Автоматизированный сбор показаний счетчиков коммунальных услуг.

Введение

Передача данных о потреблении от прибора учета коммунальных услуг поставщику услуг.

Автоматическое снятие показаний счетчиков (AMR) – это технология автоматического сбора данных о потреблении, диагностике и состоянии от счетчиков воды или приборов учета энергии (газа, электроэнергии) и передачи этих данных в центральную базу данных для выставления счетов, выявления и устранения неисправностей, а также для анализа. Эта технология позволяет поставщикам услуг в основном сэкономить на затратах, связанных с периодическими выездами для снятия показаний счетчиков на каждом объекте. Другое преимущество заключается в том, что начисление платы может производиться на основе данных о потреблении в режиме, близком к реальному времени, а не на основе оценок, основанных на предыдущем или прогнозируемом потреблении. Эта своевременная информация в сочетании с анализом может помочь как поставщикам услуг, так и потребителям более эффективно контролировать использование и производство электроэнергии, потребление газа или воды. Технологии AMR включают в себя ручные, мобильные и сетевые технологии, основанные на телефонных платформах (проводных и беспроводных), радиочастотной связи (РЧ) или передаче данных по линиям электропередач.

Технология сенсорного действия

При использовании сенсорной AMR, техник вводит показания счетчика с помощью портативного компьютера или устройства сбора данных, оснащенного сканером или зондом. Устройство автоматически считывает показания, касаясь счетчика зондом или поднося его в непосредственной близости к считывающей катушке, расположенной под сенсорной панелью. При нажатии кнопки зонд отправляет запрос в сенсорный модуль для получения показаний счетчика. Программное обеспечение устройства сопоставляет серийный номер счетчика с записью в базе данных маршрутов и сохраняет показания для последующей загрузки в компьютер для выставления счетов или сбора данных. Поскольку техник по-прежнему должен посещать место установки счетчика, этот метод иногда называют "AMR с посещением объекта". Другой тип контактного считывателя использует стандартизированный инфракрасный порт для передачи данных. Стандарты протоколов между производителями определены в таких документах, как ANSI C12.18 или IEC 61107.

Хостинг AMR

AMR-хостинг – это решение для бэк-офиса, позволяющее пользователю отслеживать потребление электроэнергии, воды или газа через Интернет. Все данные собираются практически в реальном времени и хранятся в базе данных с помощью программного обеспечения для сбора данных. Пользователь может просматривать данные через веб-приложение и анализировать их с помощью различных онлайн-инструментов, таких как построение графиков профилей нагрузки, анализ составляющих тарифа и проверка счетов за коммунальные услуги.

Сеть радиочастот

АМР на основе радиочастот может принимать различные формы. Наиболее распространенными являются ручные, мобильные, спутниковые и решения с фиксированной сетью. Существуют как двухсторонние, так и односторонние радиочастотные системы, использующие как лицензируемые, так и нелицензируемые радиочастотные диапазоны. В двухсторонней или системе "пробуждения" радиосигнал обычно отправляется на уникальный серийный номер АМР-счетчика, инструктируя его приемопередатчик включиться и передать данные. Приемопередатчик счетчика и приемопередатчик для снятия показаний передают и принимают радиосигналы. В односторонней системе типа "выброс" или непрерывного вещания счетчик передает данные непрерывно, с интервалом в несколько секунд. Это означает, что устройство для снятия показаний может быть только приемником, а счетчик – только передатчиком. Данные передаются только от передатчика счетчика к приемнику для снятия показаний. Существуют также гибридные системы, сочетающие односторонние и двухсторонние методы, используя одностороннюю связь для снятия показаний и двухстороннюю – для программирования. АМР на основе радиочастот обычно устраняет необходимость для сотрудника входить на территорию или в дом потребителя, а также искать и открывать подземный смотровой люк счетчика. Коммунальное предприятие экономит средства за счет увеличения скорости снятия показаний, снижает риски, связанные с проникновением на частную территорию, и уменьшает количество пропущенных показаний из-за невозможности доступа к счетчику. Технология, основанная на радиочастоте, не везде находит широкое применение. В ряде азиатских стран технология сталкивается с регуляторными барьерами, касающимися использования радиочастот любой излучаемой мощности. Например, в Индии радиочастотный диапазон, обычно относящийся к ISM-диапазону, нельзя использовать даже для маломощного радиооборудования мощностью 10 мВт. Большинство производителей электросчетчиков используют радиочастотные устройства в диапазоне 433/868 МГц для масштабного развертывания в европейских странах. Диапазон частот 2,4 ГГц теперь может использоваться в Индии как для наружных, так и для внутренних применений, однако лишь немногие производители представили продукты в этом диапазоне. Инициативы по внедрению АМР на основе радиочастот в таких странах реализуются совместно с регулирующими органами, когда стоимость лицензирования превышает преимущества АМР.

Radio frequency based AMR can take many forms. The more common ones are handheld, mobile, satellite and fixed network solutions. There are both two way RF systems and one way RF systems in use that use both licensed and unlicensed RF bands. In a two way or "wake up" system, a radio signal is normally sent to an AMR meter's unique serial number, instructing its transceiver to power up and transmit its data. The meter transceiver and the reading transceiver both send and receive radio signals. In a one way "bubble up" or continuous broadcast type system, the meter transmits continuously and data is sent every few seconds. This means the reading device can be a receiver only, and the meter a transmitter only. Data travels only from the meter transmitter to the reading receiver. There are also hybrid systems that combine one way and two way techniques, using one way communication for reading and two way communication for programming functions. RF based meter reading usually eliminates the need for the meter reader to enter the property or home, or to locate and open an underground meter pit. The utility saves money by increased speed of reading, has less liability from entering private property, and has fewer missed readings from being unable to access the meter. The technology based on RF is not readily accepted everywhere. In several Asian countries, the technology faces a barrier of regulations in place pertaining to use of the radio frequency of any radiated power. For example, in India the radio frequency which is generally in ISM band is not free to use even for low power radio of 10 mW. The majority of manufacturers of electricity meters have radio frequency devices in the frequency band of 433/868 MHz for large scale deployment in European countries. The frequency band of 2.4 GHz can be now used in India for outdoor as well as indoor applications, but few manufacturers have shown products within this frequency band. Initiatives in radio frequency AMR in such countries are being taken up with regulators wherever the cost of licensing outweighs the benefits of AMR.

Ручные

В ручном AMR (автоматизированном считывании показаний) сотрудник, осуществляющий снятие показаний, использует портативный компьютер со встроенным или подключенным приемником/передатчиком (радиочастотным или контактным) для сбора данных со счетчиков, поддерживающих технологию AMR. Этот метод иногда называют "обходом" при снятии показаний, поскольку сотрудник проходит по маршруту, осматривая места установки счетчиков. Портативные компьютеры также могут использоваться для ручного ввода показаний в качестве альтернативы, но это не позволит получить полный объем данных, который можно точно считать в электронном виде с помощью технологии AMR.

Мобильные

Мобильное или "проездное" снятие показаний счетчиков – это когда считывающее устройство устанавливается в транспортном средстве. Оператор управляет транспортным средством, а считывающее устройство автоматически собирает показания счетчиков. Часто для мобильного снятия показаний счетчиков считывающее оборудование включает в себя навигационные и картографические функции, предоставляемые GPS и программным обеспечением для работы с картами. При мобильном снятии показаний счетчиков оператору обычно не требуется считывать счетчики в каком-либо определенном порядке, а достаточно проехать по зоне обслуживания, пока не будут считаны все счетчики. Компоненты обычно состоят из ноутбука или специализированного компьютера, программного обеспечения, радиочастотного приемника/передатчика и внешних антенн, устанавливаемых на транспортное средство.

Спутниковый

Передатчики для спутников сбора данных могут быть установлены на месте рядом с существующими приборами учета. Спутниковые устройства автоматизированного сбора показаний (АМР) обмениваются данными с прибором учета для снятия показаний, а затем передают эти показания по стационарной или мобильной спутниковой сети. Для работы этой сети требуется прямая видимость неба для спутникового передатчика/приемника, но она избавляет от необходимости установки стационарных вышек или выезда технических специалистов на место, что делает ее особенно подходящей для территорий с низкой плотностью расположения приборов учета.

Wi-Fi

WiSmart – это универсальная платформа, которую можно использовать с различными бытовыми электроприборами для обеспечения беспроводной TCP/IP-связи по протоколу 802.11 b/g. Устройства, такие как умный термостат, позволяют коммунальным службам снижать энергопотребление в домах, помогая управлять спросом на электроэнергию. Город Корпус-Кристи стал одним из первых городов в США, внедривших общегородской Wi-Fi, который был бесплатным до 31 мая 2007 года, главным образом для упрощения автоматизированного сбора показаний (AMR) после нападения собаки на сотрудника, снимавшего показания со счетчиков. Сегодня многие счетчики разработаны для передачи данных по Wi-Fi, даже если сеть Wi-Fi недоступна, и их показания снимаются с помощью мобильного Wi-Fi-приемника. Счетчики, установленные в Корпус-Кристи, не поддерживают Wi-Fi напрямую, а передают узкополосную телеметрию в диапазоне 460 МГц. Этот узкополосный сигнал имеет значительно больший радиус действия, чем Wi-Fi, поэтому для реализации проекта требуется гораздо меньше приемников. Специальные приемные станции декодируют узкополосные сигналы и повторно передают данные через Wi-Fi. Большинство автоматических счетчиков, установленных в районе Корпус-Кристи, работают от батарей. Технология Wi-Fi не подходит для длительной работы от батарей.

Связь по линии электропередач

PLC – это метод передачи электронных данных по линиям электропередач обратно на подстанцию, а затем – на центральный компьютер в главном офисе энергоснабжающей компании. Это следует рассматривать как тип системы фиксированной сети, где сетью является распределительная сеть, построенная и обслуживаемая энергоснабжающей компанией для обеспечения электроснабжения. Такие системы в основном используются для снятия показаний электросчетчиков. Некоторые поставщики также подключили счетчики газа и воды к системам, работающим по технологии PLC.

Краткая история

В 1972 году Теодор Джордж "Тед" Параскевакос, работая в Boeing в Хантсвилле, штат Алабама, разработал систему мониторинга датчиков, использующую цифровую передачу для систем безопасности, пожарной и медицинской сигнализации, а также для считывания показаний всех видов счетчиков коммунальных услуг. Эта технология была разработана на основе автоматической системы идентификации телефонной линии, известной сегодня как определитель номера. В 1974 году Параскевакосу был выдан патент США на эту технологию. В 1977 году он основал компанию Metretek, Inc., которая разработала и выпустила первую полностью автоматизированную, коммерчески доступную систему дистанционного считывания показаний и управления нагрузкой. Поскольку эта система была разработана до появления Интернета, в Metretek использовался мини-компьютер IBM серии 1. За этот подход Параскевакосу и Metretek были выданы многочисленные патенты. Главная цель автоматизации считывания показаний счетчиков – не снижение затрат на оплату труда, а получение данных, которые сложно собрать иным способом. Например, многие водомеры установлены в местах, где коммунальной службе необходимо договариваться о встрече с домовладельцем для доступа к счетчику. Во многих регионах потребители настаивают на том, чтобы их ежемесячный счет за воду выставлялся на основе фактических показаний, а не (например) на основе оценочного ежемесячного потребления, рассчитанного по одному фактическому показанию, снятому раз в 12 месяцев. Первые системы AMR часто состояли из систем с ручным и автомобильным считыванием для бытовых потребителей и систем на основе телефонной связи для коммерческих и промышленных потребителей. Потребность в ежемесячных данных со временем переросла в потребность в ежедневных и даже почасовых показаниях счетчиков. В результате продажи систем с ручным и автомобильным считыванием, а также систем на основе телефонной связи в США снизились, в то время как продажи систем с фиксированной сетью возросли. Закон США об энергетической политике 2005 года обязывает регуляторов электроэнергетики рассмотреть возможность поддержки "тарифов, зависящих от времени суток, для того чтобы дать потребителям электроэнергии возможность управлять потреблением энергии и расходами с помощью передовых технологий учета и связи". Современная тенденция заключается в рассмотрении использования интеллектуальных счетчиков как части современной инфраструктуры учета.

In 1972, Theodore George "Ted" Paraskevakos, while working with Boeing in Huntsville, Alabama, developed a sensor monitoring system which used digital transmission for security, fire and medical alarm systems as well as meter reading capabilities for all utilities. This technology was a spin off of the automatic telephone line identification system, now known as caller ID. In 1974, Paraskevakos was awarded a U. S. patent for this technology. In 1977, he launched Metretek, Inc., which developed and produced the first fully automated, commercially available remote meter reading and load management system. Since this system was developed pre Internet, Metretek utilized the IBM series 1 mini computer. For this approach, Paraskevakos and Metretek were awarded multiple patents. The primary driver for the automation of meter reading is not to reduce labor costs, but to obtain data that is difficult to obtain. As an example, many water meters are installed in locations that require the utility to schedule an appointment with the homeowner in order to obtain access to the meter. In many areas, consumers have demanded that their monthly water bill be based on an actual reading, instead of (for example) an estimated monthly usage based on just one actual meter reading made every 12 months. Early AMR systems often consisted of walk by and drive by AMR for residential customers, and telephone based AMR for commercial or industrial customers. What was once a need for monthly data became a need for daily and even hourly readings of the meters. Consequently, the sales of drive by and telephone AMR has declined in the US, while sales of fixed networks has increased. The US Energy Policy Act of 2005 asks that electric utility regulators consider the support for a " time based rate schedule (to) enable the electric consumer to manage energy use and cost through advanced metering and communications technology." The trend now is to consider the use of advanced meters as part of an advanced metering infrastructure.

Усовершенствованная АМР и АМИ

Первоначально устройства AMR просто собирали показания счетчиков в электронном виде и сопоставляли их с лицевыми счетами. С развитием технологий появилась возможность собирать, хранить и передавать на центральный компьютер дополнительные данные, а также часто дистанционно управлять измерительными приборами. Это может включать в себя аварийные сигналы, такие как несанкционированное вмешательство, обнаружение утечек, низкий заряд батареи или обратный поток. Многие устройства AMR также могут собирать интервальные данные и регистрировать события счетчика. Зарегистрированные данные могут использоваться для сбора или управления данными о времени и объеме потребления, которые могут применяться для профилирования потребления воды или энергии, тарификации по времени суток, прогнозирования спроса, управления спросом, регистрации расхода, обнаружения утечек, мониторинга потока, обеспечения соблюдения норм по экономии воды и энергии, удаленного отключения и т.д. Передовая инфраструктура измерений, или AMI, – это новый термин, обозначающий сетевые технологии стационарных систем учета, которые расширяют функциональность AMR до удаленного управления коммунальными услугами. Счетчики в системе AMI часто называют «умными», поскольку они часто могут использовать собранные данные на основе запрограммированной логики. Ассоциация автоматического считывания показаний счетчиков (AMRA) поддерживает резолюцию Национальной ассоциации комиссаров по регулированию коммунальных услуг (NARUC) об устранении нормативных препятствий для широкого внедрения передовой инфраструктуры учета (AMI). В резолюции, принятой в феврале 2007 года, признается роль AMI в поддержке внедрения динамического ценообразования и связанных с этим преимуществ для потребителей. В резолюции также подчеркивается ценность AMI для достижения значительной экономии операционных расходов коммунальных предприятий в областях управления перебоями в подаче электроэнергии, защиты доходов и управления активами. В резолюции также призывается к проведению анализа экономической целесообразности внедрения AMI для определения эффективных стратегий развертывания, своевременного возмещения разумных затрат на AMI и даются дополнительные рекомендации по тарифообразованию и налогообложению таких инвестиций.

SPAR

Используя комбинацию данных автоматизированного измерения параметров (AMR) и отчетов об энергетической аналитике, SPAR удалось снизить потребление энергии на 20%.