Удаленное считывание данных мусоровозами
Еще на начальном этапе реализации проекта горячие дискуссии разгорелись вокруг вопроса о выборе технического решения для считывания данных с приборов учета и передачи их в единую базу. Предприятие тепловых сетей оказалось перед выбором между автоматической системой считывания данных и ручным сбором информации. Однако стандартные решения не отвечали требованиям тепловой компании.
Автоматическая система радиосбора грозила поставить перед сотрудниками предприятия сложнейшую задачу переработки огромного массива данных, к чему компания не была готова. А модель ручного считывания, предусматривающая широкое использование человеческих ресурсов, грозила оказаться слишком дорогой в эксплуатации. Весь персонал предприятия был бы полностью задействован в процессе сбора данных.
В результате было найдено уникальное техническое решение в виде передвижной радиосистемы, предусматривающей полуавтоматический сбор данных и обеспечивающей невысокую стоимость эксплуатации и минимум человеческого участия в процессе считывания и передачи данных.
Уже на начальном этапе планирования системы диспетчеризации было решено максимально учитывать при ее построении уже имеющуюся инфраструктуру города. Идея использования грузовиков-мусоровозов в качестве замены сборщикам данных на первых порах была воспринята как шутка. Но немногим позже она оказалась остроумным и удачным решением проблемы эффективного сбора данных с приборов учета. Ведь мусоровозы, двигаясь по установленному маршруту, не только объезжают каждое домовладение города, но и делают это с четкой временной периодичностью.
Для реализации решения необходимо было лишь снабдить каждый грузовик оборудованием для считывания, хранения и передачи данных приборов учета. Проект был одобрен администрацией Оденсе. Определяющим фактором, оказавшим влияние на принятие положительного решения представителями власти, послужили гарантии поставщика оборудования, компании Kamstrup, того, что водители мусоровозов не подвергнутся воздействию вредного электромагнитного излучения и не будут отвлекаться от своих прямых обязанностей.
Установленная система сбора данных не требует человеческого участия в процессе считывания и передачи информации. Обмен данными происходит в полностью автоматическом режиме по мере продвижения грузовика по своему обычному маршруту. Ультразвуковые теплосчетчики MULTICAL поставляются в комплекте с радиомодулем непосредственно с завода-изготовителя.
В кабине грузовика за водительским креслом устанавливается трансивер, который содержит радиоконцентратор, устройство для приема данных с приборов учета, а также GSM-модем, который затем передает данные в тепловую компанию. Здесь полученная информация обрабатывается с использованием специального программного обеспечения.
По мере продвижения грузовика от дома к дому трансивер опрашивает счетчики, оказавшиеся в радиусе его действия. В ответ каждый прибор учета передает данные о потребленной энергии вместе с собственным идентификационным номером. Обмен информацией занимает около секунды. Время, необходимое для передачи данных, имеет большое значение, поскольку обмен информацией должен осуществляться не только во время стоянок мусоровоза, но и в процессе движения.
Фактор времени учитывался на начальном этапе разработки проекта, поскольку необходимым условием его реализации было то, что система сбора данных не должна влиять на инфраструктуру, только подстроиться под нее. Поэтому для обеспечения эффективной работы системы теплосчетчики должны были получать питание от электрической сети.
Это связано с тем, что автономный прибор, получающий питание от аккумулятора, основную часть времени находится в режиме экономии питания. На то, чтобы проснуться, начать передачу данных по радио, необходимо некоторое время, за которое мусоровоз может отъехать слишком далеко.
Радиомодуль, интегрированный в счетчик, в течение короткого отрезка времени передает данные на RF-концентратор. Мощность посылаемого им радиосигнала не превышает 10 милливатт и сравнима с мощностью сигнала пульта дистанционного управления телевизором и примерно в 200 раз ниже мощности сигнала мобильного телефона.
Концентратор, расположенный в кабине грузовика, может одновременно считывать данные с 200 приборов учета. В случае получения данных с приборов, не включенных в состав системы, их показания будут исключены из общей базы на основании индивидуальных идентификационных номеров приборов.
В автоматическом режиме это будет сделано программным обеспечением диспетчерского пункта. Приборы учета, информация с которых была успешно передана на концентратор, остаются недоступными для повторного считывания в течение получаса. Это защита от повторного считывания на случай, если грузовик дважды проедет мимо одного и того же объекта в течение короткого промежутка времени.
Емкость трансивера, расположенного в кабине грузовика, составляет 2800 считываний. Столько счетчиков мусорный грузовик объезжает примерно за четыре рабочих дня. Емкость архива более чем достаточна, учитывая, что ежедневно в 20.00, получив специальный сигнал с диспетчерского пункта, трансивер передает показания приборов в центральную базу данных. Такой сигнал генерируется автоматически с использованием программного обеспечения диспетчерского терминала и передается с помощью GSM мастер-модема в заданное время.
Стандартный пакет данных, передаваемый каждым прибором учета, содержит, помимо информации о потребленной энергии на момент передачи, данные о потреблении энергии на отчетную дату. Отчетная дата определяется управляющей компанией. По умолчанию это последний день каждого месяца за одну секунду до полуночи. Данные на отчетную дату используются для выставления счетов потребителям, анализа, прогноза и оптимизации производства энергии.
Таким образом, отчетная дата служит контрольной временной точкой, гарантирующей своевременное и точное выставление счетов за прошедший месяц, вне зависимости от графика движения грузовиков. Данные о потреблении энергии в реальном времени, на момент передачи, используются для анализа и оптимизации поставок тепловой энергии абонентам. С момента внедрения системы программное обеспечение каждого мобильного концентратора было обновлено по крайней мере единожды посредством передачи данных по GSM.
Радиомодули в составе счетчиков энергии функционально способны исполнять роль радиороутера, то есть принимать и передавать данные от любого другого прибора учета в сети передачи данных. В Оденсе не требуется такая возможность, поскольку техническое решение, примененное здесь, подразумевает прямую передачу данных каждым прибором на трансивер, когда тот перемещается в непосредственной близости в кабине грузовика-мусоровоза.
Однако технические возможности позволят в дальнейшем построить полноценную радиосеть на базе уже установленного измерительного оборудования Kamstrup. Для перехода на полностью автоматический режим считывания данных необходимо будет только дистанционное обновление программного обеспечения.
Герт Скивер, инженер компании Kamstrup
