從燃氣價格調整看IC卡智能燃氣表行業(yè)和技術發(fā)展方向

摘 要

自1998年以來，全國天然氣的使用以每年15%的比例增長，隨著天然氣產業(yè)的迅速發(fā)展，近年來，推行天然氣與油價聯動機制，理順天然氣價格的呼聲越來越高，國務院在2010年5月4日下發(fā)了
    自1998年以來，全國天然氣的使用以每年15%的比例增長，隨著天然氣產業(yè)的迅速發(fā)展，近年來，推行天然氣與油價聯動機制，理順天然氣價格的呼聲越來越高，國務院在2010年5月4日下發(fā)了關于進一步加大工作力度確保實現“十一五”節(jié)能減排目標的通知，通知中明確要求要深化能源價格改革，調整天然氣價格。因此，城市燃氣價格與上游資源價格漲跌聯動調整，實行差別化、季節(jié)性和階梯式城市燃氣價格方案的制定也擺到了燃氣企業(yè)的面前。當價格聯動機制形成后，如何在現有IC卡燃氣表技術的基礎上，實現
在燃氣價格變動的情況下做到價格的實時調整，保證用戶和企業(yè)的利益不受損失，筆者結合IC卡智能燃氣表實際應用現狀，從行業(yè)發(fā)展及技術方面做簡單探討。
1 IC卡燃氣表使用現狀及存在問題分析
   近年來，民用智能燃氣表以其使用方便性、智能性、安全性和通用性、得到燃氣企業(yè)和用戶的認可，越來越多地進入到千家萬戶。其中尤其以IC卡智能表為主要代表。IC卡智能燃氣表具有的預付費功能，加速了企業(yè)的資金周轉，提高了資金利用率，解決了燃氣企業(yè)收費難的問題。同時簡化了工作程序，降低了勞動強度，節(jié)約了勞動力成本，減少了購銷差，提高了燃氣企業(yè)的經濟效益。蘭州燃氣化工集團白2001年開始使用IC卡表，目前已有IC卡燃氣表用戶40余萬戶，從多年的使用情況看，IC卡智能燃氣表在實際使用中確實具有上述優(yōu)點，但也存在以下問題。
    (1) 整體故障率較傳統(tǒng)皮膜表高，配件互換性差，維修較困難。由于在皮膜表上增加了電子控制部分，IC卡智能燃氣表整體故障率高于皮膜表，除了皮膜表存在的小流量計量誤差、卡表、死表故障外，又增加了如液晶數據與字輪顯示的誤差、零氣量不關閥、掉電不關閥，控制器不顯示、無故關閥、元器件故障率高、軟件與IC卡控制器配合不穩(wěn)定等故障。同時，由于各廠家產品結構不同，零配件不通用，造成維修困難，維修及換表成本較高。
    (2) 數據反饋不及時，造成管理部門無法實時統(tǒng)計用氣數據。由于用戶表中存有氣量，燃氣企業(yè)統(tǒng)計數據無法真實反映用戶用氣情況，對燃氣的供應及輸配無法做到科學準確。
    (3) 數據傳輸自動化、網絡化程度不夠。燃氣表中數據的傳遞過程通過IC卡來完成，存在滯后，同時，IC卡傳輸過程的不確定性，造成用戶購氣丟失、反復加氣等故障。
    (4) 無法做到價格的實時調整。價格調整或變動時，造成用戶排隊搶購氣和囤氣現象，在給用戶造成不便的同時使燃氣企業(yè)管理成本上升，效益損失。
    針對目前IC卡燃氣表實際應用中存在的問題，通過分析，筆者認為IC卡燃氣表可靠性問題，表現其一，是整機故障率仍然較高，尚不能完全達到行業(yè)3‰的內控標準。其二，產品標準化和行業(yè)一致性都不能達到先進標準，造成使用維護成本增加。要真正提高IC卡智能燃氣表的可靠性，需要從以下幾個方面著手。
1.1 需解決IC卡智能燃氣表本身存在的問題
    (1) 基表。目前民用IC卡智能燃氣表計量部件，仍然以皮膜表為主。存在不計量、計量不準、死表、卡表、小流量不計量、大流量噪聲大、傳動軸部位漏氣等問題。研發(fā)體積小巧、價格適中、高可靠性、高準確度的基表，如民用超聲波表或全電子式IC卡燃氣表，將是IC卡燃氣表發(fā)展的長期課題。
    (2) 閥門。閥門是IC卡智能燃氣表關鍵部件，也是長期制約IC卡智能燃氣表發(fā)展的瓶頸。民用IC卡燃氣表閥門從電磁閥發(fā)展到電機閥，現在已初步解決了實用性問題。但是電機閥所需控制能量與供電方式仍不匹配，在保證其低功耗運行的穩(wěn)定性和可靠性方面仍需要改進和創(chuàng)新。
    (3) 電源。電源也是保證智能IC卡燃氣表可靠運行的關鍵部件，是制約IC卡燃氣表發(fā)展的又一瓶頸。IC卡燃氣表目前普遍使用的電源是電池，一般為堿性電池。其電量與使用壽命與驅動電機閥所需大電流之間存在矛盾。解決電源耐用性和可靠性問題，以及解決電源環(huán)保問題，是智能IC卡燃氣表行業(yè)必須面對的一項重要課題。
    (4) 采樣方式?，F在IC卡智能燃氣表流行的采樣方式，仍然是干簧管和霍爾器件，即所謂有磁采樣。廉價、功耗低、長壽命、簡單、可靠是其得以流行的根本原因。但存在易受強磁攻擊的不足；發(fā)展不受磁攻擊、而且廉價、功耗低、長壽命、可靠的采樣方式，是智能燃氣表要解決的又一問題。
1.2 解決數據安全性和數據接口標準化問題
    IC卡智能燃氣表目前均按照GB/T6968—1997《膜式煤氣表》和CJ/T112—2008《IC卡家用膜式燃氣表》標準生產，而數據安全和數據接口標準的問題，廠家標準不一。不同生產廠商的產品，互不兼容，無法互相替代；數據安全措施各行其是，無法檢驗，無法監(jiān)督；產品功能各有差異，無法共用管理平臺。這些都是影響IC卡智能燃氣表應用進一步發(fā)展的障礙。
1.3 解決數據反饋實時性和網絡化問題
    從信息傳輸的角度看，目前的IC卡表是以IC卡作為信息載體，IC卡在管理信息系統(tǒng)和表具間傳遞信息的運動構成一條人工信道，因為這種人工信道的隨意性和不可控性，產生數據反饋實時性差和網絡化不完整問題，是IC卡智能燃氣表的結構性缺陷，要靠新的技術手段加以解決。
1.4 解決燃氣價格的實時調整問題迫在眉睫
2 從實際應用看行業(yè)發(fā)展方向
2.1 進行行業(yè)整合，實現工業(yè)化設計。
    IC卡智能燃氣表是集機械技術、流體技術、電子技術、軟件技術等多種技術的系統(tǒng)工程，從研發(fā)技術的角度看，IC卡智能燃氣表從技術原理上已經完善，各種技術都很成熟，但由于各生產廠家開發(fā)能力不同，采用的技術不同，控制技術不同，軟件系統(tǒng)不同，選用元器件不同等因素，同時，技術研發(fā)、部件制造、整體裝配等關鍵環(huán)節(jié)分離，是行業(yè)內的普遍現象，也是制約整體質量提升的根本原因。從使用技術的角度看，技術組合是個系統(tǒng)工程，不是簡單的拼湊，需要系統(tǒng)控制技術作為保障，行業(yè)內迫切需要進行上下游整合，按工業(yè)化設計的理念進行開發(fā)生產，形成從整體設計到整體生產的全過程融合，達到產品的整體性和完整性。
2.2 保證通用性和安全性
    控制系統(tǒng)標準化、模塊化、小型化，是IC卡智能燃氣表的發(fā)展方向，IC卡智能燃氣表經過多年的發(fā)展，產品功能大同小異，逐步趨同，產品開始趨向同值化。開發(fā)通用型模塊成為必然發(fā)展趨勢，如控制模塊、遠傳模塊、顯示模塊等，這樣既能降低各廠家的開發(fā)成本，也增加了產品維修時的通用性和互換性，降低維修費用，同時減小產品體積。
    在實現IC卡燃氣表硬件的標準化的同時實現軟件系統(tǒng)的標準化。逐步統(tǒng)一安全級別，統(tǒng)一數據接口，統(tǒng)一基本功能，統(tǒng)一交易流程。統(tǒng)一高安全等級的智能卡，水、電、氣、暖等等實現一卡多用，真正實現“一卡通”。
3 燃氣價格調整下的產品技術及功能發(fā)展方向
3.1 金額計量功能
    近年來，隨著國家對上游氣價的調整，居民囤積氣量給燃氣企業(yè)帶來不小的損失，同時對用氣量的統(tǒng)計造成影響，隨著天然氣市場的規(guī)范，燃氣隨石油價格進行調整已成趨勢，為保障燃氣企業(yè)與用戶均不受損失，對燃氣進行金額顯示及計量不失為一種較好的解決方式，即用戶購氣時在IC卡上的充值為金額，在輸入到IC卡表中時顯示的也是金額，當用戶用氣時，按當時的天然氣單價從剩余金額中扣除，當氣價調整時(上調或下調)通過調整燃氣單價，用戶用氣時用新的單價進行扣除，這就要求IC卡燃氣表的單價調整具有及時|生和準確性。利用現有技術，是完全能夠做到金額計量的。再加上無線遠傳功能，是完全能夠實現在預定時間調整價格的。同時，隨著能源的緊缺，對天然氣的消費必然會同水價、電價一樣，進行階梯氣價計費，采用金額計量也可以實現階梯氣價和分時氣價功能。
3.2 無線遠傳功能
    近年來，已有一些智能燃氣表生產企業(yè)開始開發(fā)遠傳智能燃氣表，一些城市也有少量的使用。遠傳功能可遠程實現對燃氣表充值、抄錄表內數據、實時監(jiān)控表的使用狀況、控制閥的開關、調整表里燃氣單價等，一方面杜絕了抄表擾民的問題；另一方面也給燃氣公司的管理帶來極大的方便。因此，IC卡智能燃氣表與遠傳技術有機系統(tǒng)地結合，增加遠傳功能，是IC卡智能燃氣表的發(fā)展方向。隨著無線網絡的發(fā)展，在實現無線遠傳的基礎上，可實現對用戶剩余氣量短信告知、提醒業(yè)務。
3.3 過氣自檢功能
    增加燃氣表通氣不計量的自檢功能，筆者建議IC卡表生產廠家在表中增加簡易的流量傳感裝置，可有效防范不計量表的產生，有燃氣通過時，產生流量脈沖信號，當有流量脈沖而無計量脈沖時，將閥門關閉，可避免過氣不計量表或上下數值不符故障表的產生。
3.4 單顯示表及基表內部采樣
    目前IC卡智能燃氣表多采用數輪和液晶雙顯示，在我們多年的實際應用發(fā)現，IC卡燃氣表產生上下數值不符故障，主要由于燃氣表過氣不計量和低電壓閥門未關閉到位產生，通過增加過氣自檢功能、提高產品和數據保存的可靠性，是基本上可以避免的。采用液晶單顯示和燃氣表內部采樣，可免除基表傳動軸部位漏氣的隱患，減少燃氣表傳動部件，降低燃氣表運行噪聲，降低燃氣表壓力損失，實現燃氣表小型化。同時，通過調整脈沖當量數值，可實現燃氣表計量誤差的在線調整。
3.5 計量檢測信號(接口)功能
    民用燃氣表屬國家首次強制檢定范疇，對首次安裝的民用燃氣表要經過質檢部門的強制檢定。但目前各地質檢部門檢定方式對被檢測燃氣表的讀數多以人工讀數方式進行，人為因素對檢測結果，尤其是小流量計量時的結果影響大，對檢測人員操作技術水平要求高，檢定效率低，遠遠滿足不了燃氣用戶發(fā)展的需要。筆者所在單位通過多年實踐，與燃氣表供應廠商合作，增加燃氣表計量脈沖輸出信號，由計量檢測設備直接采集計量脈沖信號，可最大限度減少人為因素的影響，保證計量檢定的準確快速，極大提高檢測效率。
3.6 獨立閥室
    對閥門設立單獨的閥室，將閥門置于單獨的、可單獨拆開的閥室中，在閥門發(fā)生故障時可進行單獨維修或更換。第一可以將閥門與燃氣進行有效隔離，提高防爆性能。第二便于維修，可有效降低因閥門故障產生的維修成本。
    總之，IC卡燃氣表的使用時間還不太長，隨著燃氣的發(fā)展，今后還有更長的路要走。同時，燃氣企業(yè)必須加快科技進步和技術革新，堅定不移地支持IC卡新技術、新工藝的應用推廣工作。相信在未來的時間里，IC卡智能燃氣表會克服其缺陷，成為我們生活中必不可少的一個組成部分。
 
(本文作者：郭延宏 蘭州燃氣化工集團有限公司 730030)