HFC网络远程抄表系统

郑小明 冯益 杨文灿 朱普霞

一、序言

　　近年来，中国大步跨入了信息化的时代，人们的工作、生活与通讯和信息的关系日益紧密，信息化社会在逐步改变人们的生活方式与工作习惯的同时，也对一些传统的理念提出了挑战。人民生活水平和质量的提高，安居乐业的小康生活都作为党和政府实事工程的目标之一。作为建设成国际大都市形象的综合目标，上海在发展高科技产业和城市信息化建设方面，也作为市政府近年来各项主要丁作的目标之一。
　　上海信息港工程的建设、城市数字电视和数字网络的试点、有线宽带（HFC）的改造、智能化抄表等等。
　　市政公用事业及实施是社会管理职能的重要组成部分，对能源的有效使用和控制，是人类经济和社会发展的必然产物，也是现代社会文明的体现。自米水市北有限公司承负着上海40％居民和企业的供水和管理职能，与人们的生活息息相关。
　　在我国的公用事业，抄表（能源使用计量），儿十年来，人工抄录方式化费了大量的人力资源和时间，实现简单的劳动力再生产和落后的管理模式，一直沿袭至今。
　　随着经济的发展和城镇规模的扩大，人员流动性的日益增大，抄表工作量也越大。不确定因素的付出也呈线性同步增长。造成的不准确而引发的误抄、错抄和纠纷、到拒付费现象时有发生，给国家企业经营的形象和效益带来影响，制约了企业的再发展。
　　水资源的供给、分配、调度、计量、收费是业务运营链中不可分割环节，自来水的运载（管网）的规划、监测和调度既保障企业有效运作，又能为政府决策能源利用计划、提供有效的依据。然而，原始的数据统计和计算，既耗费了大量的人力和物理，又难保企业高效、准确的运作。
　　HFC远程自动抄表系统是利用计算机技术、数字通讯技术HFC有线双向宽带网络技术与水表计量技术完满结合，集计量、实时数据采集、数据处理网络通讯于一体，将 城市居民能源消费信息加以综合处理的系统，该系统的计量、数据采集信息也同时为市北自来水公司实现业务运营和办公自动化综合管理系统（CIMS）打下基础，这里涉及到二方面的技术，一是远程自动抄表系统采用的技术、二是网络通讯技术。

二、网络宽带接入技术

　　HFC网络的 Cable Modem接入技术是目前远程抄表系统中最先进。廉价，最具实时数据采集及发展潜力的远程抄表系统。
　　电力网络、电话网络、电视网络号称当今世界上最大的三个网络系统。虽然有线电视网的覆盖率不及无线电视网，但是在人口密集的城镇地区，有线电视的普及率已经接近无线电视网了。
　　HFC网络的Cable Modem接入是近10年内逐步发展起来的一项新的通讯传输技术。以前的有线电视网只是传送电视信号，而HFC网络的Cable Modem宽带接入利用混合光纤同轴电缆传输线路，实现双向的网上传输和通讯。由于有线电视采用光纤和同轴电缆，因此带宽容量相当大，用户覆盖面最广，可以说深入到每个角落，HFC的下传速率可以达到34Mpbs。当前传统的有线电视网经过单向传输向双向传输的改制才能实现数据通讯网的功能。
　　HFC网络结构采用树型或总线型结构。从前端到小区或楼宇节点采用光纤传输，光节点到用户终端采用同轴电缆传输。小区光节点的理想设计一般在500户左右，光节点网络内部带宽约1GHz。HFC的前端、语音、数据视频等多媒体信息经调制/解调传输后以数据包的形式进入用户终端。上行、下行信道采用个对称方式，上行速率最高可达768Kbps，下行速率最高可达34Mbps，适用于高速的接入。
　　当前，上海市政府己投入巨资，加紧上海HFC网络改造和信息港工程的基础建设，3年后将覆盖上海的家家户户。随着FTTH延伸和HFCD密集波分复用（DWDM）技术的采用，将进一步简化系统结构和降低成本，使每一户享用到10～30Mbps的网络带宽。

二、自来水远程智能抄表

　　顺利、准确的抄表计量工作，关系着公用事业行业、能源供给企业的经营、管理、效益等的生命线。就目前的状况而言，抄表难、收费难是公用事业部门面临的普遍和共性的历史问题，而种种社会现象和实际，对企业的经营者、管理者在我国新的市场经济条件下经营企业所提出的改革思路新课题。
　　抄表收费工人工作条件差、效率低、劳动强度大、个稳定因素，不可控现象等等，都说明了采用传统的人上抄表方式已不能适应现代社会和企业发展的需要。
　　远程智能抄表项目的实施，采用高新技术的手段，以符合我国国情的技术和使用方法，迎合了经济和技术的发展方向。在这样的发展机遇下上海市自米水北有限公司科研攻关组，由副总经理郑小明先生直接指挥，联合深圳思创集团、上海有线网络公司，综合了国内外众多同类及相关产品的技术，采用了最先进的系统设计和有线宽带网络的技术，经过努力完成了科研和产品的研究开发，并将在上海市示范小区“秋月枫舍”进行试点应用。
　　1、系统的构造：

　　 2、HFC网络远程抄表系统的特点：
　　（1）系统充分利用了现代宽带网络（包括广电的有线宽带HFC和邮电宽带FTTB）及小区有线电视（CATV）网络的宽带资源，大大减小了在大楼和小区内的布线复杂程度，实现远程的自动抄表和数据采集传输。此类方式是 个实时的在线系统，它克服了通过电话拨号上网的种种弊病，把抄表系统真正提高到了计算机网络化的平台上。
　　（2）随着上海市双向有线电视网改造的完成（1～2年后），远程抄表系统所具备的基于HFC宽带网络集抄功能，计划设置抄读功能，将使自来水市北有限公司、营业所集抄中心帐务中心通过有线宽带接入、实现综合管理（CIMS）成为可能。
　　（3）集抄软件、帐务处理软件是两个处理对象不同的计算机信息处理软件，是自来水计量收费供求链中两个密切关联的业务，两个关联的业务处理软件中，只要数据格式、通讯协议的方式和约定一致，就完全能做到真正的全智能化的统
　　（4）HFC宽带网的接入为公司的信息化数据采集提供了一条宽阔的链路，也为实现真正的综合信息管理系统（CIMS），包括数据分析、图像分析、管网管理，水量资源分配和调度的实施创造了基础平台。
　　（5）远程智能抄表系统，从远传水表、CDT智能控制终端、通过CATV宽带网络到小区的物业管理中心自来水公司管理中心的主控计算机，系统具有4套数据（原始水表、CDT的LCD显示屏、小区物业的计算机和自来水公司管理中心计算机），以确保数据计量的 准确性和可矫正性。
　　3、实施远程智能抄表系统的投入比较
　　随着信息技术的发展，对传统的公用事业（抄表）信息化应用和智能化小区的建设提出了二种解决方案，即IC卡表和远传智能抄表，各地也积极安排样板小区的试点。这里我们仅对公称口径20mm普通水表、IC卡水表和远程水表每户投入为例，做一比较：

名称 投入费用（元）/户 付费方式 抄表方式 相关投入 重复投入 故障率% 维护折旧% 普通水表 73 先用水后付费 人工上门抄表 □ 6年更换普通表 0.1 0.1 IC卡水表 560 先买水后用水 销售网点买水 充值管理系统的维护和销售网点服务人员 6年更换整表 4-6 3-5 远程水表 380 先用水后村费 网络抄表 网络运营通信费 6年更换普通表 0.3 2-3

四、行业信息化展望

　　人类已逐步走进数字化的时代，信息技术的发展，推动着传统工业、农业、建筑、通讯和各项基础事业的不断进步，它正在逐步改变人们的生活、促进着文明社会的发展。行业信息化包括企业内部信息化管理、办公自动化管理、业务流程自动化管理、管网计量调度自动化管理、远程智能抄表自动化管理等等，信息技术和网络技术的发展为实施远程智能抄表和行业的综合信息管理系统（CIMS）提供了一个基本的个台，随着电子商务技术的不断完善和社会信用认证体系的建成，电子信用收费也将成为现实。
　　上海市政府提出了建立数字化城市，数字化社区的十五规划，也为我自来水公司的技术进步和行业改革创造了一个发展的机遇，我们将彻底地抛弃儿十年来的传统和落后，以系统的技术、先进、可靠和可持续发展的角度出发，创造一个真正属于我们公用事业和自来水行业科学、进步的灿烂明大。