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來源：環球表計
隨著ICT新技術的廣泛應用，基于NB-IoT物聯網、云計算的智慧燃氣將前所未有地推動燃氣企業智慧化運營服務，推動行業創新變革，增進民生福祉，助力環境保護。
燃氣行業面臨的挑戰
近年來，政府大力推動清潔能源應用，城市燃氣行業取得了巨大的發展。但是，燃氣業務涉及城市安全、市意度、企業自身盈利、區域能源供需平衡等多方利益，燃氣企業運營也一直存在諸多管理難題。
抄表難、繳費難
燃氣企業通過管網輸送商品，通過表具進行計量和貿易結算，完成供氣、銷氣和服務，在這一過程中，燃氣抄表的精準度、頻度和用戶繳費的及時率，直接影響到企業的效益和資金回籠率。傳統通過人工抄表后月末計費出賬，紙質賬單需二次送達客戶，消費者在次月初才能到達指定營業廳進行繳費，費時費力，導致消費滿意度不高。
供氣和用氣安全
管網供銷差、輸配漏損是影響燃氣企業效益的另一大天敵。管網的物理漏損、表具的計量誤差，以及用戶偷盜氣行為不能及時有效監控帶來的輸差損失，是燃氣企業的心頭之患。
燃氣管網又同時關乎燃氣安全，管網腐蝕、漏氣、壓力過大、溫度過高及用戶的不安全用氣行為，需通過實時遠程監控及時解決，才能預防與消除危險。
階梯價和節能減排
為充分利用價格杠桿調節區域供需平衡，引導用戶節能減排，近年來全國許多城市已開始實施居民用氣階梯價。隨著計費價格日益復雜，價格調整也越來越頻繁，燃氣企業需要精準的計量依據，傳統管理模式已經不再適用。
面對挑戰，不少燃氣企業引入傳統技術的“智能燃氣表”，包括IC卡預付費表、有線遠傳表等，但前者需要卡片作為介質進行儲值購氣，燃氣企業無法監控用戶的用氣行為，后者需要提前布線，部署成本高昂。還有一些企業引入短距離無線表，通過非授權頻段的“小無線”方式進行集中抄表，但存在數據傳輸穩定性差、數據安全無法保證、表具功耗大、無線網絡覆蓋能力弱等問題。
此外，不同供應商生產的智能氣表通訊方式不統一，通信協議一般均為私有，每家廠商都提供不同的后臺軟件，為燃氣企業智能抄表應用帶來更大的隱患。燃氣企業在大規模使用智能氣表時，需耗費大量精力解決互聯互通問題。
NB-IoT為智慧燃氣帶來新活力
NB-IoT即基于蜂窩的窄帶物聯網，作為遠距離無線通訊技術中的佼佼者，NB-IoT具備高安全、廣覆蓋、低功耗、大連接和低成本等優勢，能夠解決傳統智能表的各種問題，特別適合燃氣領域智能抄表、智慧運營的需求。
為了探索NB-IoT在燃氣行業的應用場景，公用事業端到端解決方案的服務商金卡智能集團與華為開展緊密合作，重點基于華為NB-IoT連接技術、IoT平臺、金卡智能燃氣軟件，共同孵化面向燃氣行業的智慧燃氣聯合解決方案。
金卡智能集團是國內智能燃氣表領域第一家上市企業，擁有2000多家燃氣客戶。近年來，金卡大力推動燃氣物聯網端到端解決方案的應用，通過GPRS或NB-IoT網絡，實現終端智能表計自動計量、云端自動計費和客戶自助繳費充值服務。目前，金卡公用云已經成功連接了上百萬智能表具終端，服務燃氣企業超過500家，覆蓋終端燃氣用戶超過3000萬戶。
2017年9月，金卡與華為聯合發布《NB-IoT智慧燃氣解決方案白皮書》，并與中國電信和深圳燃氣一起，啟動全球首個智慧燃氣抄表應用的商用。
物聯網智慧燃氣解決方案依照云、管、端架構，通過智能物聯網表具實現用戶用氣的精準計量，并將氣表讀數和設備數據通過NB-IoT等新型物聯網絡，安全地傳送到云端。云端應用系統基于分布式計算、大數據分析等平臺，連接海量的表具設備，做到實時計費和高效的數據分析判斷，并可根據業務規則實現云端控制中心和終端表具的智能聯動，如遠程關閥報警等操作，同時通過社交媒體，將設備和業務信息與燃氣服務人員和用戶智能互動。
在終端層，融合各種物聯網感知終端，在燃氣表、流量計、管網DTU以及智能家居設備上集成NB-IoT標準模組，通過NB-IoT基站將信息上傳給IoT平臺。
網絡層通過現有蜂窩網絡簡單升級即可實現全國覆蓋，與其他的LPWA技術相比，NB-IoT具有建網成本低、部署速度快、覆蓋范圍廣等優勢，已成為全球主流運營商的共同選擇。
在云端平臺層，華為IoT平臺支撐各類面向燃氣場景的業務應用。針對燃氣行業的特定場景，金卡和華為聯合制定燃氣標準化設備模型，通過插件南向對接多種燃氣設備，同時通過燃氣業務微服務套件，實現計費客服業務操作和遠程設備采集控制無縫對接。
同時，智慧燃氣解決方案面向中小燃氣企業提供全套的燃氣SaaS應用，包括客戶管理、表具計量、計費服務等燃氣需求側的管理，以及管網建設、生產運營、設備運維等供給側精細化管理，燃氣企業可以按需選購。
在構建安全體系方面，金卡與華為優化了通用的端到端安全防護體系，引入DTLS安全機制，即輕量級的安全協議和算法，既保障計量數據安全，又最大限度降低終端功耗。其中，氣表與EPC之間基于3GPP AKA認證，保證合法設備接入合法網絡；氣表到核心網之間基于3GPP建立NAS、AS安全通道；無線側到EPC之間基于IPSec建立網絡安全通道；數據傳輸層從智慧燃氣表到IoT平臺之間，基于DTLS/DTLS+建立數據安全通道；IoT平臺到燃氣行業應用之間采用公網HTTPS，構建安全傳輸通道。
推動燃氣行業數字化轉型
智慧燃氣與物聯網技術的結合，改變了用戶感知燃氣服務的方式。通過IoT平臺，結合微信、支付寶、網上營業廳、ATM等服務渠道，用戶可獲取燃氣用量、賬單等相關信息，足不出戶實現快速實現繳費。
物聯網智慧燃氣解決方案顛覆了傳統燃氣企業人工抄表、月末計費出賬、消費者營業廳排隊繳費的模式，大大降低了燃氣企業運營服務成本，杜絕用氣和供氣安全隱患，擴展用戶增值服務，增加了企業收益。同時，通過精準用氣監控和供需分析，也為政府提供了量化的節能減排依據，支持清潔能源戰略的推進。
節省上門抄表成本
廣東某城市某區2016年開始實施物聯網智慧燃氣方案，將傳統機械表升級為物聯網表具，1年完成20萬戶改造，每日自動遠程抄表，控制中心自動計費，支持用戶通過互聯網渠道預付費。系統運行后，燃氣抄表率由原來的93%提升到100%，釋放人工抄表工人135名，減少營業廳1個，當年節省人力成本超過千萬元。
降低氣損，增加收益
2016年，河北某城市對使用天然氣壁掛爐取暖的部分小區進行物聯網氣表改造，經過一個采暖季（4個月）后，相比2015年該小區供氣收益增明顯增加。通過物聯網自動抄表，抄收率從原來的96%提高到100%，通過用戶用氣在線監控、異常排查等措施，氣損下降5%。通過云端精準計量階梯氣價，代替普通氣表使用估抄方式，精準計量直接提升計費收入。
隨著國家對燃氣管網和服務分離等開放政策進一步推進，未來天然氣市場將全網實時競價，按需配貨、市場定價，現貨和期貨整合，物聯網智慧燃氣實時計量、實時計費、實時結算、實時閥控的優勢將彰顯無限價值。
金卡深厚的燃氣業務和云服務經驗，配合華為高效穩定的NB-IoT技術和平臺，可以快速幫助燃氣企業實現智能抄表、高級計量、智能管網調度、智能家居延展服務等多種應用場景，提供萬物互聯的創新燃氣運營。
關于作者
王喆，金卡智能集團股份有限公司副總裁，金卡集團云事業部總經理，北京北方銀證軟件公司創始人之一，負責金卡智能集團公用事業物聯網應用、云技術應用等創新業務戰略和執行。
王喆女士擁有清華大學學士學位，法國普瓦提埃管理學院管理學碩士學位。15年中國燃氣行業信息化規劃咨詢經驗，擅長通過信息化應用幫助燃氣企業實現運營管理變革和創新。
