来源：《煤气与热力杂志》
全球正在推进高效、清洁、多元化能源转型，未来天然气将成为全球第一大一次消费能源；同时物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展，结合各个国家智慧城市建设对智慧燃气要求的迫切，物联网+燃气必将是未来燃气行业发展的趋势；NB-IoT技术因其低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，在众多物联网技术中脱颖而出，其特别适用于智能抄表的应用场景。
1、 燃气智能抄表发展历程
a）人工抄表：传统的抄表方式需要燃气外勤人员上门入户抄表，外勤人员常常因燃气用户不在家或者高防范意识而无法抄到表。此外，燃气企业还需考虑人工成本以及外勤人员的工作分配的管理成本。
b）私有网络抄表：需要自建组网。除了基站（集中器）安装困难外，后期基站（集中器）运维也是非常大的问题，所以，燃气企业仍需人工配备手持终端进行额外补抄。此外，由于容易受到周边环境干扰的风险，存在信号不稳定。
c） 运营商网络抄表：类似于通过普遍认为信号更稳定的GPRS，3G，4G网络进行抄表。通过远程通讯实现数据传输，无需人工抄表。但仍存在高功耗使得电池使用寿命降低、燃气企业需要承担通讯服务费、在表计安装环境较复杂的情况下信号传输的稳定性无法得到保证等种种弊端。
从上述燃气抄表发展历程可得知，我们希望远程无线抄表技术是低速率、低功耗、低成本、低维护、长距离传输和高稳定性的。这么看来，新崛起的NB-IoT技术正好符合了我们所有的期待。
2、基于NB-IoT技术的智慧燃气解决方案
乘着物联网的东风，在智能燃气表行业，国内销售规模较大的上市公司包括金卡智能、积成电子等都积极投入NB-IoT燃气表的应用。
金卡智能作为研发投入最多技术储备最扎实的公司，在NB-IoT燃气表有所建树，更是通过自主研发，打通了通讯、系统和云，发布了基于NB-IoT技术的智慧燃气解决方案。
让我们通过解读金卡NB-IoT智慧燃气解决方案，来了解NB-IoT技术在燃气领域的优势和创新性应用。
金卡NB-IoT智慧燃气解决方案采用“云管端”的设计架构。
智能燃气表的用气数据、电量、信号、阀门状态、异常情况等可以通过气表内置的NB-IoT通讯模组接入到NB-IoT网络，传输到IoT连接管理平台，然后上传到后台采集和业务系统平台；后台系统平台将数据包进行解析，解析出的用户用气数据在用户账户内完成结算，并通过客服系统的相关新媒体渠道推送给用户，用户能实时的获取自己的用气账单，并能远程完成账户的充值。
金卡NB-IoT智慧燃气解决方案方相比传统的燃气运营管理方案，优势众多，能帮助燃气公司解决以下痛点：
解决入户抄表难和用户缴费难的问题；
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积极响应政府燃气售价的远程调价和系统阶梯气价设置；
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远程控制用户燃气表的开关阀；
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后台业务系统能远程监控燃气表具的故障和告警情况，并能反馈到用户处；
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后台系统通过用气高峰低谷统计，能进行输配管线压力调配；
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通过分析供气门站、管线、用户表具等各节点的气量数据，可以进一步排查管线跑、冒、滴、漏、偷等问题，从而降低燃气公司的供销差，提升燃气公司的效益；
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通过分析用户用气数据，得知用户的用气习惯，从而可以挖掘出其他增值服务和商业模式。
3、金卡NB-IoT智慧燃气解决方案的应用案例
2016年11月金卡智能与深圳燃气、中国电信、华为公司签订《智慧燃气战略合作协议》，四方共同达成以下决议：
a）四方共同组建“智慧燃气联合工作组”，针对智慧燃气和物联网领域开展需求分析，新解决方案开发和试点，联合制定行业标准规范，联合试点燃气领域物联网和“互联网+”转型新解决方案，并探索智慧燃气新模式，加快服务于甲方的信息化建设及“互联网+”进程。
b）基于创新的物联网技术，四方联合在户表集抄、管网监测、燃气信息化应用整合等领域展开合作。应用NB-IoT窄带物联网技术，搭建抄表实验室测试平台，在甲方指定的区域内开展远程抄表、数据分析和监控的试点，并基于试点成果规模复制推广。
c）基于“互联网+燃气”的需求，运用物联网、大数据、云计算等先进信息通信技术，推进燃气网络规划及建设、信息化改善等工作，加快燃气的“互联网+”转型；结合试点评估结果，探讨设备的智能化管理，建立智慧燃气的应用模型、管理平台和数据库，实现实时监控和提升生产经营效率。
d）四方共同推动智能燃气终端的传输技术NB-IoT标准规范化、探索燃气行业应用层标准规范的形成，并向整个燃气行业推广，最终目标形成智慧燃气的行业标准化。
2017年3月2日，金卡智能发货的全球首批NB-IoT燃气表在深圳安装在线试点运行，经过3个月的试点验证，完成以下阶段性总结：
a）NB-IoT有明显覆盖优势（强LoRa 5dB，GPRS 20dB），功耗和LoRa基本持平，功耗远优于GRPS；
b）现场测试覆盖良好，上行平均速率13kbps，下行平均速率7.8kbps，可满足抄表速率要求；
c）燃气表终端验证了数据存储、数据上报、远程开关阀、远程抄读、远程参数配置等通讯业务功能，都满足测试用例要求；
d）燃气抄表业务平台验证了开户、换表、充值、调价、通讯采集、智能阀控、通讯准确性等业务功能，都满足测试用例要求；
e）排除网络调整/升级等例外因素，当前燃气表的抄表成功率能稳定在100%，通过比对燃气表的实际读数和系统抄收的数据，燃气表抄表准确率为100%。
金卡NB-IoT智能燃气解决方案在深圳的成功试点应用，是全球范围内基于NB-IoT技术在智慧燃气领域的首个试点项目，也将为NB-IoT技术在燃气行业商业化奠定基础。
2017年9月12日，金卡智能与深圳燃气、中国电信、华为共同宣布NB-IoT智慧燃气解决方案商用启动并发布《NB-IoT智慧燃气解决方案白皮书》，标志着NB-IoT技术在燃气抄表领域得到可靠的验证，NB-IoT智慧燃气解决方案后期将大规模应用，深圳成为全球首家NB-IoT智慧燃气商用城市。此外，NB-IoT智慧燃气解决方案也成为物联网垂直场景应用标杆，而白皮书也成为物联网行业及公用事业行业典型的技术模板。
NB-IoT技术作为智慧燃气城市建设的强大驱动力，是智慧燃气发展不可或缺的关键技术。未来，基于NB-IoT智慧燃气解决方案在各个城市的落地，将形成以智能管网建设为基础，利用先进的通信、传感、储能、微电子、数据优化管理和智能控制等技术，实现天然气与其他能源之间、各类燃气之间的智能调配、优化替代。利用云计算、大数据分析、物联网、移动互联网，突破传统服务模式，拓展全新服务渠道，提供系统化综合用能方案，通过建立智慧燃气运营平台，提供最优服务，创造更多的利润空间。
