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河北興旭生物科技有限公司 ¥ 3000 【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】關(guān)于NB-IoT的終端接入量，截至2020年2月底，國內(nèi)三大運(yùn)營商N(yùn)B-IoT連接數(shù)突破1億。從運(yùn)營商分布看，中國電信、中國移動(dòng)的NB-IoT連接數(shù)各自實(shí)現(xiàn)4000多萬，中國聯(lián)通達(dá)到1000萬。
在這上億的連接量中，智能表計(jì)約有70%的接入終端為表計(jì)終端。
智能表計(jì)作為NB-IoT拓展時(shí)間早、接入體量大的細(xì)分領(lǐng)域，我們必然也會(huì)產(chǎn)生很多疑問，比如：
NB-IoT在表計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀如何？
為什么偏偏是在表計(jì)領(lǐng)域取得如此快的發(fā)展？
表計(jì)智能化升級(jí)改造過程中遇到哪些問題與挑戰(zhàn)？
如何更好地進(jìn)行改造？
智能化升級(jí)改造的價(jià)值在哪、進(jìn)展及效果如何？
新的政策方向給NB-IoT在表計(jì)應(yīng)用帶來了哪些影響？
…….
在經(jīng)過與多位表計(jì)領(lǐng)域的專業(yè)人士深入訪談之后，我們將所得以文章的形式輸出，本文試圖對(duì)以上的問題一一作出解答，現(xiàn)將成果分享出來以饗讀者。
1、現(xiàn)狀：水氣表智能化程度不足30%，NB-IoT智能表計(jì)占比不大
所謂的表計(jì)實(shí)際上包含了電表、水表、燃?xì)獗?/a>和熱表。然而，通常情況下，當(dāng)我們?cè)谡勚悄鼙碛?jì)的時(shí)候，熱表又經(jīng)常因其區(qū)域性的原因鮮少被提及。因此，我們簡單了解下前三類表計(jì)終端的智能化情況：
在三表中，電能表早進(jìn)行智能化改造，從2005年開始發(fā)展至今已有十幾年的歷史。它也是智能化程度高的細(xì)分領(lǐng)域，目前95%的電表已實(shí)現(xiàn)智能化抄表。
在電能表智能化改造過程中，遠(yuǎn)程抄表主要采用基于公網(wǎng)的無線通信技術(shù)包括2G、4G等。從表計(jì)終端到集中器環(huán)節(jié)主要采用PLC，目前還有少量應(yīng)用到小無線通信技術(shù)，如 SRD、ZigBee、WiFi和藍(lán)牙等。
由于電能表對(duì)功耗要求不高，所以在電能表行業(yè)需求沒有像水/氣表強(qiáng)烈NB-IoT技術(shù)在電表行業(yè)主要應(yīng)用于非國網(wǎng)統(tǒng)招的分戶表、鐵塔電表等應(yīng)用場景。總體數(shù)量也不在少數(shù)，且處于快速增長中。
因電能表行業(yè)的特殊性，當(dāng)我們說NB-IoT表計(jì)相關(guān)的內(nèi)容時(shí)，我們主要說的是其在水表及燃?xì)獗淼膽?yīng)用情況，下文如無特別指出，即指的是水表及燃?xì)獗淼那闆r。
水表與燃?xì)獗?/strong>
相比電表，水表與燃?xì)獗淼闹悄芑烽_始得較晚，起初主要采用的是M-bus有線、2G甚至LoRa等技術(shù)。直到三四年前，NB-IoT制定標(biāo)準(zhǔn)且網(wǎng)絡(luò)完成部署之后，NB-IoT才正式加入其中。
據(jù)了解，水表、燃?xì)獗淼闹悄芑潭榷疾蛔?0%(該數(shù)據(jù)主要是通過表計(jì)終端企業(yè)的出貨量計(jì)算所得)，且水表的智能化程度要低于燃?xì)獗?/strong>。
但在這兩個(gè)細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域里，NB-IoT及LoRa無疑是當(dāng)下呼聲高的兩種通信技術(shù)，這也很容易造成一種錯(cuò)覺：如今的智能表計(jì)都是采用NB-IoT及LoRa這兩種技術(shù)嗎？30%的智能表計(jì)都是NB-IoT或LoRa終端么？其實(shí)不然。事實(shí)上，在這30%的智能表計(jì)終端中，還包括了IC卡表、藍(lán)牙表等，而目前NB-IoT及LoRa表計(jì)終端占比介于5-8%之間。
值得一提的是，在水表市場中并非完全舍棄有線通信方式，實(shí)際上對(duì)于有線通信的需求仍然不低，在新樓盤建設(shè)中仍然會(huì)預(yù)留有線通信方式的入口。
2、原因：剛好表計(jì)智能化改造需求強(qiáng)勁，也剛好NB-IoT技術(shù)發(fā)展成熟
“表計(jì)智能化改造需求的強(qiáng)勁與NB-IoT技術(shù)本身發(fā)展相對(duì)成熟，兩者的碰撞所帶來的化學(xué)反應(yīng)使得NB-IoT在表計(jì)領(lǐng)域得到了快速發(fā)展，這是兩個(gè)行業(yè)融合的好效果。”匯中股份副總裁馮大鵬對(duì)物聯(lián)傳媒記者表示。
確實(shí)，近兩年，NB-IoT在表計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展速度，我們有目共睹。在2019年增加的智能表計(jì)終端中，主要以NB-IoT終端為主，數(shù)量就達(dá)到了4000萬只。
從市場規(guī)模的角度來看，目前水表保有量超過3億只，燃?xì)獗肀Ｓ辛恳惨殉^1.5億，而整個(gè)表計(jì)市場容量預(yù)計(jì)有5-7億只。而與之形成鮮明對(duì)比的是，目前NB-IoT表計(jì)終端的占比仍然較低。此外，表計(jì)的存量市場仍然是一個(gè)不可忽視的存在，按照表計(jì)終端6-10年的壽命計(jì)算，未來每年還會(huì)產(chǎn)生6千萬的替換需求。這也意味著表計(jì)智能化需求是長期存在且體量巨大的市場。
智恒科技智能硬件產(chǎn)品總監(jiān)雷睿表示：“農(nóng)村供水、舊城改造、城市節(jié)水項(xiàng)目、智慧水務(wù)應(yīng)用建設(shè)、產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能自身的發(fā)展都在加速催生智能表計(jì)的需求、推動(dòng)表計(jì)的增長。一旦計(jì)量功能以外的應(yīng)用需求被激活，必將產(chǎn)生更大的需求市場，因此也并不會(huì)出現(xiàn)空窗期。”
再深入去看增量市場及存量市場現(xiàn)狀，國內(nèi)目前呈現(xiàn)的情況是前者相對(duì)穩(wěn)定于后者，這也反映出了我國表計(jì)行業(yè)智能化的成熟度有待提高。
再說說NB-IoT的技術(shù)本身，其發(fā)展速度之快也是的，從2017年下半年開始有少量應(yīng)用開始算起，至今不過短短兩三年的時(shí)間，卻走過了其他同類技術(shù)可能需要花十來年走的路。截至2019年年底，我國已建成NB-IoT基站超過70萬個(gè)，實(shí)現(xiàn)全國主要城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上區(qū)域連續(xù)覆蓋。同時(shí)，根據(jù)規(guī)劃，未來NB-IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將以需求為導(dǎo)向，而不會(huì)進(jìn)行大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，可以預(yù)計(jì)短期內(nèi)NB-IoT基站規(guī)模不會(huì)出現(xiàn)大幅上升，但在支撐重點(diǎn)項(xiàng)目、重點(diǎn)應(yīng)用中將會(huì)保障性更強(qiáng)。
總而言之，發(fā)展到如今，NB-IoT技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，在各個(gè)領(lǐng)域也積累了不少成熟的應(yīng)用案例。
所以說，不是NB-IoT技術(shù)的發(fā)展主動(dòng)掀起這場智能化改造，也不是表計(jì)的智能化改造的浪潮催生出其對(duì)NB-IoT的需求，而是兩個(gè)行業(yè)的發(fā)展剛好融合在一起，從而產(chǎn)生了強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。如果早幾年國家大力推廣表計(jì)的升級(jí)改造，又或者NB-IoT技術(shù)發(fā)展速度略微慢一點(diǎn)，那么應(yīng)該就會(huì)是另外一種局面。
3、NB-IoT脫穎而出，問題與挑戰(zhàn)接踵而來
從前文的介紹中也可以看出，在表計(jì)領(lǐng)域(水表與燃?xì)獗?應(yīng)用到不少通信技術(shù)，主要應(yīng)用到技術(shù)包括2G、NB-IoT、LoRa、藍(lán)牙、M-BUS有線等。而在這眾多的技術(shù)中，NB-IoT能夠脫穎而出的原因或許在于：
政策方面，受到政策、運(yùn)營商等大力支持；
市場方面，經(jīng)過前幾年的發(fā)展已經(jīng)積累的足夠的客戶群、足夠的經(jīng)驗(yàn)、硬件及運(yùn)維成本都在走低，且客戶的接受程度一直在提升；
技術(shù)方面，新NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)在頻譜效率、耗流和網(wǎng)絡(luò)覆蓋上已優(yōu)于2G;
運(yùn)營方面，全國性覆蓋網(wǎng)絡(luò)、可靠性穩(wěn)定性高、企業(yè)節(jié)約人力抄表成本。
然而，雖然NB-IoT在短短幾年之內(nèi)走過了其他通信技術(shù)走了十來年的路程，但在前進(jìn)的路上仍然面臨著一些問題和挑戰(zhàn)：
首先，是網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題。這是目前面臨著的大問題，而其解決辦法有二：其一，增加基站部署，在弱信號(hào)點(diǎn)增加皮基站、微基站進(jìn)行補(bǔ)盲，經(jīng)過前幾年的網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)之后，未來NB-IoT基站將會(huì)實(shí)行按需部署的方式；其二，NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)演進(jìn)，性能提升，不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，提高基站部署密度、調(diào)整天線的角度和功率等優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的措施。
其次，終端密度達(dá)到一定程度之后對(duì)網(wǎng)絡(luò)端形成較大的壓力。這一點(diǎn)可從抄表機(jī)制的管理上著手，讓有限的信號(hào)達(dá)到高的效率與平臺(tái)有比較大的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)有效傳輸。另外，隨著2G退網(wǎng)和NB-IoT小區(qū)用戶數(shù)的增長，運(yùn)營商會(huì)增加小區(qū)載頻。
當(dāng)然了，NB-IoT是否能夠長期發(fā)展是困擾企業(yè)的因素之一，也是NB-IoT發(fā)展過程中的一大障礙。尤其水力作為一個(gè)微利/保本行業(yè)，升級(jí)改造需要巨大的成本投入，因此也造成客戶對(duì)于改造的效果有很強(qiáng)的擔(dān)憂，擔(dān)心遇到技術(shù)更迭以及出現(xiàn)問題。
但是，事實(shí)上，根據(jù)中國物聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展的相關(guān)規(guī)劃來看，目前并沒有能夠替代NB-IoT技術(shù)的相關(guān)規(guī)劃，當(dāng)前NB-IoT已經(jīng)成為5G物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，NB-IoT作為5G的一個(gè)分支，從這點(diǎn)出發(fā)，NB-IoT將會(huì)是一個(gè)長期應(yīng)用的抄表技術(shù)。而前不久工信部辦公廳發(fā)布的《關(guān)于深入推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》，進(jìn)一步證明了這一觀點(diǎn)，這表明了未來將形成4G/5G/NB-IoT等網(wǎng)絡(luò)共同發(fā)展的格局，這在一定程度上幫助消除了企業(yè)的顧慮。
4、無論多少問題、挑戰(zhàn)與顧慮，歸根結(jié)底無非是如何提高抄表效率
對(duì)于智能表計(jì)的客戶來說，一個(gè)表計(jì)終端中采用的是NB-IoT，還是LoRa，或者是2G等技術(shù)，這一點(diǎn)并不重要，客戶真正在意的是應(yīng)用這些技術(shù)之后，數(shù)據(jù)能否抄上來、抄表成功率如何、在解決收費(fèi)問題上能提供怎樣的幫助，其次才是成本以及數(shù)據(jù)附加價(jià)值的問題，比如能否利用數(shù)據(jù)進(jìn)行管網(wǎng)監(jiān)控及水的調(diào)度。
就抄表效率而言，目前NB-IoT的抄表效率已經(jīng)達(dá)到98%以上，而當(dāng)重傳機(jī)制也發(fā)揮效用的時(shí)候，成功率基本能夠達(dá)到100%。
正如移柯通信副總經(jīng)理潘峰所說，表計(jì)的智能化并不僅僅在于終端實(shí)現(xiàn)智能化，而是整個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)都要實(shí)現(xiàn)智能化。
同樣的，保證NB-IoT在競爭中保持良好的競爭力，提高抄表效率是重中之重，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)也需要全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的企業(yè)共同努力，在與移芯通信副總裁楊月啟及金卡智能市場部總經(jīng)理肖靜溝通中，我們總結(jié)出了以下幾點(diǎn)：
芯片廠商：首先，芯片性能的提升是一個(gè)長期的追求，芯片廠商還需從降低功耗、延長待機(jī)時(shí)間、提升通信性能(比如接收靈敏度)、增強(qiáng)信號(hào)穿透力等方向上不斷努力；其次，成本的進(jìn)一步降低也將同樣重要。
模組廠商：在通信芯片持續(xù)改進(jìn)的基礎(chǔ)上，持續(xù)做產(chǎn)品迭代，不斷提高模組穩(wěn)定性，保證模組的功耗下降、靈敏度提升、弱信號(hào)下通信能力增強(qiáng)、成本降低等。
運(yùn)營商：網(wǎng)絡(luò)不斷迭代、優(yōu)化，無論是室內(nèi)的還是室外的；提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，實(shí)現(xiàn)更深的網(wǎng)絡(luò)覆蓋；增加小區(qū)頻點(diǎn)，提高接入用戶數(shù)。
終端廠商：根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱選擇不同制式的表計(jì)終端部署，在沒有NB-IoT網(wǎng)絡(luò)覆蓋的少數(shù)信號(hào)盲區(qū)下，可以選擇與其他技術(shù)結(jié)合應(yīng)用；同時(shí)充分應(yīng)用NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，對(duì)所有終端數(shù)據(jù)上報(bào)的時(shí)間進(jìn)行錯(cuò)峰設(shè)計(jì)，結(jié)合終端的重傳機(jī)制，可以充分保障所有終端的抄收率；另外持續(xù)加大研發(fā)在數(shù)據(jù)分析上的投入，如通過算法分析在壓縮終端上報(bào)頻次的同時(shí)，不會(huì)減少展示有效數(shù)據(jù)和信息的數(shù)量與質(zhì)量。
總而言之，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用很核心的一個(gè)環(huán)節(jié)就是聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)設(shè)備數(shù)據(jù)上傳失敗時(shí)很多的原因都是沒有信號(hào)或者網(wǎng)絡(luò)擁塞。而這些客觀的問題終還是要通過和運(yùn)營商密切溝通來解決。當(dāng)遇到信號(hào)覆蓋問題時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈上的模組廠商、應(yīng)用廠商與運(yùn)營商之間需要更多的協(xié)調(diào)、更多的互動(dòng)、更緊密的結(jié)合，以便客戶更愿意使用新技術(shù)產(chǎn)品，正向推動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，形成良性循環(huán)。
5、肉眼可見的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，顯而易見的“絆腳石”，數(shù)據(jù)歸屬問題或成大的攔路虎
在分析NB-IoT表計(jì)帶來的好處及經(jīng)濟(jì)價(jià)值之前，我們不妨先來看看疫情期間一個(gè)真實(shí)的案例：
疫情期間，為了加強(qiáng)疫情防控，孝感市住房和城鄉(xiāng)建下發(fā)了《關(guān)于協(xié)助做好疫情防控大數(shù)據(jù)排查的通知》，《通知》要求各級(jí)自來水公司根據(jù)居民水表的日用量統(tǒng)計(jì)功能，核查用戶居家用水情況，從而協(xié)助分析用戶軌跡。終通過遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)平臺(tái)大數(shù)據(jù)分析，篩查了7個(gè)社區(qū)共計(jì)1379戶。在本案例中，在線篩查有效的避免傳統(tǒng)上門排查方式帶來的交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)，提升了疫情防控效率。此外，運(yùn)用智能儀表獲取的豐富用水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)一步挖掘分析，助力相關(guān)部門作出更加精準(zhǔn)決策。（本案例來自匯中股份）
從這個(gè)案例中，我們也能夠感受到表計(jì)終端升級(jí)改造所帶來的便利性、有效性。
在與金卡智能市場部總經(jīng)理肖靜及移遠(yuǎn)通信NB-IoT產(chǎn)品經(jīng)理陳峰溝通中，我們了解到了相比原先人工抄表的方式，NB-IoT表計(jì)終端帶來的價(jià)值有以下幾點(diǎn)。
首先，改變了長期以來的傳統(tǒng)抄表模式，無需安排人工抄表，從長遠(yuǎn)來看，這是一個(gè)降本增效的必要手段。
其次，由于智能表的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率高、信息上報(bào)及時(shí)，更容易發(fā)現(xiàn)是否存在偷水漏水、哪個(gè)環(huán)節(jié)存在漏損等問題，也因此在管損方面能提供更好的幫助，減小產(chǎn)銷差。
然后，采用NB-IoT技術(shù)的水司及燃?xì)夤灸軌蚣皶r(shí)方便的獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便加強(qiáng)管理、提升運(yùn)營效率，提供附加服務(wù)。
以上都是從企業(yè)角度去分析NB-IoT所能帶來的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而對(duì)于家庭用戶而言，也有著不可忽視的作用，比如用戶可以線上繳費(fèi)、實(shí)時(shí)查詢使用情況。
設(shè)想雖好，但而目前主要收集管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)以及用水量數(shù)據(jù)，能實(shí)現(xiàn)的功能相對(duì)有限，比如做夜間流量監(jiān)測、漏水提醒、管網(wǎng)修護(hù)等。但有些想法實(shí)現(xiàn)起來并不容易，問題在于：
第一、自來水公司、燃?xì)夤緦?duì)于數(shù)據(jù)的需求單一，僅在于收費(fèi)上，而以收費(fèi)為核心的技術(shù)應(yīng)用無法發(fā)揮NB-IoT在表計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。數(shù)據(jù)應(yīng)用上的價(jià)值才能真正給行業(yè)帶來變化：如幫助自來水公司提升管理水平和管理效率。
第二、擁有數(shù)據(jù)的自來水公司、燃?xì)夤緦?duì)數(shù)據(jù)分析需求不大、挖掘數(shù)據(jù)背后的價(jià)值的意愿不強(qiáng)烈，而對(duì)數(shù)據(jù)有分析需求的政府部門卻沒有數(shù)據(jù)使用權(quán)之間的矛盾仍沒有化解途徑。
第三、下游應(yīng)用NB-IoT技術(shù)的企業(yè)研發(fā)投入不到位、產(chǎn)品不夠硬。
第四、綜合性數(shù)據(jù)(與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結(jié)合還能提供更加人性化的應(yīng)用)的應(yīng)用提供更加準(zhǔn)備的判斷，但是不同數(shù)據(jù)掌握在各方手里，數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)融合。
歸根結(jié)底，數(shù)據(jù)歸屬問題成了智能表計(jì)價(jià)值大化的一只“攔路虎”，導(dǎo)致短期內(nèi)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值或?qū)o法實(shí)現(xiàn)。
這也間接說明了必須從當(dāng)下的功能疊加階段(主要實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測、純度檢測、集成更多傳感器等)跨越到數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘階段的重要性和緊迫性，在這個(gè)過程中政府如何引導(dǎo)水司以及燃?xì)夤驹跀?shù)據(jù)脫敏之后進(jìn)行應(yīng)用也便成了行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵點(diǎn)，是NB-IoT技術(shù)落地表計(jì)行業(yè)體現(xiàn)社會(huì)價(jià)值的核心。
6、堅(jiān)定企業(yè)進(jìn)行智能化升級(jí)改造的信心，促進(jìn)企業(yè)All in NB-IoT的發(fā)展
無論是全智能化或者是半智能化，表計(jì)智能化終歸是一個(gè)大趨勢(shì)。
值得注意的是，無論是水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)還是燃?xì)馕锫?lián)網(wǎng)，應(yīng)用創(chuàng)新才是發(fā)展的核心，除了通信技術(shù)本身的演進(jìn)迭代之外，資費(fèi)、模組、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定度、項(xiàng)目配合度等方面也需要同步提升。
按照目前的情況來判斷，未來3-5年，NB-IoT表計(jì)將以20-30%的增長率實(shí)現(xiàn)增長，并在未來形成以NB-IoT、LoRa、有線三種方式同步增長，其他小無線同步發(fā)展的技術(shù)應(yīng)用格局。
在新基建浪潮下，加之《深入推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》(以下簡稱“通知”)的發(fā)布，給NB-IoT在表計(jì)領(lǐng)域發(fā)展也帶來了巨大的影響。在與移遠(yuǎn)通信NB-IoT產(chǎn)品經(jīng)理陳峰的溝通中，我們總結(jié)出了以下兩點(diǎn)：
首先，明確了通信技術(shù)的發(fā)展方向，未來將會(huì)形成4G/5G/NB-IoT共存的格局，這樣一來，廠商在技術(shù)選擇上會(huì)更有方向，打消終端應(yīng)用廠商的顧慮，從而能夠更加集中精力發(fā)展某種技術(shù)。
其次，表計(jì)終端屬于長周期運(yùn)營的產(chǎn)品，在《通知》發(fā)布之前，廠商做了各種嘗試。而《通知》的發(fā)布，給企業(yè)以堅(jiān)定的信心進(jìn)行智能化升級(jí)。
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