1、智能水表解決供水企業(yè)面臨的痛點
長期以來,供水行業(yè)再運營管理中存在許多痛點,如漏損問題、貿易結算問題、運營人工成本等。2015年603個建制市供水企業(yè)平均產(chǎn)銷差率20.72%。產(chǎn)銷差主要來自于物理漏損、表觀漏損以及免費和非法用水。貿易結算上存在水表故障和人工抄錄數(shù)據(jù)錯誤等情況。人工抄表上,存在人工成本上升和人工抄錄周期長等問題。因此,越來越多的供水企業(yè)開始使用智能水表。采用智能水表后,除了智能抄表外,管網(wǎng)監(jiān)控、水泵站監(jiān)控、分區(qū)管理DMA、水質檢測、大數(shù)據(jù)分析等高級應用也可在供水公司行業(yè)推廣。
供水企業(yè)面臨痛點
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智能水表業(yè)務應用
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智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國智能水表產(chǎn)業(yè)運營現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略研究報告》數(shù)據(jù)顯示:目前我國存量計量表主要以普通機械式計量表為主,其次是IC卡智能表,雖然IC卡智能表一定程度上解決了抄表難的問題,但已無法滿足當今時代對信息化建設和數(shù)字化運營的需求,物聯(lián)網(wǎng)智能表集計量與數(shù)據(jù)采集功能于一體,實現(xiàn)了企業(yè)、設備、人的信息暢通,更好地服務于公用事業(yè)企業(yè)經(jīng)營的需求,近幾年,物聯(lián)網(wǎng)智能表發(fā)展迅猛,未來,物聯(lián)網(wǎng)智能表將逐步替代IC卡智能表及傳統(tǒng)的機械表。
2、智能水表處在滲透率快速提升階段,帶動行業(yè)規(guī)模增大
智能水表行業(yè)進入加速上升期,智能水表產(chǎn)銷量復合增速21%左右,明顯快于機械水表。城鎮(zhèn)化建設提升了水表總體需求并提高了水表智能化比例,智慧城市建設和階梯水價政策加速推動了智能水表替換機械水表。2016年我國智能水表產(chǎn)銷量分別為1925萬臺、1907萬臺,銷售量同比增長18.83%,實現(xiàn)銷售額約為43.1億元,同比增長約為17.76%?;仡?010年至2016年,國內水表產(chǎn)量年均增長9.3%,其中普通水表年均增長7.3%,智能水表年均增長21.1%;國內水表市場需求量年均增長9.8%,其中普通水表年均增長6.9%,智能水表年均增長21.5%。
從銷量滲透率來看,滲透率已從2010年的10.7%提升至2016年的20.7%,2020目標超過40%,預計2019年我國智能水表需求量將超過3000萬臺,以單臺200-250元的價格測算,僅智能水表市場空間達到60-70億元,并且有望保持每年20%左右增速增長,滲透率仍將繼續(xù)提升。根據(jù)中國計量協(xié)會水表工作委員會在制定“水表行業(yè)十三五發(fā)展規(guī)劃綱要”時設定的目標,到2020年末智能水表的行業(yè)滲透率應達到40%以上。
我國水表市場規(guī)模分析預測情況(單位:億元)
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3、智能水表解決行業(yè)痛點,產(chǎn)品升級大勢所趨
智能水表相對于人工抄表而言成本低、數(shù)據(jù)更準確、信息上報及時。智能水表可實現(xiàn)遠程抄讀和實時抄讀,數(shù)據(jù)客觀、準確,既可實時讀取、實時監(jiān)控表具的運行狀況,又可加載水質、水壓等監(jiān)測數(shù)據(jù),方便水務公司進行數(shù)據(jù)分析和加強用水管理,還可以提供智能收費等管理和服務,解決了機械水表人工抄讀效率低、抄錄數(shù)據(jù)誤差大、自來水公司長期墊資運營等狀況。
以抄錄數(shù)據(jù)誤差為例,每年可為水務公司減少損失百億元。目前,由于漏水、計量精度低以及管理上的漏洞,國內水務公司的產(chǎn)銷差損失比較大,而如果在主要節(jié)點上安裝智能水表,就可以很大程度上節(jié)約水資源,降低產(chǎn)銷差。按照2018年國家統(tǒng)計局公布的全國水的生產(chǎn)和供應業(yè)營業(yè)收入2658億元計算,假設經(jīng)過智能水表改造可降低5%左右的產(chǎn)銷差率,則可以每年為水務公司減少133億的誤差損失。此外,現(xiàn)階段我國智能水表總體智能化水平不高,主要以低端的IC卡水表為主,無線遠傳智能水表僅占整個智能水表市場的不到20%。隨著智能水表滲透率逐步提高以及水務需求的提升,無線遠傳水表所占比重也將逐步提高,進一步減少人工抄讀帶來的人工費用和抄錄延時。
水的生產(chǎn)和供應業(yè)營業(yè)收入及增速
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政策層面,國家目前大力推行節(jié)水政策,工業(yè)用水計量、農業(yè)用水計量、企事業(yè)單位用水計量都會被納入節(jié)水與科學用水管理范圍。一方面,隨著國家“兩化融合”的政策推動,智慧城市項下智慧水務及智能水表技術逐漸成熟,存在自上而下的推動力;另一方面,2019年國家出臺的《國家節(jié)水行動方案》加強節(jié)水控制和推進精細化用水計量工作,明確了到2020年,全國公共供水管網(wǎng)漏損率要控制在10%以內的主要目標,。隨著管網(wǎng)漏損考核的日趨嚴格,水司的管理要求也在不斷提高,同時對水表六年一更換的執(zhí)行力度也不斷加強。水司面臨較大的考核壓力,持續(xù)加大改進力度以提升管控水平。未來水表企業(yè)服務的對象雖然仍是水務公司,但服務內容將有所變化,逐漸向智慧水務領域拓展,屆時提供的水務系統(tǒng),附加值將會更大。
復盤行業(yè)發(fā)展歷程,推動較大的政策還包括“一戶一表”政策。2013年發(fā)改委、住建部在2013年12月發(fā)布《關于加快建立完善城鎮(zhèn)居民用水階梯價格制度的指導意見》,要求充分發(fā)揮階梯價格機制的調節(jié)作用,促進節(jié)約用水,提高水資源利用效率。意見中強調推進“一戶一表”改造是實行階梯水價制度的重要基礎。“一戶一表”政策的實施,使得中國在短時期內形成了全球最大的獨立水表市場。政策實施初,全國共有家庭戶4.3億戶,而當時我國城市、縣城和鎮(zhèn)的用水普及率分別為97.6%、88.1%和81.7%,另外據(jù)水利部數(shù)據(jù)農村自來水普及率為76%。如果按照自來水供應實行“一戶一表”制度,國內家庭水表保有量將不低于3.3億只,對當時的水表行業(yè)形成了較為明顯的拉動作用。
推動水表行業(yè)發(fā)展的重要政策
推動水表行業(yè)發(fā)展的重要政策 | |||
政策 | 部門 | 時間 | 說明 |
《關于加快建立完善城鎮(zhèn)居民用水階梯價格制度的指導意見》 | 發(fā)改委、住建部 | 2013.12 | 加快建立完善居民階梯水價制度,要以保障居民基本生活用水需求為前提,以改革居民用水計價方式為抓手,通過健全制度、落實責任、加大投入、完善保障等措施,充分發(fā)揮階梯價格機制的調節(jié)作用,促進節(jié)約用水,提高水資源利用效率。實行階梯水價后增加的收入,應用于供水企業(yè)實施戶表改造、彌補供水成本上漲和保持第一級水價相對穩(wěn)定等。推進"一戶一表"改造是實行階梯水價制度的重要基礎。國家對戶表改造資金實行支持政策,各地列入全國城鎮(zhèn)供水設施改造與建設十二五規(guī)劃的管網(wǎng)改造項目,可將戶表改造工作納入項目建設內容;地方也要加大力度,通過增加財政投入、發(fā)行企業(yè)債券等多渠道籌集資金,限期完成"一戶一表"改造。 |
《水污染防治行動計劃》 | 國務院 | 2015.04 | 禁止生產(chǎn)、銷售不符合節(jié)水標準的產(chǎn)品、設備。公共建筑必須采用節(jié)水器具,限期淘汰公共建筑中不符合節(jié)水標準的水嘴、便器水箱等生活用水器具。鼓勵居民家庭選用節(jié)水器具。對使用超過50年和材質落后的供水管網(wǎng)進行更新改造,到2017年,全國公共供水管網(wǎng)漏損率控制在12%以內;到2020年,控制在10%以內。 |
《全國農村經(jīng)濟發(fā)展"十三五"規(guī)劃》 | 發(fā)改委 | 2016.1 | 實施農村飲水安全鞏固提升工程,綜合采取改造、配套、升級、聯(lián)網(wǎng)等方式,進一步提高城鎮(zhèn)供水設施覆蓋行政村比率、農村集中供水率、自來水普及率、供水保證率、水質達標率,加強農村飲用水水源保護和水質檢測能力建設。 |
《信息化和工業(yè)化融合發(fā)展規(guī)劃(2016-2020)》 | 工信部 | 2016.1 | 加快網(wǎng)絡、控制系統(tǒng)、管理軟件和數(shù)據(jù)平臺的縱向集成,促進研發(fā)設計、智能裝備、生產(chǎn)制造、檢驗驗證、經(jīng)營管理、市場營銷等環(huán)節(jié)的無縫銜接和綜合集成,實現(xiàn)全流程信息共享和業(yè)務協(xié)同。推動企業(yè)間研發(fā)設計、客戶關系管理、供應鏈管理和營銷服務等系統(tǒng)的橫向集成,推進協(xié)同制造平臺建設,提升產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)間設計、制造、商務和資源協(xié)同能力。 |
《"十三五"國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》 | 國務院 | 2016.12 | 深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展,推動"中國制造+互聯(lián)網(wǎng)"取得實質性突破,發(fā)展面向制造業(yè)的信息技術服務,構筑核心工業(yè)軟硬件、工業(yè)云、智能服務平臺等制造新基礎,大力推廣智能制造、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸等新業(yè)態(tài)、新模式。拓展生活及公共服務領域的"互聯(lián)網(wǎng)+"應用。拓展新型智慧城市應用,推動基于互聯(lián)網(wǎng)的公共服務模式創(chuàng)新。 |
我國水表行業(yè)"十三五"發(fā)展規(guī)劃綱要 | 中國計量協(xié)會水表工作委員會 | 2016.02 | 加強高性能超聲水表、電磁水表、射流水表等產(chǎn)品的設計、工藝、裝備、測量技術與可靠性試驗方法的研究和開發(fā)。加大基礎研究與技術攻關力度,保證智能水表2.0產(chǎn)品的性能指標和長期工作穩(wěn)定性與可靠性,滿足用戶使用的要求。開展智能水表無線通信及網(wǎng)絡接入技術的應用和研發(fā),應重點關注并做好以下幾方面的工作:①自組無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線廣域網(wǎng)(如LoRa技術)和無線蜂窩網(wǎng)(如NB-IoT技術)等互聯(lián)網(wǎng)接入技術的應用與研發(fā):②開展數(shù)據(jù)傳輸過程中,低功耗、可靠性、安全性等方面的研究。開展"互聯(lián)網(wǎng)智能水表"技術的綜合應用和研究。有條件企業(yè)可以規(guī)劃以智能終端(水表與相關傳感器)大數(shù)據(jù)、云計算、無線數(shù)據(jù)遠傳、管網(wǎng)測控理論等技術為特征的"智能水表管網(wǎng)測控與信息化互聯(lián)網(wǎng)應用"的研究,選好試點工程。提高高性能葉輪式機械水表性能。 |
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4、我國智能水表通信接入基本確立走NB-IoT技術路線
智能水表是實現(xiàn)智慧水務、智慧城市的硬件基礎。2018年排名前五的物聯(lián)網(wǎng)應用領域分別是智慧城市(23%)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(17%)、智能樓宇(12%)、車聯(lián)網(wǎng)(11%)以及智慧能源(10%)。智慧城市的范疇通常包括智慧交通、智慧水務、智慧燃氣、智慧環(huán)衛(wèi)、智慧停車、智能樓宇、智慧照明等。2018年中國智慧城市相關投資將達到208億美元,并在2016-2021年保持19.3%的復合增長。到2021年,中國智慧城市市場規(guī)模有望達到346億美元。
2018Top物聯(lián)網(wǎng)項目排名
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物聯(lián)網(wǎng)接入技術包括LPWAN(NB-IoT、eMTC、LoRa、Sigfox等)、藍牙、Zigbee、Wifi、2G/3G/4G/5G這幾大類。不同接入技術之間在通信速度和覆蓋范圍方面有顯著差異。在近距離的物聯(lián)網(wǎng)通信中,主要應用藍牙、Wifi、NFC、Zigbee、ETC等近場通信技術;在廣域網(wǎng)領域,高速率的業(yè)務采用3G/4G/5G(eMBB)等,低速率的業(yè)務通過LPWA技術來降低成本和延長續(xù)航時間。
不同無線物聯(lián)網(wǎng)接入技術對比
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可以說,LPWAN是一種適合物聯(lián)網(wǎng)中遠距離通信和低功耗需求的通信技術。LPWAN技術可分為兩類:一是授權頻段的廣域網(wǎng)技術,以3GPP定義的NB-IoT、eMTC等為代表;另一類是非授權頻段的廣域網(wǎng)技術,包括LoRa、Sigfox、PRMA等技術。不同的LPWAN技術在其部署方式,產(chǎn)業(yè)鏈成熟程度,主導商等方面各有不同。
1)NB-IoT(NarrowBandInternetofThings,窄帶物聯(lián)網(wǎng))具備低功耗、廣覆蓋、大連接等LPWAN的全部特征,最重要的是擁有授權頻段,在穩(wěn)定性上獨領風騷。
2)LoRa具備功耗低、傳輸距離廣、信號穿透性強、靈敏度高等特點,總體來說與NB-IoT差異不明顯。
3)Sigfox采用超窄帶通信,每個數(shù)據(jù)流只容納12個bit;并因此獲得更廣的覆蓋范圍和更低功耗,適合對成本要求較高的低數(shù)據(jù)量應用。
4)eMTC的上下行速率可以達到1Mbit/s,對具有移動性、中速率的應用場景比較適合,時延在100ms級,具體的應用場景主要在智能手表、語音等一些應用需求上。
相比同為LPWAN技術的LoRa,NB-loT在政策層面明顯得到更大支持。2017年6月,工業(yè)和信息化部辦公廳發(fā)布《關于全面推進移動物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設發(fā)展的通知》,通知指出“加快推進網(wǎng)絡部署,構建NB-IoT網(wǎng)絡基礎設施。基礎電信企業(yè)要加大NB-IoT網(wǎng)絡部署力度,提供良好的網(wǎng)絡覆蓋和服務質量,全面增強NB-IoT接入支撐能力。到2017年末,實現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡覆蓋直轄市、省會城市等主要城市,基站規(guī)模達到40萬個。到2020年,NB-IoT網(wǎng)絡實現(xiàn)全國普遍覆蓋,面向室內、交通路網(wǎng)、地下管網(wǎng)等應用場景實現(xiàn)深度覆蓋,基站規(guī)模達到150萬個。”、“推廣NB-IoT在公共服務領域的應用,推進智慧城市建設。以水、電、氣表智能計量、公共停車管理、環(huán)保監(jiān)測等領域為切入點,結合智慧城市建設,加快發(fā)展NB-IoT在城市公共服務和公共管理中的應用,助力公共服務能力不斷提升。
LPWAN接入技術對比
LPWAN接入技術對比 | |||
- | NB-IoT | LoRa | Sigfox |
信道帶寬 | 200kHz | 7.8-500kHz | 100Hz |
峰值速率 | <200kbit/s | 幾百kbit/s | 600bit/s |
覆蓋MCL | 164dB(+20dB) | 157dB(+13dB) | 146dB |
網(wǎng)絡部署 | 與現(xiàn)有蜂窩基站復用 | 獨立建網(wǎng) | 獨立建網(wǎng) |
最大節(jié)點數(shù) | 50k+ | 200-300k | 百萬 |
移動性 | 低速或靜止 | 低速或靜止 | 低速或靜止 |
電池壽命 | >10年 | >10年 | 20年 |
模組成本 | 4-5美元 | 2美元 | 1美元 |
頻譜安全性 | 授權頻段GUL牌照波段,有基于成熟的核心網(wǎng)認證鑒權機制,安全性高 | 無牌照波段,用戶認證鑒權由應用層完成,安全性低 | |
適用業(yè)務類型 | 低速、低時延特征業(yè)務 | 低速、低時延、安全性要求不高的特征業(yè)務 |
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智能水表無線通信技術目前主要采用的也是LoRa技術與NB-IoT技術。由于LoRa技術為美國公司的私有標準技術,需要自行組網(wǎng)、技術升級和日常管理,長期維護成本相對較高,且在某種程度上存在有不可控的因素與風險;NB-IoT技術是國際3GPP標準,也是目前國內相關部門的主推的物聯(lián)網(wǎng)無線接入技術,具有諸多優(yōu)良特性,包括支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接等,并有專業(yè)運營商進行組網(wǎng)與管理,非常適合水表等表計自動抄表系統(tǒng)的應用。2019年又被作為超廣連接候選標準列入5G標準系列,可以認為是一個“改良版”的LTE網(wǎng)絡。
NB-IoT技術的應用優(yōu)勢
NB-IoT技術的應用優(yōu)勢 | |
優(yōu)勢 | 說明 |
廣/深覆蓋 | 廣覆蓋能最大化物聯(lián)網(wǎng)價值,把原來難以聯(lián)網(wǎng)的偏遠位置物品也進行連接,獲取最多的信息。通過增強上行功率譜密度17dB,重傳次數(shù)(2-16次)和編碼增益3-4dB,達到比GPRS覆蓋增強20dB+,相當于提升了100倍區(qū)域覆蓋能力。 |
低功耗 | 人類的手機、電腦,每天充電尚可接受。物聯(lián)網(wǎng)應用中有大量的物體,經(jīng)常性地更換電池或充電是不切實際的,因此低功耗地完成既定任務是物聯(lián)網(wǎng)的根本要求。NB-IoT通過eDRX(ExtendedDiscontinuousReception,不連續(xù)接收)和PSM(PowerSavingMode,省電模式)設計可達到長達十年的電池壽命。 |
低成本 | 經(jīng)濟性毫無疑問極其重要,只有當物體通信的收益大于成本時物體聯(lián)網(wǎng)才有意義。NB-IoT通過簡化射頻硬件(采用單天線和FDD半雙工模式)、簡化協(xié)議和減小基帶復雜度從而降低模組成本。目前模塊成本小于5美元,2020年目標2-3美元。 |
大連接 | NB-IoT通過高效頻譜、小包數(shù)據(jù)和極低的終端激活比,可在一個扇區(qū)支持5萬個連接,比現(xiàn)有無線技術提供50-100倍的接入數(shù)。 |
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NB-IoT技術在國內接受度高,需求呈爆發(fā)趨勢。從市場接受度來看,目前采用LoRa技術的智能水表總體數(shù)量趨于平穩(wěn),但所占比例不高,主要用在無線蜂窩網(wǎng)絡信號覆蓋不好等區(qū)域。2019年采用NB-IoT技術的智能水表總體數(shù)量呈爆發(fā)式增長態(tài)勢,可以預計NB-IoT技術將成為未來智能水表自動抄表技術的主流網(wǎng)絡接入技術。


2025-2031年中國智能水表市場全景調查及發(fā)展前景預測報告
《2025-2031年中國智能水表市場全景調查及發(fā)展前景預測報告》共十二章,包含2025-2031年智能水表行業(yè)前景及趨勢預測,2025-2031年智能水表行業(yè)投資機會與風險防范,智能水表行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究等內容。



