中国联通无线智能抄表产品推介方案V1[1].0(哈纳斯用).doc

中国联通无线智能抄表产品推介方案（V1.0）集团客户事业部（行二）2010年12月 中国联通无线智能抄表产品推介方案V1.0目 录1.需求分析11.1.电、水、燃气公司需求11.2.家庭用户需求11.3.工商业用户需求22.解决方案22.1.总体方案22.2.中心管理平台42.2.1.平台软件架构42.2.2.平台软件功能52.2.3.平台硬件设备72.3.组网方案92.4.智能抄表终端102.4.1.连接方式102.4.2.集中器112.4.3.采集器122.4.4.远传表具132.4.5.数码网络表152.5.监控终端153.商业模式163.1.客户自建模式163.2.合作运营模式164.资费建议175.业内厂商介绍185.1.威胜集团185.2.科陆电子195.3.北京双得利公司2118- - 中国联通无线智能抄表产品推介方案V1.01. 需求分析1.1. 电、水、燃气公司需求1、提高抄表及时性和准确性，降低人力成本 人工抄表劳动强度大，效率低，且不可避免地会出现错抄、估抄、漏抄、人情抄等情况。电、水、燃气公司需提高抄表及时性和准确性，同时减少人力资源成本，降低劳动强度，提高生产效率。 2、实时掌握用量，提升管理水平因无法实时掌握每个用户，每个单元、每栋楼、每个小区，每条管线按小时、天、周、月、季度、年或任意周期的电、水、燃气用量数据，电、水、燃气公司的网络规划及决策缺乏精确依据。 3、及时发现故障和安全隐患 无法获取线损以及流量数据变化的实时分析数据，从而不能及时发现线路故障和安全隐患，以及跑、冐、滴、漏等异常现象。 4、便于费率调整，解决收费难无法将水、电、气费率调整及时反映到客户使用过程中；由于用户欠费现象严重，电、水、燃气公司希望通过远程实施断、送控制，解决收费难问题。1.2. 家庭用户需求1、清楚、节约消费通过手机、电脑实时查询每天、每时每刻的电、水、燃气的使用量，了解消费情况；合理使用电、水、燃气，达到节约消费的目的。2、安全使用能够通过手机短信、电子邮件等多种方式接收到来自电、水、燃气公司的异常提醒、使用建议；用手机、电脑随时随地对家中的电、水、燃气表具阀门进行远程控制，防患于未然。3、隐私及安全保障：重视隐私，希望不被打扰；同时避免不法分子利用抄表为借口进行入室抢窃等。1.3. 工商业用户需求1、节能规划实时查询各种能源使用量，通过数据分析和比较，建立科学有效的节能规划，对浪费能源的部门和设备进行有效控制。2、安全管理安全管理员能通过手机短信、电子邮件等多种方式接收到来自电、水、燃气公司的线损分析和异常提醒，及时进行安全处理，减少经济损失；用手机、电脑进行远程控制，达到安全保障的目的。3、远程巡检通过对电、水、燃气表具进行定期远程巡检，保证设备正常运行。2. 解决方案2.1. 总体方案中国联通无线智能抄表产品采用先进的无线网络数据传输技术，利用WCDMA/GPRS无线网络对家庭和工商业用户的电、水、燃气表具使用状况进行实时采集和远程监控，完成数据的集中存储和统一管理，实现对表具的远程维护和远程控制。产品以全自动的抄表方式取代了传统的人工抄表方式，极大地提高了工作效率，降低了人力资源成本；同时为管理、统计、分析能源使用情况提供依据，使管理更科学、更高效。 产品总体方案由四部分组成：智能抄表终端、通信网络、中心管理平台和监控终端。网络拓扑结构如图2-1所示。图2-1 网络拓扑图1、智能抄表终端智能抄表终端是对用户电、水、燃气使用信息进行采集的设备。设备可分为两种类型：（1）集中器+采集器+远传表具集中器以RS485总线、电力线载波等方式经采集器采集远传表具的数据信息，通过WCDMA/GPRS无线通信网络，完成与中心管理平台的数据交互。无线通信模块通常集成在集中器里。节点数量较少的情况下，远传表具可以不经过采集器，直接与集中器相连。（2）数码网络表内置无线通信模块的数码网络表，能通过WCDMA/GPRS无线网络，直接完成与中心管理平台之间的数据交互2、通信网络负责网络数据的传输，为整个系统提供网络支撑能力。3、中心管理平台中心管理平台包括前置通信服务器、数据库服务器、各类应用服务器等设备。主要功能就是定期检查智能抄表终端的状态，完成远程监控和维护。同时通过对智能抄表终端传送的各种数据进行处理，并进行实时分析，及时发现电、水、燃气使用的异常情况，并产生相应的告警和提示信息，避免造成损失。4、监控终端监控终端是系统与使用者的互动界面，可为电脑或手机。2.2. 中心管理平台2.2.1. 平台软件架构图2-2 平台软件架构图中心管理平台软件架构由五大模块组成，包括核心业务层、终端接入层、WEB门户系统、底层基础组件、扩展接口五个部分。平台软件架构图如图2-2所示。核心业务层是整个系统的核心，主要负责所有关键数据的处理、维护，完成统计分析、报表生成等一系列的工作，实现对终端设备的认证、校时、维护、控制等。终端接入层是业务功能和门户功能的基础，这个模块提供终端和应用服务器的接入能力，对通信端口进行监听，提供和终端以及应用服务器的交互能力，完成消息的收发，调度以及适配等功能。WEB门户是整个系统的表现层，负责直接和最终用户进行信息的交互，以简便直观的方式将数据展现给用户。同时接收用户在页面进行的各种操作，将数据提交给核心业务层进行处理，并将处理后的结果展现给用户。根据系统用户角色的不同，系统将提供不同的门户，并能够根据权限展现出不同的管理和维护页面。底层基础组件是整个系统的基础，为整个平台的其他功能模块提供最基础的功能以及相应的公共函数，供其他供能模块调用，提高系统整体的性能、效率、以及功能升级的能力。扩展接口用于提供各种扩展功能，以支持多种应用数据的处理和维护。2.2.2. 平台软件功能1、数据采集功能根据不同业务对采集数据的要求，编制自动采集任务，包括任务名称、任务类型、采集群组、采集数据项、任务执行起止时间、采集周期、执行优先级、正常补采次数等信息，并管理各种采集任务的执行，检查任务执行情况。采集数据项包括表具用量数据，电流、电压、功率，表具运行数据等信息。（1）整点、日、月冻结数据采集 以每小时、每天、每月的固定时间为采集间隔，制定采集任务，定时采集表具数据，采集内容可设置。智能抄表终端按照采集任务要求定时上报数据至将当定时自动采集数据失败时，中心管理平台有自动补采功能，保证数据的完整性。 （2）终端数据实时召测 根据实际需要随时召测终端数据，包括表具数值、运行情况等。 （3）异常状态时，数据主动上报智能抄表终端可设置在异常状态时，启动数据传输过程，即主动上报数据。中心管理平台支持终端主动上报数据的采集和处理。2、数据查询与分析功能中心管理平台对采集到的所有数据进行统一管理和存储，并可根据设定的规则对数据进行分析和处理，向用户提供多种组合条件下的查询结果，并生成相应的统计报表和变化曲线。（1）表具用量的查询与分析 可根据权限查询和分析某个用户按小时、天、周、月、季度、年或任意周期的电、水、燃气用量数据。（2）线损的查询与分析提供线损（线路总表减去用户总表）的查询，分析线损变化产生的原因，及时发现线路是否存在隐患或者已经损坏，减少损失。（3）异常情况的查询与分析对智能抄表终端运行状态进行分析，及时发现设备异常现象。将表具实时用量数据和以往用量数据进行对比，分析流量变化产生的原因。向用户提供异常情况分析结果的查询。 （4）数据完整率统计与分析提供采集数据完整性、正确性的检查和分析手段，在及时发现异常数据或数据不完整时自动进行补采。3、终端管理功能（1）终端维护配置智能抄表终端的认证信息，初始化参数、以及其他相关的运行参数信息。（2）终端状态查询向用户提供终端状态的信息查询。（3）终端告警设置设置终端的各种告警参数，当发现终端运行状态异常时，自动产生告警信息。（4）终端控制支持对用户表具进行终端业务停用、恢复，终端重启、激活、初始化等操作。可根据设定的告警参数，在产生告警的同时，对表具自动进行控制。4、告警管理功能（1）告警设置设置告警名称、产生时间、类别、级别、原因以及告警终端地址等信息。（2）告警查询和处理提供各种组合条件的告警信息查询。根据相关信息对告警进行相应的处理。5、档案管理功能 对智能抄表终端、厂商、用户的档案信息进行管理和维护。6、系统管理功能（1）权限管理设置平台管理员、电/水/燃气公司、家庭用户、工商业用户、终端维护厂商的访问权限，对每一个系统登录者进行安全认证和密码检查。（2）日志管理记录系统的运行日志、操作日志、告警日志等相关日志。2.2.3. 平台硬件设备中心管理平台硬件设备组网图如图2-3所示。平台采用高可用性集群冗余设计，极大地提高了系统的处理能力，同时兼顾系统的可升级能力，并增加系统的安全性和可靠性。当系统需要增加处理能力时，可通过增加各类应用服务器的数量来实现系统的平滑升级和扩容。图2-3 平台硬件设备组网图平台主要硬件设备及功能如下：前置服务器：2台前置服务器，以主备方式工作，负责负载均衡的消息转发和处理，提供系统集群能力。数据库服务器：2台数据库服务器，以主备方式工作，通过磁盘阵列共享数据，负责对外提供数据库服务。业务处理服务器：提供所有的业务处里功能，包括数据定时采集，实施数据查询。同时负责数据分析和统计报表的生成。 终端管理服务器：对抄表终端进行管理，包括监控终端的运行状态，及时发现终端存在的问题，并提供远程的终端维护和终端控制功能等，从而保障业务的正常运行。WEB服务器：安装WEB门户程序，负责对登录到平台的每一个用户进行安全认证和密码检查，并为不同类型的用户提供不同的门户页面。系统接口服务器：完成平台与外部系统的对接，实现其他业务扩展功能。GPS时钟接收器：负责时钟接收以及时间校对和同步。举例：某电力公司的无线智能抄表业务，中心管理平台硬件设备及投资估算如表2-1所示。该平台可支撑2000台集中器，远传表具数量约200万台。序号硬件设备名称单价 （万元）数量投资估算 （万元）备注1前置通信服务器12.00 224PC服务器，4CPU，16G内存2数据库服务器40.00 280小型机，8CPU，32G内存3业务处理服务器40.00 140小型机，8CPU，32G内存4终端管理服务器40.00 140小型机，8CPU，32G内存5Web服务器12.00 112PC服务器，4CPU，16G内存6系统接口服务器12.00 112PC服务器，4CPU，16G内存7磁盘阵列（含硬盘）601601000G硬盘 8GPS时钟接收机5159短信网关1511510交换机1022048口核心交换机11防火墙1011016口防火墙合计（万元）318表2-1 中心管理平台硬件设备及投资估算2.3. 组网方案智能抄表终端与中心管理平台之间采用VPDN组网方式，能够满足自动化无线数据采集的实时性、安全性、准确性的需要。中心管理平台通过专线接入联通GGSN，与前端的抄表终端组成VPDN专网，保证平台与互联网完全隔离，数据保密性好，同时不会受到来自互联网上的黑客及病毒的侵袭,能够有效保证稳定的传输速率和带宽。智能抄表终端与中心管理平台之间组网方案如图2-4所示。图2-4 组网方案图l 联通GGSN：即网关支持节点, 抄表终端通过WCDMA/GPRS无线网络接入，GGSN判断是VPN用户，向指定的LNS发起L2TP连接。l 联通AAA服务器：负责对用户的域名进行鉴权认证，AAA服务器对登录用户的域名和该用户的用户名密码核对验证。验证通过后，方可接入联通网络。l 专线：通过此专线将联通的GGSN和企业的LNS设备连接起来。l 用户侧路由器（LNS）：需支持L2TP协议，RADIUS协议,要与GGSN建立L2TP隧道。l 企业AAA服务器：用于认证、授权、计费，实现对拨号用户名、密码和IP地址的管理，此服务器为可选配置，用于提高网络的安全性。2.4. 智能抄表终端2.4.1. 连接方式中国联通无线智能抄表产品具有极好的兼容性和扩展性，既可以实现对一种类型的远传表具进行管理，也可以实现水、电、气等多种类型远传表具的综合管理。不同网络接口的远传表具只需配置对应的采集器和集中器，从而实现多种远传表具的统一管理。集中器、采集器、远传表具之间的连接方式如图2-5所示。图2-5 集中器、采集器、远传表具之间的连接方式不同的网络接口连接方式对比：1、数据总线：RS485（1）介质：双芯/四芯屏蔽通信线，通讯距离可达1000米。（2）优点：通讯可靠性很高、实时性很好；采集范围不受变压器限制。（3）缺点：需专门布线，安装和维护工作量大，易遭人为破坏；节点数受限、不适于大规模的自动抄表。 （4）适合：表计集中安装、易布线、管理好的新建小区；常用于电表的远程抄表。2、电力线载波：PLC（1）介质：低压电力线，通讯距离可达3000米。（2）优点：通讯可靠性高；无需布线，易安装、易维护；成本低。（3）缺点：易受干扰，稳定性与可靠性较低，通讯实时性较差；采集范围限于同一变压器供电范围内。 （4）适合：表计集中、不易布线的已有小区；常用于电表的远程抄表。3、微功率无线：RF（1）介质： 315M/433M/470M/861M/915M/2.4GHz微功率无线，点对点可视通讯距离可达800米，穿墙能力7堵/150米。（2）优点：通讯可靠性高、实时性好；采集范围不受变压器限制；无需布线，易安装、易维护。（3）缺点：新技术应用较少、成本较高。（4）适合：表计分散、不易布线、管理较好的小区；常用于无线远传水表和气表的远程抄表。4、计数器总线：M-BUS（Meter-Bus）（1）介质：无极性双芯屏蔽通信线，通信距离可达4000米。（2）优点：可靠性强、成本较低、抗干扰能力强；易布线施工、维护简便。 （3）缺点：欧洲标准，在国内刚开始推广。（4）适合：节点多、容量大、长距离、表记分散的新建小区；常用于无源直读水表和气表的远程抄表。2.4.2. 集中器 图2-6 集中器集中器是指收集各采集器或远传表具的数据，并进行处理、储存，同时能通过无线网络和中心管理平台进行数据交换的设备。集中器外观如图2-6所示。集中器主要功能如下：（1）通信功能 上行通信：内置无线通信模块，与中心管理平台通信支持WCDMA/GPRS等 下行通信：与表具通信支持RS485/PLC/RF/M-BUS（2）数据采集与统计分析功能 整点、日、月冻结表码自动采集与保存 损耗自动计算，超阈值告警 （3）未抄到数据补抄和告警功能 在规定时间内未抄到表具数据时，自动进行数据补抄 在规定时间内未抄到或未补抄到表具数据时，主动向平台发送告警信息 （4）数据存储与停电数据保持功能 采用大容量FLASH电子盘，可长时间保存各类数据 电源瞬时及长时间断电时，集中器数据不丢失（10年以上）（5）其他功能 校时：支持中心管理平台对集中器校时，集中器对采集器或表具校时 升级：支持远程和本地两种方式的应用软件升级2.4.3. 采集器图2-7 采集器采集器是用于采集多个表具的用量信息, 保存表具数据，响应集中器的命令上传数据或向表具下传执行命令。采集器外观如图2-7所示。采集器的位置处于集中器和远传表具之间，即集中器-采集器-电表。采集器主要功能如下：（1）通信功能 下行抄表：与表具通信支持RS485/PLC/RF/M-BUS 上行通信：与集中器通信支持RS485/PLC/RF/M-BUS（2）数据采集功能 可抄读表具24小时整点用量数据 可抄读表具当日零时或指定时的日冻结数据 可抄读表具月冻结数据（3）数据存储与停电数据保持功能 采用大容量FLASH电子盘，可长时间保存各种数据 电源瞬时及长时间断电时，采集器数据不丢失（10年以上）（4）其他功能： 校时：支持集中器广播校时 显示：面板指示灯，指示电源、告警、上行、下行通信 升级：支持本地应用软件升级 免设置：具有表地址索引自动生成、删除功能2.4.4. 远传表具远传表具是具有信号和数据远传功能的计量表。按照网络接口的不同可以分为电力线载波PLC、RS485总线、微功率无线RF、M-BUS总线等。远传表具外观如图2-8所示。远传表具主要功能如下：（1）计量功能符合国家及行业相关标准 （2）通信功能上行通信支持RS485/PLC/M-BUS/RF（3）数据记录与数据保持功能 整点、日、月数据自动冻结可长时间保存各种数据（4）远程控制功能 支持远程通、断控制支持最大负荷控制（5）异常状态上报功能支持在异常状态下主动上传告警及数据（6）其他功能 校时：支持集中器广播校时指示：报警指示灯工商业用电能表（三相）家用电能表（单相）家用燃气表工商业用燃气表工商业用水表家用水表图2-8 远传表具2.4.5. 数码网络表数码网络表是指能接入WCDMA/GPRS无线网络并进行数据传送的计量表。 外观如图2-9所示。 图2-9 数码网络表（家用电能表、家用燃气表、家用水表）数码网络表主要功能如下：（1）充值方便快捷 支持短信充值、刷卡充值、营业厅充值、网络充值等（2）通信功能 支持WCDMA/GPRS双向通讯（3）硬件加密，交易更安全 使用ESAM硬