǒng)的水量監(jiān)控
獨(dú)居老人的智能關(guān)懷
獲得完整、準(zhǔn)確的水量數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)智慧服務(wù)與管理、數(shù)據(jù)升級應(yīng)用的關(guān)鍵。制約智能水表性價比更高應(yīng)用的因素分為技術(shù)因素及管理因素。技術(shù)因素為智能水表數(shù)據(jù)采讀的準(zhǔn)確性、采集數(shù)據(jù)的顆粒度、電源供應(yīng)、傳輸穩(wěn)定性等；管理因素為水司內(nèi)部智能水表的采購、檢定、故障處理等制度與執(zhí)行，以及水司與智能水表供應(yīng)商之間的聯(lián)動雙贏。
