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水資源缺乏日益嚴重，提升用水效率包括降低漏水率為政府施政重點，中國也定下2017年公共供水管路漏水率應控制在12%以內。NB-IoT應用于智慧儀表，可以有效解決傳統(tǒng)布線、設備成本、環(huán)境要求、耗能等問題，使讀表穩(wěn)定可靠。

根據中國計量協(xié)會資料，中國人均用水量約2100立方米，水資源缺乏日益嚴重。現今供水管路設備老化，技術和管理方法落后，漏水率居高不下：全中國654個城市平均漏水率超過15%，最高達到70%以上，其中農村尤為嚴重。中國“水十條”第三條第九項規(guī)定：對使用超過50年和材質落后的供水管路進行更新改造，到2017年，全國公共供水管路漏水率應控制在12%以內;到2020年，控制在10%以內。

此外，受益于差別式水價全面施行，水務需求得到釋放。在中國國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設部印發(fā)《關于加快建立完善城鎮(zhèn)居民用水階梯價格制度的指導意見》，部署全面實行城鎮(zhèn)居民差別式水價制度。該意見指出：城市原則上要全面實行居民差別式水價制度;具備實施條件的建制鎮(zhèn)也要積極推動。因差別式水價要求抄表實時、定時、成功抄收、數據準確、自動計費等，這些功能都需要智能水表的輔助才能實現。因此，水務管理從原本人工抄表及管路管理，變成了自動抄表、大數據處、管路供水科學調度系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、水壓/水質監(jiān)測系統(tǒng)等整合式的物聯(lián)網綜合管理系統(tǒng)。智能水表，正是該物聯(lián)網系統(tǒng)的核心之一。

NB-IoT落地助推智慧水表

NB-IoT已經成為當前最有前景的物聯(lián)網技術之一，它可以直接部署于GSM、4G或LTE網絡，未來可部署到5G網絡，因此NB-IoT網絡將占據全球營運商級物聯(lián)網的大部分應用。預期低速率廣域網連接數將占物聯(lián)網總連接數的60%左右，就具體應用來看，考慮到NB-IoT技術主要應用在低功耗廣域物聯(lián)網通訊領域，結合其對數據時間實時性不敏感的特點，智慧讀表、土壤環(huán)境監(jiān)控、對象追蹤等對環(huán)境、耗能具有嚴格要求的領域，將會非常適合。此外，以停車場、路燈、垃圾桶、消防栓等為代表的智慧城市建設，也將成為NB-IoT的典型應用場景。

NB-IoT應用于智慧儀表，可以有效解決傳統(tǒng)布線、設備成本、環(huán)境要求、耗能等問題，使讀表穩(wěn)定可靠。它與現有4G基地臺共享，不占額外網絡和數據帶寬，保證傳統(tǒng)業(yè)務穩(wěn)定運行的同時，還能與新興物聯(lián)網應用結合。在智能讀表的應用中，現階段使用GPRS網絡發(fā)送數據，一個基地臺只能同時負載300多個水表，采用NB-IoT技術后，一個基地臺可同時承載5萬個水表傳輸的數據。

生活及農業(yè)用水 帶動智慧水表發(fā)展?jié)摿?/span>

智慧水表既是水務產業(yè)分布最廣泛的基礎數據源，也是與民眾生活密切聯(lián)系的終端裝置。由于漏水、計量精度低以及管理漏洞，中國水務公司的營業(yè)損失比較大。按照中國年均供水量6,000億噸，供水均價人民幣2元/噸，采用智能水表解決方案可降低5%左右的產銷損失或呆賬，產值約人民幣600億元。

中國農業(yè)用水約占總用水量的70%，鑒于農業(yè)領域物聯(lián)網技術日漸成熟，新增高效節(jié)水灌溉面積的增加，根據公開資料整理，「十三五」期間，中國高效節(jié)水灌溉市場每年市場規(guī)模有望超過400億元，整個市場規(guī)模約為2,440億元。

圖1 2016~2020年智能水表產業(yè)市場規(guī)模及成長趨勢

根據公開資料整理，當前中國智能水表整體滲透率約22%，年銷量1,500萬臺。隨著國家政策的落實以及NB-IoT水表的應用，預測智能水表將以30%的速度成長，預計未來5年智能水表市場規(guī)模將持續(xù)穩(wěn)定而明顯成長(圖1)。智能水表強化流量資料擷取，不僅可為水務產業(yè)帶來豐富的潛在數據資產，未來還可能與物業(yè)管理、配送系統(tǒng)、金融系統(tǒng)等平臺進一步整合，發(fā)揮無限的可能性。

智慧水務解決方案架構

目前也有業(yè)界廠商推出智慧水務整體解決方案(圖2)，圍繞水公司深化營運需求構建的整套物聯(lián)網解決方案，方案包括終端、云端運算、物聯(lián)網平臺及水務應用等，同時透過上述技術將巨量水務信息進行采集、分析和處理，幫助水公司提升運營效率。

圖2 生態(tài)智能水務系統(tǒng)架構

終端設備是物聯(lián)網的基礎，透過整合、改造現有水廠設備，使其可控制，包括：智慧水表、水質監(jiān)測、壓變、流量計、變頻設備等多種水務終端。其中，智能水表整合NB-IoT標準模塊，透過基地臺將信息上傳到云端物聯(lián)網平臺。IoT平臺提供連接、設備、數據管理等多項基礎功能，支持多種水務終端設備快速存取與應用整合。產業(yè)應用無需關心終端的物理連接和數據傳輸方式，實現終端對象化管理，平臺還提供數據擷取、分類、結構化儲存、用量分析、設定并產生報表等，滿足水務應用的快速開發(fā)需求。

水務應用是該物聯(lián)網解決方案產業(yè)用戶呈現的上層控制核心，通過物聯(lián)網平臺獲取來自終端層的數據，經由網絡層、云端運算平臺，最終形成統(tǒng)一的水務管理數據。在供水管理方面，有變頻設備、調節(jié)閥、壓變、場地視訊監(jiān)控等;在管路監(jiān)測方面，有水質監(jiān)測、管路信息、節(jié)水管理、分區(qū)計量等;在智慧水表管理方面，有水表基礎信息管理、計費管理、數據分析等。

NB-IoT智能水表系統(tǒng)

NB-IoT芯片模塊供貨商芯訊通在蘭州使用的智能水表中，有效營運1.5萬臺，每臺水表每2天透過NB-IoT模塊向當地水務綜合管理平臺發(fā)送用水數據，每月總計抄收22.5萬次數據。水表本身具有磁干擾識別、磁簧管技術故障警告等功能，總體待機時間長，有低電壓提示、斷電保護、年限管理等功能，避免傳統(tǒng)無線水表傳輸距離短、功耗大、訊號覆蓋范圍小等缺點。水表記錄數據長期保存，有效期長達10年。

NB-IoT技術具備終端耗電量低、訊號覆蓋范圍廣、不需自建網絡、網絡存取簡易等特點，水表可自動化讀表，提升實時性、精確性等，便于差別化費率的精準實施，促進用水效率、節(jié)約用水。目前，該智能水表服務平臺除了水表訊息讀取，管路監(jiān)測等功能，還可以進一步分析出不同群體的用水習慣，及時發(fā)現用水異常情況，提升故障處理效率與使用者滿意度，更加有效率地指導供水網絡建設和改造，具有全面感測、互聯(lián)互通、智慧決策、主動服務等特性。

中國水表產業(yè)已經將NB-IoT技術列入水表產業(yè)「十三五」期間重要推廣的應用技術，制定相關標準和技術解決方案，進行大規(guī)模推廣前的試營運，推動NB-IoT技術在智能供水中的應用(圖3)。

圖3 2017~2022年中國智慧水、氣表連接數預測

中國管理相對獨立的自來水公司超過4,000家，大部分自來水廠預算用于供水管路的維修，很難有足夠的資金采購并布設智能水表系統(tǒng)，因此大部分水表公司研發(fā)智能產品也受限。目前中國水表供貨商有600多家，但規(guī)模大多有限，因此發(fā)展智慧水表的進展并不明顯。不過隨著社會對于智慧水表的需求提升以及政策的支持，能夠提供綜合性能穩(wěn)定的水表廠商有望逐漸提升產業(yè)地位和市場出貨比例。

時間：2018-4-16