Hybrydowa ewolucja od odczytu mobilnego do stacjonarnego

Hybrydowa ewolucja od odczytu mobilnego do stacjonarnego

Od chwili gdy zetknęliśmy się  z epidemią Covid, coraz popularniejsze  w branży wod-kan stają się kwestie stacjonarnego odczytu wodomierzy. Jest to temat nośny, modny i potrzebny. Jednak jest to również temat trudny.

Naszym celem jest więc ułatwienie Państwu zrozumienia go oraz różnic pomiędzy mobilnym a stacjonarnym odczytem i korzyści z zastosowania każdego z nich.

Odczyt mobilny – szybszy sposób na fakturowanie co miesiąc.

W ramach odczytu mobilnego dostępne są rozwiązania drive by i walk by. Mieliśmy przyjemność wdrażać i testować rozwiązania odczytowe kilku różnych firm i nasze doświadczenie pokazuje, że w bardzo wielu miejscach w Polsce wodomierze da się odczytać z jadącego samochodu. Jednak w centrach dużych miast, tam gdzie mamy problemy komunikacyjne, przedsiębiorstwa wodociągowe wysyłają pracowników wykonujących odczyty pieszo po dojeździe w określone miejsce. 

W ofercie Itron mamy obecnie dwa systemy: w paśmie 433 MHz, zapewniający lepszą przenikalność i moc sygnału, ale dający odczyt nieco wolniejszy oraz w paśmie 868 MHz – moduły Cyble 5, dający możliwość płynnego przejścia od odczytów mobilnych do stacjonarnego systemu LoRa WAN.

Rys. 1. Schemat mobilnego odczytu wodomierzy

Pokusiliśmy się o małe podsumowanie tego rodzaju odczytu:

Mocne strony:

  • Szybkie szkolenie pracowników – czas poniżej godziny jest z reguły wystarczający by wysłać pracownika w teren,
  • Szybkie wdrożenie oprogramowania,
  • Duży wybór narzędzi odczytowych – Tablet / Smartfon – z naszego doświadczenia wynika, że klienci coraz częściej przerzucają się z tabletów na smartfony, które obecnie posiadają bardzo wytrzymałe baterie i obudowy odporne na wstrząsy i uszkodzenia,
  • Możliwość kontrolnego / interwencyjnego odczytu – gdy następuje niezgodność odczytu, pracownik jest wysyłany na miejsce odczytu w celu sprawdzenia problemu,
  • Niskie koszty wdrożenia systemu.

Słabe strony:

  • Zaangażowanie pracowników do odczytów – koszty pracy,
  • Zaangażowanie pojazdów służbowych – dodatkowe koszty miesięczne,
  • Stałe monitorowanie i weryfikacja tras odczytowych – jak wiemy trasy wymagają stałego monitorowania, wodomierze „żyją”, są co 5 lat wymieniane, sporadycznie ulegają awariom, podobnie jak moduły radiowe, również sieć dystrybucyjna wody zmienia się codziennie, 
  • Dane używane do fakturowania na podstawie danych z odczytu,
  • Możliwość bilansowania wody sprzedanej miesięcznie, gromadzenie danych z przełomu miesiąca.

Analizując rzeczywiste koszty systemu należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:

  • Wynagrodzenie pracownika
    • 2 500,00 netto miesięcznie to koszt pracodawcy  4 122,71 zł,
    • w okresie dwóch okresów legalizacyjnych, przy wzroście płac daje ok. 628 301,00 zł,
  • Pieszo czy samochodem?
    • 10 lat utrzymania samochodu – ok. 426 722,00 zł,
  • Urządzenia do wykonywania odczytów
    • w 10-letnim okresie powinny być wymieniane nawet ok. 3 razy,
  • Licencja oprogramowania lub abonament.

Z naszej praktyki wynika, że przedsiębiorstwa wodociągowe porównując koszty systemów, biorą pod uwagę jedynie koszty urządzeń i licencji, zapominając o kosztach osobowych i eksploatacyjnych, które stanowią bardzo wysoki procent całkowitej kalkulacji.           

Podsumowując, stosując mobilny odczyt przedsiębiorstwo zyskuje:

  • Odczyt wodomierza bez wchodzenia do budynku/mieszkania (bezpieczeństwo pracowników wobec COVID),
  • Znaczne przyśpieszenie odczytów  – dla porównania ręcznie odczytuje się 40 – 60 wodomierzy/dzień, mobilnie (radiowo) 800 – 1000/dzień, (450 szt. na godzinę w systemie Temetra),
  • Stan wodomierza na dzień odczytu i na koniec miesiąca,
  • Odczyt alarmów wykrytych przez moduł radiowy,
  • Bilansowanie wody sprzedanej w cyklu miesięcznym.

Odczyt stacjonarny – Precyzyjne dane gromadzone codziennie, wykorzystywane podczas fakturowania, doboru wodomierzy, diagnozowania wycieków i bilansowania stref.

Najnowszy system Itron oparty o moduł Cyble 5 działa w paśmie 868 MHz. umożliwia płynne przejście od odczytu mobilnego do stacjonarnego opartego o LoRa WAN

Rys. 2. Schemat stacjonarnego odczytu wodomierzy

Jak widzimy na Rys 2., w systemie stacjonarnym znikają koszty pracowników i pojazdów.  Na obszarze objętym odczytami montowane są koncentratory LoRa administrowane przez przedsiębiorstwo wodociągowe lub operatora. Równocześnie w miastach, które wchodzą w technologie Smart City, w infrastrukturze miejskiej pojawiają się maszty LoRa, których można użyć również do odczytu wodomierzy. W schemacie tym pozostają natomiast ekipy serwisowe analizujące codzienną informację o wszystkich alarmach.

Idąc tym samym kluczem, przedstawiamy szybkie podsumowanie najważniejszych zalet, wad i korzyści:

Mocne strony:

  • Ilość pracowników w terenie ograniczona do minimum,
  • Pełna, codzienna kontrola nad modułami i wodomierzami,
  • Zaawansowane oprogramowanie wspierające monitoring,
  • Ograniczenie kosztów na urządzenia i pojazdy,
  • Dane umożliwiające diagnostykę sieci wodociągowej.

Słabe strony: 

  • Przygotowanie infrastruktury odczytowej,
  • Uruchomienie, utrzymanie i serwis infrastruktury.

Na rzeczywiste koszty systemu składają się: 

  • Urządzenia i oprogramowanie do instalacji i konfiguracji modułów,
  • Koncentrator
    • Zakup i dostawa,
    • Montaż i konfiguracja,
    • Miejsce – energia i czynsz,
    • Utrzymanie i serwis,
    • Komunikacja – SIM + transmisja + bezpieczeństwo,
  • Serwery
    • Sprzęt i oprogramowanie,
    • Administrowanie i nadzór,
  • Integracja systemu odczytowego z bilingiem, SCADA, monitoringiem.

Mówiąc szerzej, infrastruktura jest główną barierą, przez którą przedsiębiorstwa wodociągowe nie korzystają z tej formy odczytu. Przedsiębiorstwa  nie chcą wchodzić w rolę operatora i budowę infrastruktury odczytowej. Najlepsze wdrożenia w systemie LoRa obserwowaliśmy w miejscach, gdzie przedsiębiorstwo mając powiązania z gminą czy instytucjami publicznymi miało zagwarantowane miejsce i zgodę, by na dachu umieścić niedużą antenę. W efekcie można było dobrze pokryć teren przedsiębiorstwa wodociągowego koncentratorami, bez bardzo wysokich kosztów i bez czasochłonnych negocjacji z właścicielami najwyższych budynków w okolicy.

Utrzymanie i serwis nie są bardzo dużym kosztem i awarii jest niedużo, są nasilone w okresach jesiennych i wiosennych burz, kiedy uszkadzane mogą być anteny na dachach. Serwisantami nie muszą być też pracownicy wodociągów i warto to wziąć pod uwagę w kalkulacji.

Jeśli chodzi o koszt komunikacji koncentratorów z systemem centralnym, musimy wiedzieć, że w każdym z nich znajduje się karta SIM. Sama transmisja nie jest droga, ale w grę wchodzą koszty bezpieczeństwa i zabezpieczenia, routery, szyfrowania i konfiguracja na poziomie informatycznym.

W ostatnim czasie wodociągi korzystając ze środków unijnych postawiły sobie profesjonalne serwerownie, szafy, serwery. Ale warto pamiętać, że jeśli ich parametry są dostosowane do odczytu mobilnego, mogą okazać się niewystarczające. Wodomierze w systemie mobilnym są odczytywane 1 raz w miesiącu, a więc miesięcznie 10 000 wodomierzy daje 10 000 odczytów.  Jeśli natomiast odczyt w trybie stacjonarnym jest dokonywany codziennie a tzw. zatrzaskiwanie danych co godzinę, mamy 24 odczyty z jednego wodomierza 30 razy w miesiącu. Przy 10 000 wodomierzy drastycznie zwiększa się ilość danych i obciążenie na serwerze. Należy wówczas dokonać obliczeń i odpowiedzieć sobie na pytanie czy obecne serwery przedsiębiorstwa przyjmą taką ilość danych oraz czy w przedsiębiorstwie jest osoba, która takie dane będzie w stanie analizować.

Zazwyczaj nadzór techniczny jest trudnym wyzwaniem i przedsiębiorstwa zlecają go ekspertom zewnętrznym. Jeśli chodzi o integrację z systemami, nie ma potrzeby żeby 24 odczyty z 30 dni w miesiącu były przenoszone do bilingu – tu powinien jak dotychczas zostać eksportowany jeden odczyt w miesiącu do fakturowania, a pozostałe dane będą potrzebne w innych systemach szerokorozumianego nadzoru. Na przykład działy, które używają przepływomierzy i liczą wodę dostarczoną, będą mogły sprawnie porównać wodę sprzedaną z wyprodukowaną w danym dniu. Jeśli zaś mamy sieć podzieloną na strefy, możemy również wodomierze przydzielić do tych stref i uzyskać rzeczywisty bilans wody w strefach z rozdzielczością godzinową! System stacjonarny wymiernie przyśpiesza diagnostykę sieci wodociągowej.

Stosując stacjonarny odczyt wodomierzy przedsiębiorstwo zyskuje:

  • Odczyt wodomierza bez wchodzenia do budynku/mieszkania (bezpieczeństwo pracowników wobec COVID),
  • Dane do diagnostyki i doboru wodomierza,
  • Szybkie powiadamianie o alarmach i nieprawidłowościach,
  • Odczyt wodomierza codziennie – fakturowanie w dowolnym czasie,
  • Konfiguracja modułu radiowego z systemu centralnego,
  • Bilansowanie wody sprzedanej w cyklu dobowym lub godzinowym.

Jak więc widzimy, każdy z systemów ma swoje wady i zalety. Każdy ma swoje koszty. Który zatem wybrać?

A gdyby tak nie trzeba było wybierać pomiędzy jednym a drugim? Może rozwiązanie hybrydowe?

Hybrydowe – czyli jakie?

To popularne dziś określenie odnosi się do rzeczy i pojęć składających się z różnych elementów. Hybrydowość jest synonimem łączenia, kompilacji, skrzyżowania, uzyskiwania lepszego efektu w oparciu o kilka technologii. O jaką hybrydowość chodzi w systemach zdalnego odczytu? 

W Itron funkcjonują obecnie dwa rozwiązania – system oparty o transmisję 433 MHz oraz system, który działa w paśmie 868 MHz w dwóch technologiach. W systemie jednokierunkowym moduł radiowy nadaje często z mniejszą mocą a w tzw. ramce nadawczej są tylko podstawowe parametry – stan wodomierza, ewentualnie zatrzask i alarmy. Itron wykorzystał pasmo 433 MHz i komunikację dwukierunkową. Moduł radiowy jest w trybie uśpienia co ma przełożenie na niski pobór energii. W momencie wybudzenia (gdy dostanie zapytanie z RF Mastera) wysyła paczkę danych przez około 15 sekund (standardowo raz w miesiącu), po czym znowu przechodzi w tryb uśpienia.

Rozwiązanie, które pojawia się wraz z nowym modułem Cyble 5 łączy zalety komunikacji dwukierunkowej z popularnym pasmem 868 MHz i szybkim odczytem mobilnym i stacjonarnym.

Rys. 3. Moduł Cyble 5

Moduł Cyble 5 umożliwia szybki odczyt drive by i walk by w paśmie 868 ale może też pracować jako urządzenie IoT. Możemy go skonfigurować jednocześnie na mobilny AMR dwukierunkowy (pobranie znacznie większej ilości danych) lub jednokierunkowy (krótka ramka statusowa). Moduł może pracować jednocześnie w stacjonarnej sieci LoRa WAN. Jeśli pojawią się problemy z koncentratorem, można przyjechać na miejsce i mobilnie go odczytać.

Użycie najnowszego urządzenia do odczytu RF Master i wireless M-Bus umożliwi szybki odczyt zarówno w systemie Temetra jak i w prostym, otwartym standardzie OMS.

Ewolucja zamiast rewolucji – czy hybrydowość pomoże uniknąć radykalnych zmian?

Tak – ponieważ przedsiębiorstwo wodociągowe może bez budowania infrastruktury odczytowej LoRa WAN powoli i sukcesywnie instalować moduły Cyble 5. Będzie je odczytywać szybkim systemem drive by, a jednocześnie może zacząć korzystać z miejskiej lub budować własną infrastrukturę LoRa WAN i te same moduły wpiąć do stacjonarnej sieci odczytu. Dzięki temu ewolucyjnie, powoli, bez wygórowanych kosztów startu, przedsiębiorstwo będzie w stanie przechodzić z systemu mobilnego na stacjonarny i zacząć zyskiwać to, co system stacjonarny ze sobą niesie bez ponoszenia najwyższych kosztów z tym związanych.

Rys. 4. Zastosowanie Cyble 5 w hybrydowej formie odczytu

Cyble 5 sam jest wynikiem trwającej naturalnej ewolucji modułów Itron, tym samym zyskało więcej funkcji niż dotychczasowe urządzenia – ma możliwość szybkiego odczytu, rozbudowany zestaw danych, analizę rozkładu przepływu dla 9 przedziałów i dodatkowo rejestrator umożliwiający 15-minutowe interwały, dodatkowe 480 rejestrów, rozbudowane bezpieczeństwo, uniwersalne protokoły, wMbus i LoRa WAN, dzięki czemu ma możliwość integracji z rozwiązaniami różnych producentów.

Najbardziej optymalnym rozwiązaniem jest użycie modułu Cyble 5 z systemem Temetra. Jest to oprogramowanie typu chmurowego, Saas (software as a service).

Rys. 5. Schemat działania systemu Temetra

Temetra zapewnia kompleksową infrastrukturę gromadzenia danych, pozwalającą skoncentrować się na wykorzystaniu danych dostępnych z zaawansowanych pomiarów, a nie technologii wykorzystywanej do ich gromadzenia. Łączy gromadzenie danych mobilnych i danych z sieci stacjonarnych z szerokiej gamy technologii w jednym repozytorium o wysokiej wydajności.

Ponieważ jest usługą internetową, przedsiębiorstwo nie musi kupować dedykowanego komputera ani instalować żadnego oprogramowania. W systemie używane jest wysoce niezawodne centrum do przechowywania danych i tworzenia kopii zapasowych. Dane są przez cały czas dostępne do pobrania na komputer w postaci pliku XML lub pliku CSV. Dostęp do systemu przez Internet nie stwarza potrzeby dodatkowego obciążania działu IT w przedsiębiorstwie. Do logowania i przeglądania odczytów liczników i raportów można użyć dowolnego komputera lub urządzenia z dostępem do Internetu. Nie ma potrzeby korzystania z sieci wewnętrznych ani kosztownego przesyłania danych.

Przedsiębiorstwa zainteresowane bezpłatnym przetestowaniem systemu Temetra zapraszamy do kontaktu.

Jerzy Rogowski – Dyrektor ds. wdrożeń, WES | Water Energy Systems

tel. 518 294 820

j.rogowski@wes.info.pl

www.wes.info.pl

WES Sp. z o.o.

Certyfikowany dystrybutor Itron

Artykuł sponsorowany