一、城市燃气计量发展概况

燃气计量具有准确性、一致性、溯源性、法制性的特点，它同国家法律法规和行政管理紧密结合，也是随着社会生产的发展逐步形成的。在天然气贸易领域，计量是结算的唯一依据，直接关系到燃气企业经济效益，是燃气企业经营管理的核心业务之一。随着国家油气价格改革的持续深入，天然气单位计量价值发生了根本性变化。同时，数据应用的需求对计量数据提出了更高的要求——历史数据分析、设备运行状态和事件记录查询、采集时间设置，数据传输安全等，因此配备智能燃气表与相应的计量管理系统就显得尤为重要。

本文从城市燃气企业用户中用气量占比最大的非居民用户入手，展示通过智能表与计量系统实现智能计量，获取高频度准确的计量数据，数据质量高、价值大，可以进行有效数据分析和挖掘，从而支撑企业的管理决策。

二、智能燃气计量优势分析

通过表具智能化实现智能计量是解决城市燃气企业计量管理难点和痛点的最佳方案。智能计量应用现代通信与信息技术、计算机网络技术、燃气技术、智能控制技术，实现计量信息的自动采集储存、数据自动远程传输，并能按照操作人员发出的指令执行相关控制操作，最终实现对外界的不同条件形成决策并传达相应信息的目标。智能燃气计量给人们生活带来的改变是巨大的，同时给燃气企业带来的革新也是史无前例的，智能燃气计量与传统计量技术相比具备的优势也是明显的。

1.把握大数据时代带来的机遇

智能计量表具不仅是燃气贸易结算的仪器仪表，更是燃气企业与用户之间有效的桥梁，构建智能计量架构有助于实现基于智能计量数据采集的大数据分析，敏锐发现用户增值价值的挖掘点，为燃气企业利用服务创造价值。通过深层分析大量的数据，获得有利于企业管理、提高竞争力、支持决策的信息，在这个瞬息万变的时代显得尤为重要。

2.降低企业运营成本

在原有的管理手段条件下，用户的形象在企业眼里是同质的，需求也是无差别的，但实际上，不同的用户群体对燃气服务的需求是迥然不同的。基于完备的用户数据库，尤其是一定时期的数据积累，企业可以据此分析不同类型用户对燃气服务的需求，从而实现对用户的分类管理。对于年轻、受教育程度高、收入水平高、信用记录良好的用户，可采用用户自行读数、自助缴费、网上服务等用户自服务模式，既可以提升其消费体验，还能够降低服务投入，从而将人力资源更多地投入到那些年龄偏大、对支出敏感或存在窃气可能的用户上，一方面满足其对服务的强需求，另一方面减少企业收入流失。同时，根据各类用户在城市不同区域的分布情况，合理优化营业网点。通过数据分析，将“好钢用在刀刃上”，降低成本，提高用户满意度、管理效率和营收。

3.业务模式的创新

基于用户用气行为、燃气器具信息，以及微博、位置、消费、网络足迹等关联信息的数据分析，对其消费行为进行有效预测，为燃气企业业务模式创新带来机遇。可以根据用户的居住条件（如别墅等高档社区）、用气设备（如地暖、壁挂炉等用气设备）等，甄别用户的支付能力和服务需求，针对这部分用户推出个性化的收费服务，提供家庭燃气服务解决方案，包括滚动式安检、设备维护保养、专人预约上门等。针对非居民用户，企业可以与工商以及其他公用事业企业等实现数据共享，提前掌握潜在用户信息而不是等用户上门，提前介入，提供用能解决方案服务等。

三、北京燃气智能计量应用实践

北京市燃气集团有限责任公司已从事城市燃气各类终端用户运营60年，现拥有居民用户逾520万、非居民用户逾6万。北京市燃气集团针对用气量很大的非居民用户与复杂多样的居民用户这两种情况，分别制定了不同的智能计量部署计划与技术架构，从而实现两类用户的不同管理模式。

1.非家庭用户智能计量部署

非家庭用户的用气量在北京燃气集团销售气量中的占比大，北京燃气集团对非家庭用户的管理需求是全程管控，从表端到集团系统端实现双向信息的贯通，非家用智能计量架构如图1所示。

（1）非家用智能表具

统一智能表具功能与通信协议，打破智能表制造厂商之间的壁垒，实现不同厂商的表具互联互通、互换互用，便于管理。

自2014年开始，北京燃气集团在市政府的大力帮助下，在全市范围内优先对重点用能单位的非家用计量仪表进行了技术改造，实现了非家用表的远传计量、金额计费、实时报警、历史数据查询、远程调价、指令下发等功能（见图2）。

（2）非家用计量管理系统

完成主站和终端的数据通信和指令下发后，向上构建应用层，构造符合燃气业务管理习惯的人机交互界面，解决管理的实际问题。目前，北京燃气集团非家用计量采集系统（见图3）可实现的功能如下：

1）实现准时准确抄表，可以根据实际情况，调整抄表安排，达到准时准确抄表的目的。

2）实现了各制造厂商的智能表在统一平台上进行数据采集。

3）可以对智能表使用状况进行全程监控，监测瞬时流量、压力、温度参数及电池、阀门状态的信息，对表具使用情况和通信链路状态进行跟踪。

4）支持查看燃气计量仪表的历史计量数据，包括实时采集数据、1～24小时用气量数据和日用气量数据，并将数据以图形化的方式展示在界面上。

5）非家用计量采集系统管理员可以查看仪表产生的异常报警信息，及时处理报警并触发工单。

2.家庭用户智能计量部署

近年来，NB-IoT通信技术发展突飞猛进，为北京燃气集团家庭用户的计量规划部署奠定了坚实的基础。NB-IoT窄带物联网是一种专用物联网网络，与传统的2G、3G、4G网络相比，具有覆盖广、功耗少、信号穿透力强等特点，应用空间大。依托物联网技术的燃气表智能抄表项目已经开始在全国范围内陆续展开，北京燃气集团基于云平台的智能计量部署包括：现场设备、通信网络、基于云平台的数据管理系统，用户户内网络等。

（1）家用智能表具

基于NB-IoT通信技术的燃气表可以实现定期抄表、阶梯气价、实时调价、漏气警报、阀门控制等功能，对燃气企业起到良好的降本增效作用。北京燃气集团家用智能表技术安全方案已确定，待经过一段时间的试用，将在全市范围内规模部署。

（2）家用智能管理云平台

北京燃气物联网平台由IoT平台和物联网安全管理平台组成，提供PaaS云服务，便于扩展，平台架构如图4所示。

四、基础能力升级对企业精细化管理的提升

天然气作为一种清洁高效的能源类型，符合国家节能减排政策要求，其在工业能源结构调整中的作用和优势日益显现，市场竞争也日益加剧。在这种情形下，无论是天然气生产和供应企业，还是天然气的使用企业，都需要能对天然气的流量信息进行及时获取、处理与分析，以便有效地降低企业经营成本，同时也有助于服务质量的提高，从而在市场竞争中获得优势地位。

1.实现全流程数据的管控

北京燃气正在建设计量分析管理系统（见图5），根据业务流程，实现用户及设备用气数据统计和规律分析、异常用气情况预警以及各级管网和区域购销差实时计算和管控，为利用分析结论指导计量工作提供技术支撑。解决了原来大量数据信息传递不准确、不完整，同时受到管理环节和传递流程长的影响，造成信息不及时，时效性差，无法满足计量管理发展的需求问题。

2.实现表具的全生命周期管理

计量设备管理系统涵盖计量设备的全生命周期，包括选型，安装，运维，检定，维修，更新。选型管理包括供应商库与产品库管理，仪表选型结果的核查；安装管理包括新发安装验收管理，技改安装验收管理；运维管理包括运维流程管理，运维记录管理；检定管理包括检定流程管理，检定记录管理；维修管理包括维修流程管理，维修记录管理；更新管理包括技改换表流程管理，周转表管理。

3.节能增效

当前，国家高度重视节能减排工作，引导管道燃气资源合理配置，引入价格联动机制，解决管道燃气销售价格相对固定与燃气购进成本频繁波动的矛盾，逐步理顺天然气、液化气等气源之间以及与其他能源产品之间的合理比价关系。通过阶梯气价，倡导大家节约资源和能源，提高社会的能源节约意识，是促进节能减排的重要手段，也是国际上普遍采取的措施。

北京燃气集团作为燃气计量管理部门，除了合理选择计量一次仪表之外，还需对每一台计量仪表进行完备的管控。通过实时监控，远程管理，节约人力，提高准确度。还可通过采取阶梯气价的计量收费方式限制天然气的不必要使用，避免人为情况下天然气源浪费，减少跑冒滴漏偷气等资源浪费现象。

五、天然气计量的发展与趋势

在“互联网+”智慧能源为核心的新一轮科技革命和能源产业变革中，燃气智能计量需要依靠互联网和物联网，从传统计量表具到智能计量网络化升级。同时在国内天然气贸易计量中，不论是气态形式还是液态形式，一般都是用体积或重量来计量，除了容易获得，这或许是我们的一种心理习惯，体积或质量是看得见的“计量要素”，更容易被接受。而事实上，在目前国际贸易中天然气能量计量与计价是最流行的计量和结算方式，能量计量更能科学合理地反映其价值。能量计量涉及技术、法规、政策、价格体系等，需要多层面、多部门联合推进。对于燃气供应企业而言，能量计量和计价有利于彼此形成公平的竞争环境，促使企业更专注于提升天然气质量，而且更加公平公正。

随着社会主义市场经济的完善，天然气计量由体积计量逐渐向能量计量方式转变，需要我们提前进行政策、管理、技术等方面的研究，为能量计量的实施做好准备。