四表合一数据集中采集典型技术方案
基于用电信息采集系统的四表合一技术研究与建设
基于用电信息采集系统的四表合一技术研究与建设
江 汛
（ 宁 波供 电公 司 ， 浙江 宁波 ３ １ ５ ０ １ ０ ）
摘 要： 电网建设的信息化 水平不断提升 ， 为以用电信息采 集系统为基础 的“ 四表合一 ” 技 术的实现提供 了可能 ， 这不仅有利于 提升居民的生活质量 ， 压缩相 关的信 息采集工作 ， 而且对推动智慧城 市发展 也具有非常重要 的作 用， 在此背景下， 文章针对基于 用电信息采集 系统的四表合一技术研究与建设问题展开研究 ， 为此电网建设工程的顺利 实现提供参考。 关键词： 用 电信 息 采集 系统 ； 四表 合 一技 术 ； 研 究 与建 设
前 言
由于其仍 以无线技术为基础 ， 所 以远程仪表控制仍被限制 。 再次 ， 增 加 通 信 接 口转 换 器 ，此 方 案 可 以 直接 被 应 用 于 电能 表 选 用 Ｒ Ｓ 一 ４ ８ ５ 系统 ， 而 其 他仪 表选 用 Ｍ— Ｂ Ｕ Ｓ 系统 ， 且 四种仪 表 间 的距 离较 大 的 情 况下 ， 可 见此 方 案在 应 用 的过 程 中 ， 对 环 境 的适 应性 ， 对 远 程 控 制 的 有 利 性 等 方 面 均 较理 想 ， 但 在 应用 的过 程 中 ， 需 要 的 成本 投 入 也 相 对较多 ， 所 以在 建设 过 程 中具体 选 择 哪 种 方案 要 结 合 实 际需 要 进行 灵 活 的选 择 。 ３ 结 束语 通 过 上述 分 析 可 以发 现 ， 现 阶段 人们 已经 认 识 到基 于 用 电信 息 采 集 系统 的 四表 合 一工 程 实 现 具有 可 行 性 和 必要 性 ， 并 在 实 践 中有 意 识 的 结合 “ 四表 合 一 ” 的实 现 原 理 对 其关 键 技 术 和建 设 方 案 等方 这是 智 慧 城 市方 便 居 民 、 服 务 居 民理 念 的 具体 体 现 ， 所 者 选 择 其 中应 用 最为 广 泛 的几 种 进行 介 绍分 析 。 首先 ， Ｍ— Ｂ Ｕ Ｓ ， 此 系 面展 开 探 索 ， 以此 工 程 建设 对 推 动智 慧 城 市建 设 具有 重 要 的现 实 意义 。 统 由主机 、 从 机和两个通信 电缆构成 ， 从机按照主机的控制命令发 挥作用 ， 利用 此 系统 ， 可 以保 证 电力 用 户 的水 表 、 热量表 、 天 然 气 表 参 考文 献 等 可 以 获得 电力 系统 的供 电 ， 进 而 实 现 通信 ， 但 在应 用 的过 程 中 ， 受 ｆ １ １ 宋芳 ， 李 小伟 ． 基 于 电 力线 载 波 技 术 的 四 袁 合 一 集 抄 系统研 究『 Ｊ 】 ． 其 结 构 构成 的影 响 ， 需 要 进行 现 场 布 线 ， 工 程 量增 加 ， 而且 后 期 维 护 时代 农 机 ， ２ ０ １ ６ ， ０ ５ ： ５ ２ — ５ ３ ． 的难 度较 大 日 。其 次 ， Ｒ Ｓ 一 ４ ８ ５ ， 此项 技术 虽 然 在原 理 和 构成 等 方 面 和 『 ２ １ 许万奎 ， 达 九玲 ． 新 型 城 镇 化 背景 下 电水 气热 “ 四表 ” 一体 化 采 集 上 一 通信 系 统基 本 类 似 ， 但相 比之 下 既存 在 明显 优 势 ， 又 存在 不 足 ， 建设 推 广 应 用 低碳世界， ２ ０ １ ６ ， １ ７ ： ４ ８ — ４ ９ ． 优势主要体现在数据传输效率和覆盖距离等方 面， 而不足主要体现 ［ ３ ］ 范志 夫 ， 刘强 ， 严勤． 浅谈 用 电信 息 采 集 系统 四 表 集 抄 的 设 计 与 实 在， 此 通信 系 统 在应 用 的 过程 中 ， 不 能 对 各 种测 量 仪 表 提 供 电源 ， 所 现 ［ Ｊ ］ ． 江 西 电力 ， ２ ０ １ ６ ， ０ ６ ： ６ － ９ ． 以需要完成独立 的电源线连接作业 ， 这在一定程度上也加大 了工程 『 ４ ］ 姜炜超． 浅谈 用电信息采集 系统发展 趋势［ Ｊ ］ ． 福 建电脑 ， ２ ０ １ ６ ， ０ ８ ： —９ ８． 量 。再 次 ， 微 功 率无 线 系统 ， 此 系统 在 应用 的过 程 中 ， 只需 要 向系统 ９７ 作者简介 ： 江汛（ １ ９ ８ ５ ， １ ２ 一 ） ， 男， 汉族 ， 浙 江 宁波 人 ， 本科 ， 助 理 发射功率不超过 ５ ０ ｍ Ｗ，且通信频段在 ４ ７ ０至 ５ １ ０ ＭＨ ｚ 以内的无线
“四表合一”一体化采集方案的构建及实施探讨
“四表合一”一体化采集方案的构建及实施探讨摘要：文章针对目前我国提出的节能减排的策略要求，以供电为基础提出了将电、水、热、气四种能源公司的采集技术进行整合的“四表合一”一体化采集技术方案，对其方案的功能进行介绍，以及对此采集系统的建设实施进行分析，以供参考。
关键词：四表合一；一体化采集方案；构建；实施1引言随着我国经济的快速发展，人们日常生产和生活中的用电设备数量增多，使得我国社会的用电负荷不断增加，发电企业在不断扩大规模来增加发电量的同时，由于全球资源紧缺和环境恶化问题的加剧，发电企业也在响应国家提出的节能减排的策略，在提高发电系统发电效率、减少发电过程中的能耗和损耗的同时，也针对电能采集系统进行优化好而改进，并且提出了电、水、气、热一体化集抄系统集约共建的设想，此种采集方案的实施对国家资源的节约利用以及对目前缴费难的问题进行有效解决，提升电力企业现代化管理水平的提升。
2“四表合一”一体化采集技术方案“四表合一”一体化采集系统主要由主站、采集终端、计量设备及通信线路组成。
其中远方主站系统与集中器之间的通信信道可以根据不同的状况选择采用GPRS或者宽带网络等方式。
而集中器和电能表以及采集终端之间则是采用PLC和RF双信道互补的方式来实现通信的，而与多功能表之间的通信则是采用RS485通信方式。
手持设备与集中器之间采用通信方式为红外方式，采集器与电能表之间的通信方式为RS485、载波以及微功率无线等。
采集器与水、气表之间的通信方式为微功率无线或者M-Bus通信方式。
采集器与热力表之间采用的也是M-Bus通信方式。
此方案的框架中可以将多个集中器在一个主站中进行管理，并且将多个电力载波电能表统一在一个集中器中进行管理。
通过不同的介质可以将采集方案分为以下两种：一种就是电能表采集方案。
其电能表的通信方式为全载波或全有线RS485的通信方式，而水、气、热表等采用的是有线M-Bus通信方式或者RF一体化采集器，上行是国网电力通信技术，下行则是M-Bus/RF。
用电信息采集系统主站四表合一模块实用标准化设计
附件2：用电信息采集系统主站四表合一模块标准化设计一、整体架构（一）系统架构整体架构分为终端设备层、网络通信层、前置解析层、数据层、应用层五部分。
智能电表智能电表智能电表智能电表智能电表智能电表图1：系统架构图其中终端设备层水、气、热表计，通过通信模块与智能电表或集中器的采集模块相连，将采集回来的数据上传至主站前置解析层；前置解析层将数据根据水、气、热表计通信协议进行数据解析上送数据层；数据层按照数据模型进行数据存储，同时将水、气、热表采集示数同步到营销基础数据平台。
应用层调用数据层数据进行数据展示和报表查询等业务功能，同时和营销业务应用通过接口实现客户档案及电表示数的同步。
1.计量装置改造（1）水、气、热计量装置改造协商统一水、电、气、热表计通信协议，开发基于水、电、气、热表计统一通信协议的水、气、热计量装置。
（2）集中器及通信模块改造电力公司对集中器及通信模块进行软件升级，实现接受水、电、气、热表计档案，自动搜索表计，自动生成抄表路由等功能；能在规定时段抄收水、电、气、热表计的数据，并分类存储多日多表记的冻结数据。
（3）计量装置检测系统改造为保证水、电、气、热表通信做到互联互通，需要对集中器通信模块、电能表通信模块、水气热表计的通信模块进行性能和协议一致性测试验证2.采集系统功能扩展（1）前置解析协议扩展根据协商统一水、电、气、热表计通信协议，采集系统开发前置解析的应用程序。
（2）数据表结构扩展根据统一的水、电、气、热表计的数据模型，采集系统完善数据库表结构。
（3）业务应用扩展根据统一的水、电、气、热表计的业务模型，采集系统开发相应的业务应用及系统接口。
按照建设原则，为不破坏原有采集系统的业务应用，需要为水、电、气、热表计接入增加独立的前置机、任务调度二、业务架构图2：业务架构图（一）档案管理实现从营销业务应用系统中自动同步客户档案、设备档案、参数档案信息；查询存在异常的档案信息，并支持手动同步营销业务应用系统（数据来源基础数据平台）用户信息档案的业务流程，确保采集系统中的水、气、热用户信息与表计信息与营销系统保持一致。
基于用电信息采集系统的四表合一技术研究与建设
基于用电信息采集系统的四表合一技术研究与建设电网建设的信息化水平不断提升，为以用电信息采集系统为基础的“四表合一”技术的实现提供了可能，这不仅有利于提升居民的生活质量，压缩相关的信息采集工作，而且对推动智慧城市发展也具有非常重要的作用，在此背景下，文章针对基于用电信息采集系统的四表合一技术研究与建设问题展开研究，为此电网建设工程的顺利实现提供参考。
标签：用电信息采集系统；四表合一技术；研究与建设前言四表合一即利用电力用户用电信息采集系统，实现对用户的日常用电、用水、用气、用热四方面进行集中的自动采集和存储，在四表合一的过程中，虽然电力用户的家中仍需要同时具有四块表，但所应用的使具有刺激功能的智能表，可以在对用户四方面使用数据进行采集的基础上，将各方面的信息统一向用电信息采集系统传输，这不仅可以直接解决居民多卡、多次数、多渠道缴费的问题，而且为未来实现此方面的“互联网+”提供了条件。
1 基于用电信息采集系统的四表合一技术研究1.1 信息采集系统架构建设技术在四表合一中所强调的信息采集系统实际上是用电信息采集系统，如何用此系统发挥对四方面数据的同时采集或如何使独立采集数据的四类仪表同时将采集的信息向此系统传递，是保证“四表合一”实现的基本前提。
但在对此技术进行研究的过程中，必须注意以下两个方面：一方面使必须保证四表合一的实现，并不会对用电信息采集系统原本具有的用电信息采集准确性、实时性、全面性等方面构成消极影响；另一方面是用电信息采集系统的构成资源在四表合一状态下，可以被最大化的共享应用，以此减少四表合一过程中的投入和工程量，避免资源浪费[1]。
考虑到现阶段用电信息采集系统由主站层、远程通信层、采集终端层、本地通信层和电能表层等复杂的结构构成，要在原系统中添加过多的设备或系统，会使结构更加复杂，管理难度提升，所以在技术应用的过程中，一方面应尝试对采集终端层、电能表层、本地通讯层等进行改进优化，使四方面采集的数据可以集中于采集终端层；一方面应优化主站层和远程通信层的性能，使其可以结合四方面数据的个性化特点进行有效的分类和数据整理分析，避免数据采集混乱、丢失等问题的出现。
四表合一集抄系统简介
四表合一集抄系统简介目录一、概述 (2)1.1 电表管理的现状及存在的问题 (2)1.2 创新内容 (3)1.3 系统选择 (3)二、系统结构及构成 (4)2.1 系统结构图 (4)2.2 系统构成 (4)三、系统功能 (5)3.1 系统基本功能 (5)3.2 系统扩展功能 (7)3．3 设备功能 (7)1 集中器 (7)2 网络电能表 (8)3 采集终端 (9)4 手持设备 (9)5 主站系统 (10)四、系统指标 (11)4.1 系统传输可靠性 (11)4.2 电气性能 (11)4.3 电力线载波信道上的信号传输特性 (12)4.4 结构和机械性能 (13)4.5 气候环境条件 (13)4.6 安全性能 (13)4.7 电磁安全性（EMC） (14)4.8 可靠性 (14)五、前实际达到的状况 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。
5．1主站 (14)5．2集中器 (14)5．3网络电能表和手持抄表器 (14)5．4资质 (14)5．5挂网情况 (15)5．6已获国家创新基金77.5万元 (15)一、概述1.1、电表管理的现状及存在的问题众所周知，目前国内各地都在大力推广居民家庭用水、电、气、暖的一户一表，但由于这几个行业的管理都自成体系，四个系统各自为阵，各自按自己行业的管理模式开展工作，虽然在抄表问题上有许多相似之处，但由于行业管理的原因，无法形成资源共享，这样一来，抄表的工作量就很大。
由于水表、电能表、气表和暖表各自的特殊性不同，每户的水表、暖表和气表一般都安装在室内，电能表安装在室外，抄表人员必须到每家每户抄写用量（水、电、气、暖会分别各自抄表，水表、气表、暖表抄表人员必须进入每家每户室内抄写用量）；既非常麻烦，又费事。
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双模方案
上下行信道独立
无需布线
适合于几掌机进行巡检 和数据补抄
科陆典型四表合一解决方案
增加通信接口转换器方案(包含前两种方案)
保持原有电力采集设备不变
适合于几种表计比较分散的情况
通信方式灵活
集抄方式灵活,支持掌机进行巡检和数据补抄
三、客户价值
1. 为电力体制改革做好战略部署。在售电侧开放之前，拓展终端市场占有率，抢占资源，利用6~7年时间打造其他售电公司所没有的东西，提高行业准入门槛。让水、气公司对电力公司形成依赖，防止以后其他售电公司去找水气公司联合。
6. 建设智慧城市。提升公共事业服务效率与水平，降低运营成本 。
“技术创新”是科陆高速发展的灵魂，随着技术创新能力的不断加强，为科陆在智能电网等领域发展战略的实施奠定了坚实的技术基础。科陆自成立以来一直秉持“追求创新，追求卓越”的设计理念，全面采用国内外先进的电子、通信和信息技术，独立开发、自主研制、批量生产，致力为客户提供完整的产品解决方案及最佳的产品体验。
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四表合一实施方案
四表合一实施方案(一)
科陆四表合一解决方案(二)
全微功率无线方案
无需布线
适合于几种表计比较集中的情况
集抄方式灵活支持掌机 进行巡检 和数据补抄
四表合一集抄方案优化与提升
四表合一集抄方案优化与提升邓湘蓉国网天津滨海供电分公司，天津 300000摘要：对于发展势头十分看好的智能化居民住宅小区而言，构建电、水、燃气、热量等能量计量仪表集中统一管理的综合自动抄表系统，不仅可节约管理系统的构建费用，且无疑将提高相应管理的智能化与自动化水平。
按照这样的思路，国内一些城市的智能化居民住宅小区在建设规划中，已着手将电、水、燃气、热量等耗用能量的计量管理加以集中考虑，构建智能化、网络化、自动化的集中式计量管理模式和管理技术平台，且发展进步的趋势显示出，这将逐渐成为提升能源供应管理自动化水平的必然选择。
关键词：四表合一；电气；水务；燃气；热能；抄表方式中图分类号：TM933.4 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）09-0182-02引言传统的人工抄表不仅存在抄表误差，而且需要企业投入大量人力、物力。
为此力积极落实“四表合一”工作在重庆市的落地试点项目，利用电力系统现有采集，实现水、电、气、热等公共事业数据一体化远程抄收模式，打造新型用服务模式、全面支撑智慧城市设，减少抄表工作量和硬件重复建设。
1 四表集抄系统设计思想四表集抄数据集中采集技术方案的设计，依托现有用电信息采集系统的典型技术方案，充分利用其采集终端和信道资源。
系统设计充分考虑实际情况，最大程度地实现相关功能，满足用户的相关要求，体现系统的各项技术特点。
最终实现分散采集、集中管理、综合监控。
以适应用电信息采集系统基本架构为导向，提出了覆盖现场各种类型用电信息采集系统技术路线和水气热表现状的四表集抄典型技术设计思想。
（1）以现有国网集抄系统为基础设计：充分利用国网已经建设完成的低压集抄系统，减少四表集抄抄表投资。
现有智能电表集抄系统表计、通信模块、采集终端等尽量不更换或改动，仅增加抄水、气、热表的转换器，对已有的电力抄表不产生任何改动与影响。
（2）以用户表实际情况具体方案设计：基于水、气、热表主流的通信方式：M-BUS总线及微功率无线传输技术。
四表合一数据集中采集典型技术方案
附件3：表合一数据集中采集典型技术方案四表合一数据集中采集（以下简称“四表合一”）技术方案的设计和选择须依托现有用电信息采集系统的典型技术方案，充分利用其采集终端和信道资源。
本方案以调研业界通信技术为基础，以适应用电信息采集系统基本架构为导向，提出了覆盖现场各种类型用电信息采集系统技术路线和水气热表现状的四表合一典型技术方案。
一、四表合一通信技术分析通信技术是实现四表合一的重要基础，它决定了系统的工作原理，也影响着系统的运行效率和可靠性。
目前业界四表合一采用的通信技术主要为M-BUS总线、RS-485、微功率无线、无线公网、电力线载波等。
以下对比分析了各种通信技术的优势和劣势。
1.1M-BUS总线M-BUS是一种由主机控制的分级通信系统，它由主机、从机和两条连接电缆组成。
从机之间不能直接交换信息，只能通过主机来转发。
M-BUS技术的传输介质为双绞线,数据传输速率可达300〜9600bps,最大传输距离为1000米左右。
另外，M-BUS总线可实现采集终端向计量设备远程供电，可解决四表合一水、气、热表无法自取能的问题。
M-BUS总线的优缺点如下表1所示：1.2RS-485RS-485是一种采用两条差分电压信号线进行信号传输的通信技术。
它由主机、从机和连接电缆组成，传输介质为双绞线，数据传输速率在1Mbps以下，最大覆盖距离1200米。
由于RS-485通信线不具备供电能力，因此在四表合一应用时还需要配合两条电源线使用。
RS-485的优缺点如下表2所示：1.3微功率无线微功率无线通信技术是指发射功率不超过50mW,覆盖范围数百米，采用470MHz〜510MHz频段，具备自组网功能的无线通信技术。
微功率无线通信技术组网简单，通信速率可达10kbps。
微功率无线的优缺点如下表3所示：1.4 无线公网无线公网是指基于移动蜂窝网的通用分组无线通信技术，其覆盖范围非常大，通信速率可达100kbps 以上。
无线公网的优缺点如下表4所示：表4无线公网通信优缺点对比表1.5 电力线载波电力线载波是指利用工频强电的电力线传输高频弱电信号的通信技术。
河北省四表集抄计量方案【范本模板】
测试平台一、概述选择增加通信接口转换器、升级无线模块和更换双模模块和三种技术方案搭建四表合一采集测试平台，其中前两个方案在国网首批试点山东、北京等省公司已有运行经验.1.用电信息采集模式：采集主站+I型集中器+电能表;2.集中器下行通信方式：电力载波(窄带）、微功率无线；3.安装位置：新建小区电水热三表在楼道管井中,气表在用户厨房墙壁,同一单元同一楼层一般2—4户。
测试平台建设工作包括两个部分：实验室室内静态测试平台和科技园C座现场动态测试平台.(一)组网方案河北省电力公司采用国网I型集中器,与水表、电表、燃气表、(二)通信协议说明●集中器升级版在原电力上行协议Q/GDW376。
1基础上扩展水、气仪表数据通信协议●通讯接口转换器实现CJ/T188、DL/T645协议转换●通讯接口转换器实现水、气、热表数据采集与冻结●通讯接口转换器实现CJ/T188协议透传●用电信息采集系统实现水、气、热表数据采集二、室内静态测试平台为有效评价厂商提供的水气热三表、接口转换器、无线升级模块、双模模块和集中器扩展程序是否能够满足国网公司关于四表合一采集的要求,搭建实验室静态测试平台，开展水气热三表、接口转换器、无线升级模块、双模模块和集中器扩展程序的功能检测。
（一）增加通信接口转换器在不改变原有电能表采集拓扑结构的基础上，只增加通信接口转换器实现采集新增水、气、热三表数据采集，接口转换器通过载波或微功率无线完成数据上传。
通信接口转换器与水、气、热三表通信方式可分为M—BUS和微功率两种模式，其中气表由于考虑安全使用和安装位置，一般采用无线方式(微功率无线）。
此方式需要升级集中器的程序扩展协议即可完成。
国网集中器I型升级版国网PLC国网电能表国网通信QGDW1376.1+扩展国网通信无线水表水表无线燃气表热量表建设1:电能表载波方式不变，气表通过低功耗微功率无线、水热表通过M—BUS总线与接口转换器通信，接口转换器与集中器采用载波方式通信.气表通过电池供电、水热表通过M—BUS供电、接口转换器通过市电供电，集中器进行软件升级.建设2:电能表微功率方式不变，气表通过低功耗微功率无线、水热表通过M-BUS总线与接口转换器通信，接口转换器与集中器采用微功率无线方式通信.气表通过电池供电、水热表通过M-BUS 供电、接口转换器通过市电供电。
电、水、气、热四表合一采集建设运营实践
532 | 全国电力行业优秀管理论文集（2016）国网山东电力紧密结合智慧城市建设契机，依托智能电网资源，以推动互联网与公共服务领域的深入融合和创新发展为出发点，积极履行央企社会责任，创新“五化”管理模式，建立了“便捷互动、经济高效、全面覆盖、可持续运营”的电、水、气、热四表合一采集的建设应用体系，服务智慧城市建设、满足智能用能需求。
实施背景落实国家智慧城市发展战略，提升全社会智能用能服务水平的需要。
去年以来，国家陆续出台了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》、《关于促进智能电网发展的指导意见》等政策文件，智慧城市建设已写入总理工作报告，上升为国家战略。
另一方面，作为智慧城市重要组成部分的智能用能服务，由于电、水、气、热分属不同行业管理，绝大部分仍停留在机械表计、人工抄表、坐收服务阶段，自动化水平迥异，服务体验参差不齐。
政府难以科学制定节能降耗决策和减排策略；部分水、气、热企业受限于企业效益，管理手段有限，损耗成本较大；客户无法获取高效、便捷、灵活、互动用能服务。
因此，迫切需要建立统一的“互联网+”服务平台，落实智慧城市发展战略，提升全社会用能服务水平，降低公共事业综合运营成本。
落实电网“十三五”发展规划，实现电网企业可持续发展的需要。
与水、气、热相比，电网企业在管理模式、运营基础、技术储备、资金保障等方面具有明显优势。
如何充分利用数据采集和营销服务网络资源优势，更好地发挥集约管理作用、深入挖掘数据价值、创新经营服务模式、拓展用能服务份额，增加企业经济效益，是电网企业“十三五”期间迫切需要解决的重要问题。
用电信息采集应用成效显著，具备开展用能信息一体化采集创新的基础。
山东电力已于去年实现了全省3820万客户用电信息采集的全覆盖，开发了功能丰富的系统主站，可实时采集、分析各类客户电量、电流、电压、异常信息，并提供查询、报修和用电、节能等多项服务；构建了“10分钟缴费圈”，客户可通过供电营业厅和多种电子平台查询、缴纳费用；从覆盖范围、功能保障和服务网络三个方面为一体化智能用能服务奠定了坚实基础。
用电信息采集系统主站四表合一模块标准化设计
附件2：用电信息采集系统主站四表合一模块标准化设计一、整体架构（一）系统架构整体架构分为终端设备层、网络通信层、前臵解析层、数据层、应用层五部分。
智能电表智能电表智能电表智能电表智能电表智能电表图1：系统架构图其中终端设备层水、气、热表计，通过通信模块与智能电表或集中器的采集模块相连，将采集回来的数据上传至主站前臵解析层；前臵解析层将数据根据水、气、热表计通信协议进行数据解析上送数据层；数据层按照数据模型进行数据存储，同时将水、气、热表采集示数同步到营销基础数据平台。
应用层调用数据层数据进行数据展示和报表查询等业务功能，同时和营销业务应用通过接口实现客户档案及电表示数的同步。
（二）系统改造1.计量装臵改造（1）水、气、热计量装臵改造协商统一水、电、气、热表计通信协议，开发基于水、电、气、热表计统一通信协议的水、气、热计量装臵。
（2）集中器及通信模块改造电力公司对集中器及通信模块进行软件升级，实现接受水、电、气、热表计档案，自动搜索表计，自动生成抄表路由等功能；能在规定时段抄收水、电、气、热表计的数据，并分类存储多日多表记的冻结数据。
（3）计量装臵检测系统改造为保证水、电、气、热表通信做到互联互通，需要对集中器通信模块、电能表通信模块、水气热表计的通信模块进行性能和协议一致性测试验证2.采集系统功能扩展（1）前臵解析协议扩展根据协商统一水、电、气、热表计通信协议，采集系统开发前臵解析的应用程序。
（2）数据表结构扩展根据统一的水、电、气、热表计的数据模型，采集系统完善数据库表结构。
（3）业务应用扩展根据统一的水、电、气、热表计的业务模型，采集系统开发相应的业务应用及系统接口。
（4）硬件扩容按照建设原则，为不破坏原有采集系统的业务应用，需要为水、电、气、热表计接入增加独立的前臵机、任务调度硬件设备。
二、业务架构图2：业务架构图（一）档案管理实现从营销业务应用系统中自动同步客户档案、设备档案、参数档案信息；查询存在异常的档案信息，并支持手动同步营销业务应用系统（数据来源基础数据平台）用户信息档案的业务流程，确保采集系统中的水、气、热用户信息与表计信息与营销系统保持一致。
四表合一数据集中采集拓展通信协议
附件4：四表合一数据集中采集拓展通信协议1. Q/GDW 1376.1-2013 《电力用户用电信息采集系统通信协议第1部分：主站与采集终端通信协议》修订建议1.1参数F10表1 F10数据单元格式通信协议类型：当表计为水气热表时，填写32。
通信地址：填写水气热表CJ/T 188-2004地址的A0～A5。
有功电能示值整数位及小数位个数：填写水气热表CJ/T 188-2004地址的A6。
用户大类号及用户小类号：填写水气热表CJ/T 188-2004的仪表类型。
表2 仪表类型定义表1.2一类数据F188F188为复用，根据仪表类型区分，抄读水气表（10H～19H，30H～49H）与抄读热表（20H～29H）的上行报文数据单元格式不同。
表3 水气表实时数据单元格式表4 热表实时数据单元格式表5 数据格式29定义表6 数据格式30定义表7 单位代号表表8 数据格式31定义表9 数据格式32定义表10 状态S T定义1.3二类数据抄表日冻结F220F220为复用，根据仪表类型区分，抄读水气表（10H～19H，30H～49H）与抄读热表（20H～29H）的上行报文数据单元格式不同。
F220为抄读水气热表中的表冻结数据，非终端冻结。
表11 水气表实时数据单元格式表12 热表实时数据单元格式1.4二类数据F221F221为终端对1类数据F188的日末冻结。
表13 日冻结水气表数据单元格式表14 日冻结热表数据单元格式1.5二类数据F222F222为终端对1类数据F188的月末冻结。
表15 月冻结水气表数据单元格式表16 月冻结热表数据单元格式1.6三类数据（事件）ERC13中“异常标识D4”用来记录水气热表的电池欠压事件，方式同电能表电池欠压。
应用时其他位备用填“0”。
ERC33中“电能表运行状态字变位标识1”和“电能表运行状态字1”用来记录“状态ST”，方式同电能表运行状态字变位。
应用时其他位备用填“FF”。
青岛鼎信四合一工程方案设计及150722
电、水、气、热四表合一数据集中自动采集工程设计方案目录1．概述 (3)四表合一集抄系统 (3)2．技术方案 (3)2.1四表合一技术方案系统图 (4)2.2系统构成 (4)设计思想 (4)3．系统性能指标 (5)系统根本功能 (5)系统性能指标 (7)4．关键设备与技术 (7)4.1集中器 (7)4.2转换器 (8)4.3水表 (8)4.4热表 (8)气表 (9)4.6M-BUS总线 (9)4.7RS485总线 (9)4.8RF小无线通讯 (9)5．施工方案 (10)5.1施工改造方案说明 (10)5.2新建小区 (10)5.3旧小区 (11)旧表改造 (11)6 技术方案优势 (11)7系统方案费用预算 (12)1．概述四表集抄系统主要由水、电、气、热四表、转换器、集中器、数据传输通道、主站系统构成，通过数据采集、数据传输、数据分析三个阶段建立数学模型。
本方案主要针对用户水、热、气三表数据进展集中抄表和监控，以加强用户能源管理为目的，对异常的能源情况进展告警操作与处理，更好地提高用户能源安全、保护能源设备。
某某某某通讯某某集中抄表系统解决方案是以先进的软硬件技术和多年能源自动化的技术积淀为根底，针对国内能源企业对能源自动化工作以与各能源企业对能源管理的具体要求和各地能源营销工作实际情况，成功开发的适用于各种能源场合的集中抄表全面解决方案。
适用于能源企业，商业单位，物业居民小区，省时、省工、准确高效，它的实施可有效地降低抄表误差、线损与窃电现象，是能源经营中“减人增效〞的有效途径！抄表系统采用TC-BUS网络结构，具有施工简单、维护方便、数据传输速率高，采集数据准确快捷、集抄X围广、系统传输容量大，扩容性能好、实时性强、可靠性高、建设和运营本钱低等优特点；集中器与抄表主站系统之间通讯可根据现场的不同情况采用GPRS/GSM、TCP/IP网络等公共通讯手段。
2．技术方案现有国网集抄改四表合一的改造过程主要是对集中器进展软件升级，并增加一转换器〔类似I型采集器〕实现对水气热表的采集，另外水气热表需要改造增加通信功能。
四表合一数据集抄系统方案构建
【 关键词 】 数据集抄 ；集中器；系统规约
至 电能表 或通 信转 换 设 备 ，电 能表 数据 直接 应 用 电力线 载波 信 道返
０ 引 言
目前 国 内各地 都 在大 力推 广 居 民家庭 用 水 、电 、气 、暖 的一 户
一
回至集 中器 ，通 信转 换设 备 接收 到抄 表 指令 后 ，选 择相 应 的通 信 信
道 ，对 计 量仪 表 的计 量数 据进 行集抄 ，通信 转换 设 备接 收 到表 计 数
据 后 ，对 数 据进 行 规约 转 换 后 ，通 过 电力 线载 波 或无 线 或Ｒ Ｓ ４ ８ ５ 信
表 。但 由于 这 几个 行业 的管 理 都 自成体 系 ，不 同特 点和 不 同管 理
道 （ 调试 阶段 确 定最 终信 道及 备 用信 道 ）与 集 中器 进行 数据 上 传 ， 集 中器 通 信模 块 收到 数据 后 ，翻 译成 主 站规 定 的标 准协 议格 式 ，上 传 至主 站 ，主 站将 表计 数据 进 行分 类存 储 ，并提 供 数据 对外 接 口。
系统 ，无 法形 成 资源 共享 。试 点 的 自动抄 表 系统 按各 自行 业进 行 ，
同一 个单 位或 小 区 同时运 行 多套 不 同类型 的 自动 抄表 系统 ，可能 会 造 成 系统 间互 相干 扰 ，造 成 资源 浪 费，所 以，将 单位 或 小区水 表 、 电能表 、 气表 和暖 表 的 四个抄 表 问题 转化 成一 个抄 表 问题 ，统 一 对 水 、 电、 暖和 气表 进 行 自动抄 表 收费 和管 理 ，才 能真 正解 决现 行 人 工抄 表存 在 的诸 多 问题 。 国家 电网 公 司的 电能 表集 抄 系统经 过 多年 的 发展 ， 已经积 累深 厚 的技 术 实力 和丰 富 的集抄 经 验 ， 电采 系 统 己深入 到 了千 家万 户 。 目前 电采 系统 中 电力线 载波 是 主要 的通 信 和数 据传 输 方式 ，为 避 免 集抄 设备 的重 复性 投 资和基 础 设施 的再 投 资 ，同 时， 考虑 到水 气 暖 三 表 的通 讯方 式 ，特 提 出 以 电力线 载波 通 信技 术＆无线 通信 技 术 的
四表合一采集建设应用探索与实践
四表合一采集建设应用探索与实践摘要：将电、水、气、热四表一体化采集作为电网企业构建客户导向型“大服务”机制、服务智慧城市建设、满足客户智能用能需求的重要举措，突出问题导向、量化工作模板，针对项目实施的关键问题精准发力，全力推进四表合一采集建设应用。
一、专业管理的理念或策略立足实际，整合资源、统筹安排，确定“示范主导、建用并重、合作共赢”的工作原则，明确了“三四三”的工作要求，即以实现电、水、气、热四表一体化采集全面建设应用、实现电、水、气、热四表一体化采集商业运营、实现电、水、气、热四表一体化采集发展方向主导引领的三个实现为出发点，以争取政府支持、推进协同合作、加快项目实施、挖掘综合价值等四项工作为重点，从同业对标、班组对标、协作单位考评等三类指标开展全方位考核评价。
四表合一采集建设应用的组织保障、标准流程、工作制度、技术方案、人员培训、工程建设、政策争取、合作协同、运行维护、消缺排故、效益分析、运营模式等综合管理全过程，并将工作责任层层分解、工作压力层层传递至工作个人。
二、主要管理做法1.横向方面电、水、气、热分属不同行业，需要突破现有的行政管理、市场划分、业务结算等诸多问题。
需在项目启动之初，确定“协作示范、先试先用”的合作策略，通过与各地市政、质监单位无缝对接，发挥技术优势和经验，展示用电信息采集系统应用成效等多种措施，与水、热、气单位联合成立项目工作组和联合指挥部，明确责任分工和业务界面。
其中，电网企业负责整个采集方案的设计和牵头实施，组织安装调试集中器、一体化采集器，敷设通信线缆，研发部署系统主站，牵头运营实施；水、气、热企业负责客户施工协调，更换、改造原有表计，新增集抄模块，调试采集功能，核对信息档案，作为应用单位参与运营实施。
2.纵向方面工程管理应采用两级工作组的管理形式，即省公司和市公司两个基本管理组织，县级公司工程管理隶属于市公司进行。
省公司工程管理工作组由省公司营销部牵头，省计量中心、经研院及相关软件开发单位的有关人员组成；市公司工程管理工作组由市公司相关职能部门、经研所、监理公司、施工单位等组成。
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附件3：
四表合一数据集中采集典型技术方案
四表合一数据集中采集（以下简称“四表合一”）技术方案的设计和选择须依托现有用电信息采集系统的典型技术方案，充分利用其采集终端和信道资源。
本方案以调研业界通信技术为基础，以适应用电信息采集系统基本架构为导向，提出了覆盖现场各种类型用电信息采集系统技术路线和水气热表现状的四表合一典型技术方案。
一、四表合一通信技术分析
通信技术是实现四表合一的重要基础，它决定了系统的工作原理，也影响着系统的运行效率和可靠性。
目前业界四表合一采用的通信技术主要为M-BUS总线、RS-485、微功率无线、无线公网、电力线载波等。
以下对比分析了各种通信技术的优势和劣势。
1.1 M-BUS总线
M-BUS是一种由主机控制的分级通信系统，它由主机、从机和两条连接电缆组成。
从机之间不能直接交换信息，只能通过主机来转发。
M-BUS技术的传输介质为双绞线，数据传输速率可达300~9600bps，最大传输距离为1000米左右。
另外，M-BUS总线可实现采集终端向计量设备远程供电，可解决四表合一水、气、热表无法自取能的问题。
M-BUS总线的优缺点如下表1所示：
1.2 RS-485
RS-485是一种采用两条差分电压信号线进行信号传输的通信技术。
它由主机、从机和连接电缆组成，传输介质为双绞线，数据传输速率在1Mbps以下，最大覆盖距离1200米。
由于RS-485通信线不具备供电能力，因此在四表合一应用时还需要配合两条电源线使用。
RS-485的优缺点如下表2所示：
表2 RS-485通信优缺点对比表
1.3 微功率无线
微功率无线通信技术是指发射功率不超过50mW，覆盖范围数百米，采用470MHz~510MHz频段，具备自组网功能的无线通信技术。
微功率无线通信技术组网简单，通信速率可达10kbps。
微功率无线的优缺点如下表3所示：
1.4无线公网
无线公网是指基于移动蜂窝网的通用分组无线通信技术，其覆盖范围非常大，通信速率可达100kbps 以上。
无线公网的优缺点如下表4所示：
表4 无线公网通信优缺点对比表
1.5电力线载波
电力线载波是指利用工频强电的电力线传输高频弱电信号的通信技术。
电力线载波通信一般使用（3～500）kHz 或（2～30）MHz 的电力线频谱资源，数据传输速率可达1kbps 以上，在公司用电信息采集系统的通信技术中占比达70%
以上。
电力线载波通信的优缺点如下表5所示：
表5电力线载波通信优缺点对比表
二、用电信息采集系统架构分析
四表合一技术方案设计应以不影响用电信息采集系统功能应用，充分共享现有用电信息采集系统设备和信道资源为原则。
如下图1所示，用电信息采集系统由主站层、远程通信层、采集终端层、本地通信层、电能表层组成。
主站通过无线公网、230MHz无线专网、光纤专网等远程通信技术与采集终端交互；采集终端通过窄带电力线载波、宽带电力线载波、微功率无线、RS-485等本地通信技术与电能表通信。
在实际应用中，虽然用电信息采集系统架构各不相同，但是架构的复杂性主要体现在本地信道层面：
图1 用电信息采集系统架构图
（1）I型集中器与II型集中器共存。
I型集中器下行采用载波或微功率无线，II型集中器下行使用RS-485。
（2）全载波（无线）与半载波（无线）共存。
全载波（无线）方案中，I型集中器下行使用载波或微功率无线与
电能表通信；半载波（无线）方案中，I型集中器下行使用载波或微功率无线与采集器通信，采集器通过RS-485与电能表通信。
（3）I型采集器与II型采集器共存。
I型采集器下行具有三路RS-485通信接口，II型采集器下行具有一路RS-485通信接口。
为适应用电信息采集系统本地信道的复杂性，同时满足四表合一的多样化需求，四表合一应部署于采集终端层以下。
同时，为了契合四表合一的集约化设计原则，四表合一应在采集终端层及以上实现完全融合，复用用电信息采集系统的采集终端、远程信道及主站。
三、四表合一典型技术方案设计
如上所述，用电信息采集系统的架构差异性较大，因此基于不同用电信息采集系统架构的四表合一改造方案也截然不同。
为保证技术方案的科学性、合理性、全面性，以最低的成本和改造量实现四表合一数据采集应用，提出了三种四表合一典型技术方案。
3.1升级无线模块
此方案适用于两种场景。
场景一为微功率无线电能表+微功率无线水气热表，此场景要求电能表与水气热表之间的距离较近；场景二为RS-485电能表+无线水气热表+I型无线采集器的场景，此场景要求I型采集器与水气热表之间的距离较近。
改造前用电信息采集系统架构如下图2所示，I型集中
器通过微功率无线直接与电能表通信，或通过微功率无线与I型采集器通信，采集器通过RS-485与电能表通信。
图2 I型集中器（全无线+半无线）采集方式示意图改造过程主要是对电能表（或I型采集器）的微功率无线模块进行软件升级，实现对水气热表的采集，I型集中器通过微功率无线与电能表（或I型采集器）通信。
改造后四表合一系统架构如下图3所示。
由于微功率无线水气热表仅通过电池供电且电池容量有限，若I型集中器直接与水气热
表组建网状网络会消耗较高的能量，制约水气热表的使用寿命，因此应采用电能表（或I型采集器）内置通信模块作为网关，与周围无线水气热表形成星型网络的方案。
此方案可实现对水气热表的数据转发功能，但水气热表无法实现实时在线通讯，只能采用唤醒的方式来延长使用寿命。
图3 I型集中器（全无线+半无线）四表合一示意图
3.2更换双模模块
此方案适用于两种场景。
场景一为载波电能表+无线水气热表，此场景要求电能表与水气热表之间的距离较近；场景二为RS-485电能表+无线水气热表+I型载波采集器的场
景。
此场景要求I型采集器与水气热表之间的距离较近。
改造前用电信息采集系统架构如下图4所示，I型集中器通过电力线载波直接与电能表通信，或通过电力线载波与I型采集器通信，采集器通过RS-485与电能表通信。
图4 I型集中器（全载波或半载波）采集方式示意图针对上述两种场景，可以将电能表（I型采集器）模块更换为微功率+载波的双模通信模块方式，使电能表（I型采集器）上行通过电力线载波与I型集中器通信，下行通过
微功率无线与水气热表通信，上、下行信道独立运行。
改造后四表合一系统架构如下图5所示。
图5 I型集中器（全载波或半载波）四表合一示意图
3.3增加通信接口转换器
此方案适用于电能表（RS-485）+水气热表（M-BUS 或微功率无线）场景。
此场景中电能表与水气热表的相对位置距离较远。
改造前用电信息系统架构如下图6所示。
第一种是I型集中器通过载波或微功率无线与采集器通信，采集器通过RS-485与电能表通信；第二种是II型集中器通过RS-485与电能表通信。
图6 I型集中器（半载波、半无线）及II型集中器采集方式示意图
改造后四表合一采集系统架构如下图7所示，原有用电信息采集系统架构不变，同时新装或换装通信接口转换器。
通信接口转换器型式外观与I型采集器相同，但弱电端子定义略有差异，具有上下行各一路RS-485及下行两路M-BUS。
通信接口转换器下行可通过微功率无线或M-BUS 与水气热表通信，上行通过微功率无线、电力线载波或RS-485与采集器通信。
图7 I型集中器（半载波、半无线）及II型集中器四表合一示意图
四、四表合一技术方案配置表
如上所述，典型设计方案分三类，分别为方案一：升级无线模块；方案二：更换双模模块；方案三：增加通信接口转换器。
基于典型设计方案，同时兼顾现场差异化的电水气热表相对位置和水气热表安装位置，形成了下述四表合一技术方案配置表。
表6 四表合一技术方案配置表。