智能燃气表的应用分析

顾瑞彦

（上海市燃气设备计量检测中心，上海 201208）

智能燃气表的应用分析

顾瑞彦

（上海市燃气设备计量检测中心，上海 201208）

随着电子科技的迅速发展，在很多传统的领域都开始实现智能化，大大提高了生产以及工作效率。在燃气计费管理中使用智能燃气表较传统的人工抄表方式有了很大改善，并加强了对欠费的清缴以及欠费用户的管理。根据智能燃气表的各种功能特点以及具体的使用要求，并且根据实际的应用情况对表具进行选型以及物联网系统进行设计，这样可以最大程度地发挥智能燃气表的使用效果。因此首先就智能燃气表的类型进行阐述，然后对其应用进行探讨，以供参考。

智能；燃气表；应用分析

在燃气系统中，燃气表作为最为重要的组成部分，是燃气计量与收费的主要依据来源。在城市的燃气供应方面，由于使用的范围比较广，用户比较多，所以在燃气费用的计量以及抄收方面具有非常多的困难，在工作效率方面存在非常大的瓶颈，使用智能燃气表可以有效及时的反馈燃气用户的用气量数据，大大提高了燃气费用计量的准确性。在电子科技迅速发展的今天，应用智能化的设备进行工作已经成为一种发展的必然途径，智能燃气表的应用可以对传统燃气管理的模式进行创新，因此使用智能燃气表具有非常重要的意义[1]。

1 智能燃气表类型

在目前常见的智能燃气表的类型中，根据其工作原理的不同可以分为远传燃气表以及卡式燃气表，主要是有膜式基表以及智能控制模块还有控制阀门三部分组成，基表主要是用于计量燃气用量，智能控制模块主要用于数据远传、充气以及控制阀门的控制。

1.1 卡式燃气表

卡式燃气表主要是由用气控制功能以及预收费两部分组成，实行一卡一表，用户使用燃气卡在指定的营业厅进行充值缴费，营业部门通过收费管理系统对用户的购气量进行充值，随后用户将燃气卡插入到智能燃气表内写入充气量，智能控制模块控制打开气阀，从而实现供气，这就是完整的购气缴费过程。当用气量在系统中显示为零时，智能控制模块会控制气阀关闭，停止供气，需要用户使用购气卡去营业部门进行购气。根据购气卡的类型不同，智能燃气表通常可以分为CPU卡表，IC卡表以及射频卡表，经过不断的改进以及完善，目前的燃气表具备的功能越加完善：①密钥验证功能；②警戒气量报警功能；③预付费功能；④欠费阀门关闭功能；⑤非法卡识别功能；⑥购气充值功能；⑦在线充值功能；这些功能不但可以实现用户自助缴费，还可以对违规操作的用户加以控制，避免由于人为因素而导致的燃气安全事故，具备非常高的安全性[2]。

由于卡式燃气表的固有硬件以及特定的工作特别，在使用的过程中要对下面几个问题加以关注：首先是环境问题，在恶劣的环境下，尤其是有蒸汽、高温、油烟以及潮湿的环境下，会出现智能控制模块受到污染而失效的现象。其次是由于燃气质量的不同，在使用较差燃气时会对控制阀门产生污染，造成关闭不严甚至是关闭失效的情况，出现燃气方面的损失。然后是收费管理系统以及燃气表自身功能的限制，导致燃气表上面会出现一定的气量囤积现象，尤其是在冬季用气量较大的情况下，出现供应不足甚至是调配不合理的情况，最后是卡式燃气表由于是非终端物联网的表具，所以无法对故障表具进行及时的排查，只能通过上门服务的方式对故障表具进行更换。

1.2 远传燃气表

远传燃气表是一种可以进行数据远传以及基表计量进行读取的燃气表，在数据的传输方面是通过采集器对基表的表数进行读取，并通过有线或者是无线的方式将数据传输到远端资源机，在数据信号进行传输的过程中，通过无线POS系统或者是有线自动的方式传入收费管理系统，并且实现收费管理系统对用气量的计算以及费用的计算[3]。

在远传燃气表的使用过程中，由于其传输方式不一样，通常可以分为有线和无线远传表，其具备的主要功能有以下几个方面：具备有线或者是无线对数据的读取以及传输，从而可以实现数据远传的功能；对控制阀门实现远程控制；在出现表具故障的情况下可以对阀门进行关闭，从而实现自动化的故障紧急处理；具备了以上这些功能，就可以通过有线或者是无线的方式对智能燃气表实现远程控制，并且对欠费的用户实现管控，无论是出现任何的突发情况，比如火灾之类的灾害发生时，能够及时地切断燃气供气，避免出现爆炸等事故的发生；同时远传燃气表是在远程进行收费管理，实现后交费，从而避免了燃气表气量囤积的问题[4]。

在使用远传燃气表的过程中要对以下几个问题加以关注：首先是要确保有线或者是无线传输设备的正常工作，这也是燃气表与燃气管理系统连接的纽带，一旦出现故障将无法进行数据传输等一系列的控制操作。无线远传燃气表的使用过程中，尽量将设备安装在开阔地带，避免出现多个障碍物的阻隔，尽可能保证传输信号的正常性；有线远传燃气表在进行线路敷设的过程中，尽可能敷设在暗处，避免出现线路被损坏的现象，一旦出现有线线路的故障，后续进行排查和维修的工程量是非常巨大的。其次是运用传输通讯的过程，就一定会出现通讯方面的费用，增加了燃气使用的使用成本。

1.3 新一代智能燃气表

近来来，随着科技技术的快速发展，研究出了一种新型的智能化燃气表，这种燃气表以热红外作为传输媒介，对数据进行传输，也就是网络型红外燃气表，以此与上述两种燃气表进行对比不难发现，其具有非常多的优势：

（1） 与卡式燃气表相比，在红外传燃气表中使用的电路是固定的模块化结构，其中将气路以及电路进行分隔，并且进行密封与外界的环境进行隔离；在进行数据采集的过程中是动态红外加密以及分段式加密的方式并在远端设置动态密码，从而有效克服卡式燃气表可能出现的爆炸事故或者是受到外界干扰等方面的弊端，从而最大限度的确保传输数据的准确性，大大提高了燃气表的可靠性。在数据传输方面，红外传燃气表均是采用红外线光通讯结构，由于对其电路部分进行了密封，所以在外界环境较差的情况，仍然可以正常的运行，数据的传输介质也非常稳定，不存在更换的情况，在潮湿甚至是酸碱腐蚀的环境中，都可以正常的使用。其次是元器件的寿命，在各种恶劣的环境中，红外传燃气表的使用寿命都可以达到十年以上，而卡式燃气表由于受到外界环境的影响，容易出现腐蚀失效的现象，所以使用的寿命一般较短。

（2） 与远传燃气表相比，使用红外传燃气表主要是应用非接触式磁电传感器以及红外接口，其中的测控器模块是在密封的环境下运作的，并且其电路的能耗非常小；在远传燃气表的通讯过程中，存在一定的风险就是容易点燃燃气，而红外传燃气表就完全可以避免这种隐患的发生。同时，由于密封模块的原因，其安全可靠性要比远传燃气表好的多。

2 智能表使用分析及管理

2.1 智能表使用管理

在对智能表进行管理的过程中，一般来说存在两种应用方式，一种是新表安装，另外一种是对旧表进行更换。在一些高档住宅、别墅以及安装有燃气壁炉的住宅内使用无线智能表，其中包括红外传燃气表。在公租房以及廉租房中安装智能表的时候，由于对其租户的不稳定性，频繁更替性，所以使用无线远传表或者是红外传燃气表具有非常明显的优势，可以及时对用户的使用量以及使用率进行反馈，避免出现抄表结算所带来的不必要纠纷。在安装或者进行旧表置换时，要对燃气表进行严格的审查，其基表部分应经过专业技术机构的检定，智能模块与远端平台进行数据传输的部分应经专业部门进行检测，只有以上两部分全都合格后才能进行安装，在安装的过程中要严格按照操作顺序进行，做到稳定性与安全性并存的使用燃气表[5]。

2.2 智能燃气表收费系统整合

在目前的智能燃气表中，由于应用的类型越来越多，应用的范围也越来越广泛，所以在进行计费的过程中，如何进行进一步的优化，具有非常重要的实用价值。表具的管理不便、收费终端的种类较多、数据的统计分析困难等方面，在目前的各类燃气表的使用过程中，如何进行整合并建立统一的管理平台进行管理，可以对这些问题进行有效的处理。

智能燃气表收费系统进行整合的方案：

①首先是对收费系统中的网络资源、硬件以及营业厅等进行综合分析与利用，从而减少进行收费系统整合过程中的难度以及成本。②通常情况下整个收费的系统平台进行架构时需要使用C/S模式，这是因为C/S模式的处理速度非常快，并且用户的交互性非常好，同时安全稳定、处理能力强、可操作性强，在需要使用POS设备进行外部链接的收费系统中特别适用。③进行整合收费系统平台可以更好的进行数据的分析统计，便于针对燃气用量进行统计核算。④在通讯协议上制定统一的标准，可以在远端对数据进行实时的监控以及录入。

2.3 阶梯气价的实现

随着阶梯气价的实施，居民在使用燃气的过程中随着基数的不断增大，其价格也是不断上涨的，一般来说普通用户对于气价是非常关注的，在后期燃气结算的过程中，燃气表的计量特性需要非常高的准确性。传统燃气表在进行用气量的统计过程中，经常会遇到一些外因而导致无法准确进行查验，这样就会引起后期的结算产生不必要的纠纷。智能燃气表无论是有线，无线远传燃气表，都能够大幅度提高数据的准确性，从而对实现阶梯气价也具有非常重要的作用。只有确保了用气量的准确性，在以公平为原则的前提下才能确保燃气用户的利益。智能燃气表的应用中，可以相应的设置很多功能，方便燃气用户及时地对用气量进行查看及控制，提高了阶梯气价的适用性。

在进行阶梯气价的实现过程中，根据不同类型的智能燃气表提出以下的措施：首先是卡式燃气表，最优的解决方案就是进行燃气表的更换。如果无法进行更换，可以通过整合的收费系统对其进行合理的控制，根据燃气表中所储存的数量，以及系统平台中所累积的使用量，通过这些数据就可以最大公平化的实现阶梯气价。在相对应的阶梯价格内，用户进行购气时的价格是明文进行规定的，如果用户使用量超过了该段气价，就对其启动相对应的阶梯价格。其次是对于目前投入使用的远传燃气表，在一定的使用周期内，通过收费系统对燃气表的数据进行归档分析，分别对每一个阶梯内的用气量以及价格进行计算，然后收取用户的用气费用。最后是对于新装用户而言，务必要安装具有阶梯气价功能的智能燃气表，在表具中配备有完整的功能硬件，并且运用模块将每个阶梯的价格以及使用量进行计算，从而实现阶梯气价。

2.4 燃气安全监测技术

首先是超流量侦测，在进行监测的过程中，对于超出流量的情况以及一些不合常规的用气量进行侦测，避免出现由于燃气管道破裂等方面的管道故障引起的用气量骤增现象。其次是超时间侦测，对于在连续超长时间使用的情况下，务必要使用时间侦测，这样就可以有效的对用户的一些违规操作及时的进行处理，包括忘关灶具甚至是热水器的情况。再次是低流量长时间侦测，对于出现特别少量几乎不再正常用气量范畴的微泄露情况，要及时的对燃气管道以及气路管道进行有效排查，避免出现危险事故。最后是特殊灾害以及外部警报侦测，当出现外部警报的时候，首先要进行火灾等方面灾害的排查，其次是对地震等自然灾害的排查，传感系统可以根据警报的情况实施气源的切断，这样就可以更加安全有效地使用燃气[6]。

2.5 物联网表计费的实现

在最新一代的智能燃气表中，可以通过终端与远端进行数据的实时传输，它不但可以大量节约人工抄表的时间，更是可以通过网络运营商提供的标准通讯协议进一步的对用气数据准确实时的进行计费，尤其是在人口居中较为密集的地方，根本不会存在无法通信的盲区，这就给物联网计费提供了必备的基础条件，并且就费用方面而言，通信的服务费相较于人工成本而言，也具有非常大的优势，通过实施物联网计费，可以有效、可靠、及时、安全地传递数据，也便于后期的维护。

2.6 违规及表务投诉

2.6.1 违规用气

在燃气用量的计费过程中，对于违规操作的用户甚至是偷用燃气的时候，智能燃气表有着非常显著的优点，可以及时地对用户的消费量进行侦测，对于出现表具异常的现象就可以及时准确的定位，并通过上门等方式对用户的违规操作甚至是诚信问题进行排查与震慑。

2.6.2 表务投诉

在出现表务投诉的时候，可以根据表具中的数据，提供较为准确的服务以及法律依据，避免出现各种财务纠纷。通过远端服务平台可以实时解决正常用户的各种需求，从一定程度上也可以最大限度地避免出现各种纠纷的发生。

3 智能燃气表的发展趋势

在目前的经济发展过程中，城市化以及现代化的发展速度已经迫切需要对原有传统工作方式的转变，智能燃气表的使用是符合未来用户需求的必要组成，只有最大限度的普及智能燃气表，才能在未来的发展中，更加完善和提高智能燃气表的安全性以及可靠性，从而提高燃气表的管理水平。

根据上述未来发展的需求以及效果，需要智能燃气表在以下几个方面进行着重的创新：首先是在数据的传输以及安全方面，例如研发红外传燃气表，通过特定的通讯协议，就提高了信号传输的安全性，从而能够实现数据实时并且高效准确的传输。其次是在兼容性方面，跟通讯运营商之间要达成协议，确保燃气表的通讯能够更加普遍化，在各种网络通讯中都可以灵活的运行以及使用。再次是燃气表的电路部分，需要尽可能的使用模块化技术，将可能出现问题的部分尽可能密封起来，确保燃气表在长期使用的过程中，避免因为外界环境以及氧化而造成的损坏，确保燃气表的使用寿命可以更长。另外，在燃气表的使用过程中，要逐渐的对技术标准进行规范化，这样才可以从体制上进行管理，对传统的管理方式进行创新，才能更加可靠地发挥智能燃气表的使用效果。

4 结束语

总而言之，通过对智能燃气表几种表型的探讨与分析，以及进行收费系统的整合，全面推动阶梯气价的实现，可以将智能燃气表的应用范围扩大化、精细化以及准确化。唯有如此，在现代化经济快速发展的今天，才能确保我国社会以及经济效益最大化。

[1] 邵泽华.智能燃气表的无线通信技术[J].煤气与热力，2016，（3）：85-89.

[2] 傅德基.智能燃气表的现状与发展趋势探讨[J].中国高新技术企业，2016，（5）：75-76.

[3] 赵振中，廖红春.智能燃气表现状及发展方向[J].煤气与热力，2014，（7）：29-31.

[4] 唐斌，严朝聚.居无线智能燃气表的应用[J].煤气与热力，2013，（10）：36-38.

[5] 王洪庆.低功耗预付费智能燃气表的研制[J].制造业自动化，2009，（12）：185-188.

[6] 杨张利.IC卡燃气表智能控制及检测系统研究[D].重庆：重庆大学，2007.

Application Analysis of Intelligent Gas Meter

Gui Rui-yan

With the rapid development of electronic technology，in many traditional areas have begun to achieve intelligent，greatly improving the production and work eff i ciency.In the gas billing management using intelligent gas meter can be a traditional way of manual meter reading has been greatly improved，and to strengthen the payment of arrears and arrears of the user management. According to the various characteristics of intelligent gas meter and the specif i c requirements of the use，and according to the actual application of the table with the selection and the Internet of Things system design，so you can maximize the use of intelligent gas meter effect.In this paper，the type of intelligent gas meter is described fi rst，and then its application is discussed for reference.

intelligence；gas meter；application analysis

TU996

A

1003–6490（2017）03–0064–03

2017–03–12

顾瑞彦（1988—），男，浙江湖州人，主要研究方向为机电一体化。