摘要：本文提出了建議新一代的開放式自動(dòng)抄表平臺(tái)的思想，并著重介紹了構(gòu)建平臺(tái)的基本原則，技術(shù)要求和設(shè)計(jì)方式。

　　Abstract: In this paper, the author presents a conception for founding a new generation of open – type auto – meter – reading (AMR) system flat, and introduces emphatically its basic principle, technique requirement and design way.

　　關(guān)鍵詞： 自動(dòng)抄表 開放式 系統(tǒng)平臺(tái)

　　Key words: AMR Open type System flat

1. 前言

　　隨著電力企業(yè)市場(chǎng)化的改革不斷深入，計(jì)量作為市場(chǎng)交易中的一桿“秤”，其地位日益重要，自動(dòng)抄表技術(shù)作為計(jì)量自動(dòng)化的基礎(chǔ)，自然成為當(dāng)前普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。本文通過(guò)總結(jié)過(guò)去自動(dòng)抄表技術(shù)發(fā)展的歷程以及當(dāng)前新形勢(shì)下自動(dòng)抄表技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)，根據(jù)電力企業(yè)市場(chǎng)化對(duì)計(jì)量自動(dòng)化發(fā)展的需求，提出建立新一代開放式自動(dòng)抄表系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)想。

2. 自動(dòng)抄表技術(shù)的發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)

　　自動(dòng)抄表技術(shù)（AMR）自八十年代中葉誕生于美國(guó)后，在世界各地得到了迅猛的發(fā)展。自動(dòng)抄表系統(tǒng)（AMR系統(tǒng)）最先在供水企業(yè)中應(yīng)用，后擴(kuò)展到電、氣、熱等各個(gè)領(lǐng)域。IEC的TC13和TC57兩大標(biāo)準(zhǔn)化組織在其標(biāo)準(zhǔn)體系中都為AMR系統(tǒng)制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。各種新的AMR技術(shù)不斷推陳出新，推動(dòng)整個(gè)自動(dòng)抄表技術(shù)行業(yè)的發(fā)展。

　　90年代初，自動(dòng)抄表技術(shù)被引進(jìn)到中國(guó)，早期的AMR系統(tǒng)主要用于大電網(wǎng)的電能量考核結(jié)算。經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，AMR技術(shù)在中國(guó)得到廣泛的應(yīng)用，各種高水平的ARM技術(shù)和系統(tǒng)的研究，已成為各個(gè)AMR系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)競(jìng)相追逐的熱點(diǎn)。但是，隨著時(shí)代的發(fā)展，當(dāng)前AMR技術(shù)也面臨著新的挑戰(zhàn)，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1. AMR系統(tǒng)的定位問(wèn)題

　　傳統(tǒng)的AMR系統(tǒng)是基于電能表數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其主要的任務(wù)是解決人工抄表問(wèn)題，眾所周知，電力企業(yè)在推行AMR系統(tǒng)需要大量的資金，特別是居民用戶，單一解決人工抄表問(wèn)題，對(duì)電力企業(yè)來(lái)說(shuō)顯然是不合算。

2.2. AMR系統(tǒng)的封閉性問(wèn)題

　　2.2.1. 當(dāng)前各廠家AMR系統(tǒng)各顯特色，自成一派。在硬件的接口、電能表的規(guī)約、系統(tǒng)的通信規(guī)約、數(shù)據(jù)類型規(guī)范等方面差異較大，存在一定的封閉性。國(guó)內(nèi)還沒有一套成熟標(biāo)準(zhǔn)去規(guī)范各廠家的產(chǎn)品，難以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的互連互換。

　　2.2.2. 目前AMR系統(tǒng)大量的電能量數(shù)據(jù)大多僅保存在計(jì)算機(jī)上，利用率不高，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)與其它自動(dòng)化系統(tǒng)的互聯(lián)，難以做到系統(tǒng)的綜合利用。

2.3. AMR系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力問(wèn)題

　　2.3.1. 傳統(tǒng)的AMR系統(tǒng)是按照非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的模式設(shè)計(jì)，但隨著電力市場(chǎng)營(yíng)運(yùn)發(fā)展的需要，特別是大電網(wǎng)級(jí)的電力市場(chǎng)對(duì)AMR系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性提出了越來(lái)越高的需求。

　　2.3.2. 目前地調(diào)的AMR系統(tǒng)既要滿足省網(wǎng)電能量數(shù)據(jù)采集的要求，亦要滿足地區(qū)網(wǎng)電能量數(shù)據(jù)采集的要求，甚至大用戶電能量數(shù)據(jù)采集的要求，不同等級(jí)的電力市場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)種類和實(shí)時(shí)性的要求是不同的。

2.4. AMR系統(tǒng)的安全性和計(jì)費(fèi)合法性問(wèn)題

　　2.4.1. 系統(tǒng)的安全性方面包括：電能表計(jì)的參數(shù)管理的安全性、數(shù)據(jù)通訊的安全性，AMR入站系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理和信息發(fā)布的安全性等。

　　2.4.2. 計(jì)費(fèi)合法性包括：計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)對(duì)象的選取和認(rèn)證、計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)在采集和計(jì)算過(guò)程中的失真度和認(rèn)證、影響計(jì)量計(jì)費(fèi)精度的因素分析和認(rèn)證，計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)輸出部門的合法性和計(jì)費(fèi)雙方對(duì)計(jì)費(fèi)結(jié)果的驗(yàn)證等。

2.5. 電力企業(yè)計(jì)量管理精細(xì)化和電力市場(chǎng)營(yíng)運(yùn)對(duì)AMR系統(tǒng)提出的新要求

　　2.5.1. 現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量管理：包括現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量設(shè)備的管理和防竊電管理。

　　2.5.2. 現(xiàn)場(chǎng)用戶管理：包括負(fù)荷控制，電能質(zhì)量管理，欠費(fèi)管理等。

　　2.5.3. 大用戶電力市場(chǎng)的考核，電量預(yù)測(cè)和線損管理，分時(shí)計(jì)費(fèi)結(jié)算。

　　2.5.4. 電能量信息與其他自動(dòng)化系統(tǒng)的信息集成和綜合利用。

3. 新一代開放式自動(dòng)抄表系統(tǒng)平臺(tái)的主要特征

　　新一代的AMR系統(tǒng)是一個(gè)開放式的抄表平臺(tái)。它具有以下幾個(gè)特征：

3.1. 標(biāo)準(zhǔn)化

　　3.1.1. 設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化
　
　　無(wú)論是前端數(shù)據(jù)采集裝置還是后臺(tái)的主站系統(tǒng)，在研制和設(shè)備的選用上，均應(yīng)遵循有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.1.2. 數(shù)據(jù)對(duì)象定義和通訊規(guī)約以及數(shù)據(jù)交換接口的標(biāo)準(zhǔn)化

　　計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)象定義、通訊規(guī)約的標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)開放式系統(tǒng)的基礎(chǔ)。目前，全國(guó)電工儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)在IEC62056（cosem體系）的基礎(chǔ)上，正制定有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但如何將IEC62056的cosem數(shù)據(jù)對(duì)象最終表現(xiàn)整個(gè)AMR系統(tǒng)貫穿始終的對(duì)象模型，即建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)對(duì)象模型CIM，需進(jìn)一步研究和探索。

　　3.1.3. 系統(tǒng)框架的標(biāo)準(zhǔn)化

　　目前AMR系統(tǒng)是多層次、多主站的綜合系統(tǒng)，各系統(tǒng)的職能、功能必須實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。類似調(diào)度Scada系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)框架的統(tǒng)一。

3.2. 平臺(tái)化

　　新一代的自動(dòng)抄表系統(tǒng)無(wú)論是數(shù)據(jù)采集設(shè)備還是主站系統(tǒng)都應(yīng)該是一個(gè)平臺(tái)化的系統(tǒng)。用戶和有關(guān)系統(tǒng)的集成商可以根據(jù)需求通過(guò)該平臺(tái)提供的工具化軟件靈活構(gòu)建各種規(guī)模，各種形式的自動(dòng)抄表系統(tǒng)，具有良好的系統(tǒng)伸縮性，這樣可以充分利用有限的資源實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值的最大化，并具有良好的發(fā)展性，以滿足用戶分階段實(shí)施和適應(yīng)未來(lái)擴(kuò)展的要求。

3.3. 完善的安全管理機(jī)制和計(jì)費(fèi)合法性認(rèn)證機(jī)制。

　　新一代的自動(dòng)抄表平臺(tái)應(yīng)建立基于安全管理中心的安全管理和認(rèn)證等相關(guān)機(jī)制。同時(shí)確保在任何情況下不會(huì)造成計(jì)量數(shù)據(jù)的人為丟失和更替。

3.4. 提供數(shù)據(jù)中心服務(wù)

　　3.4.1. 新一代的自動(dòng)抄表平臺(tái)主站應(yīng)能構(gòu)建綜合性的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，建立信息服務(wù)中心，向用戶提供各種形式的數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　3.4.2. 在完善的數(shù)據(jù)安全性機(jī)制保證下，數(shù)據(jù)服務(wù)中心可以保證以三公的原則向參與市場(chǎng)營(yíng)運(yùn)的各方用戶提供準(zhǔn)確、及時(shí)的市場(chǎng)化信息。

4. 新一代開放式自動(dòng)抄表系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

　　新一代的開放式系統(tǒng)主要由下面的幾個(gè)部分構(gòu)成：

4.1. 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理節(jié)點(diǎn)

　　4.1.1. 將原來(lái)的計(jì)量?jī)x表和自動(dòng)抄表裝置虛擬化，形成一系列數(shù)據(jù)采集處理節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)具有電能計(jì)量數(shù)據(jù)采集、處理、貯存和通訊的功能。

　　4.1.2. 根據(jù)系統(tǒng)的功能可形成不同類型的節(jié)點(diǎn)。通過(guò)不同類型的節(jié)點(diǎn)配置，可構(gòu)成不同形式的自動(dòng)化管理系統(tǒng)。

　　4.1.3. 數(shù)據(jù)采集處理節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集對(duì)象采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義，同時(shí)系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)可向用戶提供有關(guān)的工具，讓其進(jìn)行數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的配置、數(shù)據(jù)對(duì)象的設(shè)定。

4.2. 通信系統(tǒng)

　　4.2.1. 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理節(jié)點(diǎn)間可進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)交換，形成多層次的綜合系統(tǒng)。最外層的節(jié)點(diǎn)還可與后臺(tái)主站系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

　　4.2.2. 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理節(jié)點(diǎn)應(yīng)支持各種形式的數(shù)據(jù)通信鏈路。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況選用成本低、安全性強(qiáng)、發(fā)展性好的數(shù)據(jù)通信形式?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理節(jié)點(diǎn)亦應(yīng)留有與其它自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的接口。

　　4.2.3. 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理節(jié)點(diǎn)具有完善的安全性權(quán)限管理機(jī)制，可在保證數(shù)據(jù)采集和貯存的安全性、唯一性的基礎(chǔ)上，向需要采集數(shù)據(jù)的各方主站按公平、公正、公開的原則提供其權(quán)限范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集。

4.3. 主站系統(tǒng)平臺(tái)

　　主站系統(tǒng)平臺(tái)由數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、安全管理和計(jì)費(fèi)認(rèn)證系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)所組成。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)上應(yīng)立足于平臺(tái)化工具化，可以支持各種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)和規(guī)約，具有良好的伸縮性和構(gòu)建分布式系統(tǒng)的能力，具備與其它自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接口和集成的可定義的標(biāo)準(zhǔn)化接口。

4.3.1. 數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)

　　1） 數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)應(yīng)能支持大容量的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)根據(jù)電力市場(chǎng)交易系統(tǒng)的需求，建立支持部分節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集要求。數(shù)據(jù)采集對(duì)象及通訊規(guī)約應(yīng)遵循有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一定義，同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)提供有關(guān)工具軟件可由用戶自由選擇采集的內(nèi)容和對(duì)象。系統(tǒng)應(yīng)支持各種形式的通信鏈路。

　　2） 支持相關(guān)分布式的采集系統(tǒng)，可由用戶根據(jù)需求配置不同層次、不同數(shù)量的主站數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)。根據(jù)不同形式的系統(tǒng)要求，除數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)外，還可以配置遠(yuǎn)程管理、現(xiàn)場(chǎng)防竊電以及遠(yuǎn)程控制等遠(yuǎn)方管理節(jié)點(diǎn)。

4.3.2. 數(shù)據(jù)處理貯存系統(tǒng)

　　1） 支持各種流行的大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。為了提高系統(tǒng)的信息服務(wù)能力，采集和分析數(shù)據(jù)量較大的信息服務(wù)能力，采集和分析數(shù)據(jù)量較大的系統(tǒng)可以采用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，同時(shí)支持分布式的數(shù)據(jù)貯存，具有靈活工具構(gòu)建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典。

　　2） 可以根據(jù)數(shù)據(jù)處理的需求，定義不同類型數(shù)據(jù)的處理方式，數(shù)據(jù)計(jì)費(fèi)的時(shí)間安排以及結(jié)果的輸出方式，最大限度利用系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)資源和提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力。

4.3.3. 安全管理和計(jì)費(fèi)認(rèn)證系統(tǒng)

　　1） 提供基于管理中心的安全管理工具，建立系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)采集、修改、通訊、加密、貯存、導(dǎo)入和導(dǎo)出以及數(shù)據(jù)查詢綜合控制機(jī)制。

　　2） 具備數(shù)據(jù)過(guò)濾，分辨?zhèn)螖?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)校驗(yàn)等數(shù)據(jù)檢查機(jī)制。提供計(jì)量計(jì)費(fèi)合法性的校驗(yàn)和認(rèn)證機(jī)制。

4.3.4. 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

　　1） 提供各種數(shù)據(jù)分析的工具，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、切片、挖掘、鉆取和數(shù)量統(tǒng)計(jì)等等。可以由用戶輸入相關(guān)條件或數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)、預(yù)警。

　　2） 提供各種專家系統(tǒng)模塊、構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)，如線損管理等。

4.3.5. 信息發(fā)布系統(tǒng)

　　1） 具有完善的權(quán)限管理工具。可以向不同層次的用戶發(fā)布其管理權(quán)限范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，同時(shí)亦允許不同層次用戶查詢其管理權(quán)限內(nèi)的數(shù)據(jù)。具有多種信息發(fā)布的工具和形式，如Web、Internet等。

　　2） 信息發(fā)布系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)應(yīng)具有良好的伸縮，可以滿足大量用戶查詢或?qū)崟r(shí)查詢等不同的要求。

5. 構(gòu)建開放式自動(dòng)抄表系統(tǒng)的基礎(chǔ)和采取的技術(shù)手段

5.1. 制訂統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和通訊標(biāo)準(zhǔn)

　　通過(guò)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，統(tǒng)一自動(dòng)抄表系統(tǒng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)對(duì)象的定義的通訊規(guī)約，以利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的互聯(lián)、互換。

5.2. 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用

　　目前嵌入式系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。這些嵌入式系統(tǒng)除具備快速的數(shù)據(jù)采集能力，大容量的數(shù)據(jù)貯存處，還可以支持各種形式的網(wǎng)絡(luò)通道，將其應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理節(jié)點(diǎn)，可以使系統(tǒng)平臺(tái)更具開放性和伸縮性。

5.3. 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)

　　無(wú)論前端的數(shù)據(jù)采集軟件還是主站平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)，均應(yīng)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，通過(guò)建立數(shù)據(jù)對(duì)象的公共對(duì)象模型（CIM），及采用面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)手段，使軟件平臺(tái)具有良好的開放性和可擴(kuò)展性。

5.4. 平臺(tái)工具軟件的研發(fā)和集成

　　系統(tǒng)的軟件平臺(tái)盡可能設(shè)計(jì)成工具化的軟件，同時(shí)亦可集成很多第三方系統(tǒng)（如商業(yè)智能）的分析工具，使系統(tǒng)平臺(tái)具有強(qiáng)大的功能，良好的伸縮性，廣闊的發(fā)展性。

6. 結(jié)束語(yǔ)

　　文章根據(jù)未來(lái)電力市場(chǎng)的發(fā)展和電力企業(yè)體制改革的要求，提出構(gòu)建新一代開放式自動(dòng)抄表平臺(tái)的設(shè)想，并對(duì)平臺(tái)系統(tǒng)所具備的主要特征，基本結(jié)構(gòu)和所采取的技術(shù)手段進(jìn)行了探討?？梢灶A(yù)見，該系統(tǒng)平臺(tái)的誕生，對(duì)推動(dòng)AMR技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用具有非常重要的意義。