《基于窄带物联网的供水管网漏损监测系统建设指南》征求意见- 工业快报

　　【仪表网仪表标准】日前，江西省市场监督管理局发布了《基于窄带物联网(NB-IoT)的供水管网漏损监测系统建设指南》地方标准征求意见稿，并向有关单位及专家征求意见。

　　我国是世界上淡水资源十分匮乏的国家之一，而且我国人口基数大，城市化进程快，生活生产用水量持续增加，加之水资源污染，使我国缺水形式日趋严重。但是我国供水管网设备的老化，技术和管理相对滞后，管网漏损问题日益突出、程度相当严重。因此，用先进的管理理念和控制技术建立管网漏损主动检测系统显得极为重要。

　　由于单一的采用传统声波仪器检漏的方法存在着诸多不足，供水企业已开始寻找更科学、技术先进、系统化、可持续在线的控制管网漏损监控的系统。国外已成功应用的漏损监测系统已越来越受到国内供水企业的重视。

　　国际水协 IWA 针对成熟的漏损控制理念和建议，有丰富的说明文件，但对管网漏损监测系统还未制定相关标准。随着我国供水行业信息化技术发展，管网漏损监测系统的建设也越来越多，而窄带物联网(NB-IoT)技术因适用于长距离、低速率、低功耗、多终端的物联网应用，已开始在管网监测网络建设中推广使用。因此有必要也有条件参考国际先进经验，制定一套适用于国内实际情况的，基于窄带物联网(NB-IoT)的管网漏损监测系统的建设指南。

　　本文件按照GB/T 1.1-2020 《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件主要起草单位：三川智慧科技股份有限公司。本文件参与起草单位：江西省计量测试研究院、中国信息通信研究院鹰潭泰尔物联网研究中心、南昌大学信息工程学院、江西省水利科学院、江西省水务集团、鹰潭市供水集团有限公司。

　　本标准参考：GB 17167 用能单位能源计量器具配备和管理通则；GB/T 12452 企业水平衡测试通则；GB/T 19582(所有部分)基于Modbus协议的工业自动化网络规范；GB 24789 用水单位水计量器具配备和管理通则；GB 50093 自动化仪表工程施工及质量验收规范；CJ/T 188 用户计量仪表数据传输技术条件等文件编制而成。

　　本文件规定了基于窄带物联网(NB-IoT)的供水管网漏损监测系统术语和定义、水表分类、设计规定。

　　在线水流量仪表的选择及安装：

　　在线水流量仪表的选择应遵循以下条件： 1) 仪表精度应满足管网正常流速和低流速的计量要求。流量计量用的仪表精度一般不低于2级，其常规流量和最小流量误差值应满足流量计量仪表的国家检定规程或校准规范的要求。 2) 具有数据实时采集远传发送功能。 3) 仪表的防护等级应适合现场安装条件，能够在特殊环境下连续正常使用且操作方便。 4) 尽可能选择同一品牌、同一类型的在线水流量仪表，且误差方向尽可能保持一致。 5) 可选配压力测量。

　　在线水流量仪表的运维管理：

　　在线水流量仪表安装完成后，应对周边管线进行全面的检漏，发现漏点应及时修复；压力对比测试，如果出现水压不稳，需查明原因并进行适当调整，确保沿线居民用水无忧；寒冷季节，需做好防冻保暖工作，对在线水流量仪表的管网附属设备外露部分进行包扎检查，防止出现爆管、仪器损坏现象；定期对在线水流量仪表进行维护保养工作，确保仪表处于良好状态。

　　通常采用的分区计量漏损判定方法：

　　1.进出水量差法

　　根据分区计量的设备管道的关系，长期连续监控总表和分表的计量数据，分析分区内一定时间间隔的总表(进水表)与分表(用户表或出水表)计量水量差，若分析发现差值突变，如超过8%以上，则表示相应的区域可能有漏损，且总分表差值越大存在漏水的可能性越大。依据分析结果便可安排检温和修复工作。

　　2.最小夜间流量法

　　根据进水口流量仪表记录的连续流量数据，找出每一天的最小夜间流量。最低夜间流量只包括用户使用和背景漏损，并以8期为横坐标，对应8期的最小夜间流量为纵坐标绘制出各分区的最小夜间流量变化曲线。由最小夜间流量变化曲线可以及时判断各分区是否存在漏失。若存在漏失则可以及时查找漏点并修复。通过对夜间流量下用户用水的估算，将管网真实漏损水量(背景漏损量)从夜间最小流量中分离出来，以此作为监测、预警和评价各分区漏损的基本依据。假定背景漏损保持定值，长期监控后，可得到最小夜间流量下破管漏水量随时间的变化曲线。

　　夜间最小流量是评估独立计量区域实际漏损水平的重要指标。夜间最小流量法是对某个独立计量区域的夜间流量进行分析，进而评估该区域的实际漏损情况。最小夜间流量是指以24h为一个周期内的最小的流量，通常发生在凌晨2:00 ~ 4:00大多用户不用水的时段。在此时段内，瞬时流量的数据采集时间问隔不宜小于5min。

　　常用的夜间最小流量数据处理方法有两种： 1) 比较法：将夜间测得的最小供水量与日均供水量比较，如果最小夜间供水量与日均供水量的比值超过某一百分点。即认为该区域管网可能出现了异常。 2) 经验法：按照工作经验选定参数，井据此绘制用水标准图表，将实际供水量与其比较，即可得到管网是否存在异常的结论。

　　数据传输要求：

　　1.NB-IoT 数据采集器

　　1) 应支持对多台不同种类的水流量计量器具同时进行数据采集。 2) 应对数据包进行身份认证和数据加密处理。 3) 应选用具有数据存储和断点续传功能的数据采集器。 4) 数据采集器的采集周期应不小于 5min 且不大于 15min。 5) 数据采集器的采集成功率应高于 96%。 6) 数据采集器的使用寿命应超过 3 年(不含电池)。 7) 工作温度：对于不同类型的应用场景，模组需满足相应的工作温度要求。如：对用于消费类应用的模组应能在-20~60°C 范围内正常工作；对用于工业应用的模组应能在-40~85°C 范围内正常工作。 8) 工作频段：NB-IoT 基于 HD-FDD 半双工模式进行工作，其工作频段需符合国家无线电管理部门的相关规定。9) 信道带宽：NB-IoT 信道带宽是 200kHz。 10) 信道间隔：NB-IoT 独立工作模式下的信道间隔为 200kHz；在带内工作模式和保护带工作模式部署场景下，两个相邻的 NB 载波间的信道间隔为 180kHz。 11) 信道栅格：NB-IoT 独立工作模式、带内工作模式和保护带工作模式下的信道栅格为 100kHz。

　　2.水表与 NB-IoT 数据采集器间传输要求

　　1) 应保证水表与数据采集器之间可靠通信。 2) 应采用符合各相关行业标准的通信协议，按行业标准 CJ/T 188 执行，支持 Modbus 开放式协议，按国家标准 GB/T 19582 执行。

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