一、方案背景

在高校運(yùn)營(yíng)管理體系中，水電資源管理占據(jù)著舉足輕重的地位，其管理成效直接關(guān)聯(lián)到學(xué)校的日常運(yùn)作、成本控制以及師生的學(xué)習(xí)生活體驗(yàn)。伴隨高校規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張與信息化建設(shè)的深入推進(jìn)，傳統(tǒng)水電管理模式的局限性愈發(fā)凸顯。人工抄表作業(yè)需耗費(fèi)大量人力、物力與時(shí)間，且受人為因素干擾，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與及時(shí)性難以保障，極易引發(fā)水電費(fèi)核算偏差與糾紛。同時(shí)，高校人員密集，水電使用場(chǎng)景復(fù)雜，違規(guī)用電現(xiàn)象屢禁不止，不僅造成能源浪費(fèi)，更給校園安全帶來巨大隱患。此外，水電費(fèi)收繳工作面臨諸多困難，部分學(xué)生拖欠費(fèi)用，致使學(xué)校資金回籠受阻，影響水電設(shè)施的維護(hù)與更新。在此背景下，引入智能化、高效的水電管理解決方案成為高校實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理、提升綜合競(jìng)爭(zhēng)力的必然選擇。

安科瑞憑借在能源管理領(lǐng)域深厚的技術(shù)沉淀與豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，精心打造了適配高校場(chǎng)景的水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)。該系統(tǒng)深度融合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，致力于為高校構(gòu)建一站式、全流程的水電管理新模式，推動(dòng)高校水電管理向智能化、精細(xì)化、高效化方向邁進(jìn)。

二、高校水電管理痛點(diǎn)剖析

2.1 抄表效率低下

傳統(tǒng)人工抄表模式下，工作人員需逐棟樓、逐層、逐戶對(duì)水電表進(jìn)行讀數(shù)記錄。以一所擁有 20 棟宿舍樓，每棟 15 層，每層 20 間宿舍的高校為例，僅宿舍區(qū)域就涉及 6000 個(gè)房間的抄表任務(wù)。抄表過程中，工作人員需頻繁上下樓梯、穿梭于各個(gè)房間，平均每個(gè)房間耗時(shí)約 2 分鐘，完成一次全校抄表至少需 200 小時(shí)，且不包含數(shù)據(jù)整理與錄入時(shí)間。人工操作的局限性使得漏抄、錯(cuò)抄現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，進(jìn)而干擾水電費(fèi)核算與收取工作的正常開展。

2.2 收費(fèi)管理難度大

在收費(fèi)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)模式依賴學(xué)校財(cái)務(wù)部門人工核算每個(gè)學(xué)生或部門的水電費(fèi)，工作量極為龐大，且易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤。部分學(xué)生因各種原因拖欠水電費(fèi)，學(xué)校需投入額外人力進(jìn)行催繳，催繳成本高且效果不佳。同時(shí)，由于缺乏實(shí)時(shí)、高效的水電費(fèi)收繳統(tǒng)計(jì)與分析手段，學(xué)校難以精準(zhǔn)掌握資金回籠情況，不利于財(cái)務(wù)規(guī)劃與資源合理配置。

2.3 用電安全隱患突出

高校學(xué)生宿舍人員高度密集，學(xué)生違規(guī)使用大功率電器現(xiàn)象屢禁不止，如熱得快、電爐、電暖器等。這些大功率電器的使用會(huì)瞬間增大電路負(fù)荷，極易引發(fā)電線短路、跳閘甚至火災(zāi)等嚴(yán)重安全事故。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，高校宿舍火災(zāi)事故中，超 60% 由違規(guī)使用大功率電器所致。此外，部分高校水電設(shè)施設(shè)備老化，缺乏有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與維護(hù)機(jī)制，進(jìn)一步加劇了用電安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 節(jié)能意識(shí)淡薄

因缺乏完善的水電使用監(jiān)測(cè)與反饋機(jī)制，高校師生在日常學(xué)習(xí)、工作與生活中節(jié)能意識(shí)普遍不足。長(zhǎng)明燈、長(zhǎng)流水等水電浪費(fèi)現(xiàn)象隨處可見，造成了大量能源的無謂消耗。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，高校每年因能源浪費(fèi)產(chǎn)生的額外水電費(fèi)支出可達(dá)數(shù)十萬元甚至更高，這不僅增加了學(xué)校運(yùn)營(yíng)成本，也與國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排、綠色發(fā)展理念相悖。

三、安科瑞水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)功能詳述

3.1 預(yù)付費(fèi)管理功能

安科瑞水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)采用先進(jìn)的預(yù)付費(fèi)管理機(jī)制，顛覆了傳統(tǒng)先使用后付費(fèi)的模式。學(xué)生與教職工需預(yù)先在系統(tǒng)中充值水電費(fèi)，系統(tǒng)依據(jù)水電表實(shí)時(shí)讀數(shù)自動(dòng)扣除相應(yīng)費(fèi)用。當(dāng)賬戶余額低于設(shè)定閾值時(shí)，系統(tǒng)將通過微信公眾號(hào)、短信等多種渠道向用戶推送余額不足預(yù)警信息，提醒用戶及時(shí)充值。當(dāng)余額耗盡時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切斷水電供應(yīng)，直至用戶完成充值操作后恢復(fù)供應(yīng)。此預(yù)付費(fèi)模式從根本上杜絕了欠費(fèi)現(xiàn)象，確保學(xué)校水電費(fèi)用及時(shí)足額收繳，同時(shí)使用戶能夠直觀了解自身水電使用情況與費(fèi)用支出，有效增強(qiáng)節(jié)約意識(shí)。

3.2 遠(yuǎn)程抄表功能

系統(tǒng)借助智能水電表與物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表。智能水電表能夠?qū)崟r(shí)采集水電用量數(shù)據(jù)，并通過 RS485 總線、NB - IoT、4G 等通信方式將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)管理平臺(tái)。管理人員無需再進(jìn)行繁瑣的人工抄表作業(yè)，只需登錄管理平臺(tái)，即可實(shí)時(shí)獲取全校所有水電表的讀數(shù)，抄表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與及時(shí)性得到極大提升。抄表頻率可依據(jù)學(xué)校實(shí)際需求靈活配置，如每小時(shí)、每天或每周自動(dòng)抄表一次，為水電費(fèi)核算與統(tǒng)計(jì)工作提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

3.3 能耗監(jiān)測(cè)與分析功能

該系統(tǒng)具備強(qiáng)大的能耗監(jiān)測(cè)與分析能力，可對(duì)高校內(nèi)各區(qū)域、部門及宿舍的水電能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與深度分析。通過系統(tǒng)生成的能耗報(bào)表與可視化圖表，學(xué)校管理人員能夠清晰洞察不同時(shí)間段、不同區(qū)域的水電能耗分布特征，精準(zhǔn)定位能耗高的區(qū)域與設(shè)備。例如，通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)某棟教學(xué)樓照明系統(tǒng)能耗過高，經(jīng)進(jìn)一步排查確定為部分燈具老化且未采用節(jié)能燈具，學(xué)校可據(jù)此制定針對(duì)性的節(jié)能改造方案。系統(tǒng)還支持能耗數(shù)據(jù)的同比與環(huán)比分析，助力學(xué)校把握能耗變化趨勢(shì)，為節(jié)能減排政策的制定與實(shí)施提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.4 用電安全管理功能

為全方位保障高校用電安全，安科瑞水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)集成了多項(xiàng)先進(jìn)的用電安全管理功能。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電路中的電流、電壓、功率等關(guān)鍵參數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到電流過載、電壓異常、功率突變等異常情況時(shí)，立即觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，并自動(dòng)切斷電源，有效防范電氣事故發(fā)生。系統(tǒng)內(nèi)置先進(jìn)的惡性負(fù)載識(shí)別算法，能夠精準(zhǔn)識(shí)別電爐、熱得快等違規(guī)大功率電器，并對(duì)其實(shí)施斷電控制，從源頭上杜絕違規(guī)用電行為。此外，系統(tǒng)可對(duì)水電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并向維修人員發(fā)送故障通知，確保水電設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行。

3.5 時(shí)間與負(fù)載管理功能

考慮到高校特殊的作息時(shí)間與用電管理需求，系統(tǒng)設(shè)置了時(shí)間與負(fù)載管理功能。在時(shí)間管理方面，學(xué)校可根據(jù)教學(xué)區(qū)、宿舍區(qū)、辦公區(qū)等不同場(chǎng)景，分別設(shè)定個(gè)性化的供電時(shí)間段。如宿舍區(qū)可設(shè)置夜間 23:00 - 次日 6:00 為斷電時(shí)間（特殊情況如夏季高溫可保留空調(diào)供電），既保障學(xué)生正常作息，又避免夜間不必要的能源浪費(fèi)。在負(fù)載管理方面，系統(tǒng)可對(duì)每個(gè)回路的用電負(fù)載進(jìn)行嚴(yán)格限制，當(dāng)負(fù)載超出設(shè)定閾值時(shí)，自動(dòng)切斷該回路電源，防止因過載引發(fā)電氣事故。系統(tǒng)還可針對(duì)不同類型電器設(shè)備設(shè)置差異化的負(fù)載限制，如宿舍內(nèi)插座回路限制大功率電器使用，空調(diào)回路則根據(jù)空調(diào)功率設(shè)定合理負(fù)載閾值。

四、安科瑞水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)在高校的優(yōu)勢(shì)

4.1 顯著提升管理效率

安科瑞水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水電管理的全面自動(dòng)化與信息化，大幅精簡(jiǎn)人工操作環(huán)節(jié)。從傳統(tǒng)的人工抄表、費(fèi)用核算、催繳等繁雜工作，轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)自動(dòng)完成抄表、費(fèi)用計(jì)算、余額提醒等核心功能。管理人員通過管理平臺(tái)即可高效完成各項(xiàng)管理任務(wù)，工作效率得到質(zhì)的飛躍。據(jù)實(shí)際應(yīng)用案例統(tǒng)計(jì)，采用該系統(tǒng)后，高校水電管理部門工作人員數(shù)量可減少 30% - 50%，工作時(shí)間縮短 50% 以上，使管理人員能夠?qū)⒏嗑ν度氲礁邇r(jià)值的管理工作中。

4.2 有力保障用電安全

系統(tǒng)強(qiáng)大的用電安全管理功能為高校用電安全構(gòu)筑起堅(jiān)實(shí)防線。通過實(shí)時(shí)電路參數(shù)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)惡性負(fù)載識(shí)別以及自動(dòng)斷電保護(hù)等多重措施，有效降低電氣事故發(fā)生概率。自某高校引入安科瑞水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)以來，違規(guī)用電行為減少 80% 以上，因違規(guī)用電引發(fā)的電氣事故發(fā)生率降為零，為師生生命財(cái)產(chǎn)安全與校園穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。

4.3 有效促進(jìn)節(jié)能減排

借助系統(tǒng)的能耗監(jiān)測(cè)與分析功能，學(xué)校能夠深入了解水電能源使用狀況，從而制定并實(shí)施針對(duì)性的節(jié)能減排策略。通過引導(dǎo)師生合理使用水電資源，對(duì)高能耗設(shè)備與區(qū)域進(jìn)行節(jié)能改造等措施，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用與浪費(fèi)減少。根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)反饋，使用該系統(tǒng)后，高校水電能耗平均降低 15% - 25%，在降低學(xué)校運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)，積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排號(hào)召，為環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

五、系統(tǒng)架構(gòu)及硬件設(shè)備介紹

5.1 系統(tǒng)架構(gòu)

安科瑞水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)采用先進(jìn)的分層分布式架構(gòu)，主要由感知層、傳輸層與平臺(tái)層構(gòu)成。感知層由智能水電表、電流互感器、電壓傳感器等設(shè)備組成，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集水電用量數(shù)據(jù)及電路參數(shù)信息。傳輸層通過 RS485 總線、無線通信模塊（如 NB - IoT、4G）等將感知層采集的數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)層。平臺(tái)層為水電預(yù)付費(fèi)管理云平臺(tái)，承擔(dān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、分析任務(wù)，并提供豐富的管理功能與用戶交互界面，包括預(yù)付費(fèi)管理、遠(yuǎn)程抄表、能耗監(jiān)測(cè)與分析、用電安全管理等核心功能模塊。此分層分布式架構(gòu)具有結(jié)構(gòu)清晰、擴(kuò)展性強(qiáng)、可靠性高的顯著特點(diǎn)，能夠充分滿足高校復(fù)雜多變的水電管理需求。

5.2 硬件設(shè)備介紹

5.2.1 智能電表

安科瑞智能電表（如 DDSY1352 系列單相預(yù)付費(fèi)電能表、DTSY1352 系列三相預(yù)付費(fèi)電能表）具備高精度計(jì)量、預(yù)付費(fèi)控制、多通信接口等卓越性能。電表采用先進(jìn)的電能計(jì)量芯片，可精確測(cè)量電壓、電流、功率、電能等參數(shù)，精度等級(jí)達(dá) 0.5S 級(jí)。支持預(yù)付費(fèi)功能，用戶需先充值后用電，余額不足時(shí)自動(dòng)預(yù)警并可按設(shè)置斷電。具備 RS485 通信接口，方便與系統(tǒng)傳輸層設(shè)備通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表與控制。部分型號(hào)電表還支持紅外通信，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與數(shù)據(jù)讀取。

5.2.2 智能水表

智能水表（如合作品牌積成、巨靈、青島浪濤等）同樣具備高精度計(jì)量與遠(yuǎn)程通信功能。水表運(yùn)用先進(jìn)傳感技術(shù)，精確測(cè)量水流量，并將用水量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。支持多種通信協(xié)議，如普通 188 協(xié)議、ModBus 協(xié)議以及 NB 通信協(xié)議，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境與通信需求靈活選擇。與智能電表類似，智能水表可接入水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表與預(yù)付費(fèi)控制，當(dāng)用戶水費(fèi)余額不足時(shí)，系統(tǒng)控制閥門關(guān)閉，停止供水。

5.2.3 通信管理機(jī)

通信管理機(jī)作為系統(tǒng)傳輸層的核心設(shè)備，主要負(fù)責(zé)采集感知層智能水電表數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)至平臺(tái)層管理云平臺(tái)。它支持多種通信接口與協(xié)議，能夠兼容不同廠家、型號(hào)的智能水電表。具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)能力，可對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存與預(yù)處理，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，通信管理機(jī)自動(dòng)存儲(chǔ)未上傳數(shù)據(jù)，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動(dòng)補(bǔ)發(fā)，保障數(shù)據(jù)完整性。通信管理機(jī)還支持遠(yuǎn)程配置與升級(jí)，便于系統(tǒng)維護(hù)與管理。

六、實(shí)施案例分析

6.1 某高校實(shí)施情況

某綜合性大學(xué)擁有在校學(xué)生 3 萬余人，校園占地面積廣闊，涵蓋多個(gè)教學(xué)區(qū)、宿舍區(qū)以及圖書館、體育館等公共設(shè)施。引入安科瑞水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)前，學(xué)校水電管理面臨效率低下、用電安全隱患突出、能源浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。人工抄表周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差，水電費(fèi)收繳困難，違規(guī)用電現(xiàn)象頻發(fā)，每年因能源浪費(fèi)造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百萬元。

為解決上述問題，學(xué)校決定采用安科瑞水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)。在系統(tǒng)實(shí)施過程中，首先對(duì)全校水電表進(jìn)行智能化改造，安裝安科瑞智能電表與智能水表，并部署通信管理機(jī)及相關(guān)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。隨后，完成水電預(yù)付費(fèi)管理云平臺(tái)的搭建與調(diào)試工作，并對(duì)學(xué)校水電管理部門工作人員進(jìn)行系統(tǒng)操作培訓(xùn)。

6.2 實(shí)施效果

經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行，該高校水電管理成效顯著。在管理效率方面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表與預(yù)付費(fèi)管理，水電管理部門工作人員從 20 人減少至 10 人，工作時(shí)間縮短 60%，水電費(fèi)收繳率從 80% 提升至 98% 以上。在用電安全方面，系統(tǒng)用電安全管理功能發(fā)揮關(guān)鍵作用，違規(guī)用電行為得到有效遏制，自系統(tǒng)運(yùn)行以來，未發(fā)生一起因違規(guī)用電引發(fā)的電氣事故。在節(jié)能減排方面，通過系統(tǒng)能耗監(jiān)測(cè)與分析功能，學(xué)校制定并實(shí)施一系列節(jié)能措施，水電能耗較上一年度降低 20%，節(jié)約大量能源成本。

七、總結(jié)與展望

安科瑞水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)針對(duì)高校水電管理痛點(diǎn)，提供了一套全面、高效、智能化的解決方案。通過預(yù)付費(fèi)管理、遠(yuǎn)程抄表、能耗監(jiān)測(cè)與分析、用電安全管理等核心功能，顯著提升高校水電管理效率，保障用電安全，促進(jìn)節(jié)能減排，為高校可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，安科瑞將不斷優(yōu)化升級(jí)水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，拓展系統(tǒng)功能，提升系統(tǒng)性能，為高校提供更優(yōu)質(zhì)、智能的水電管理服務(wù)，助力高校打造智慧校園、綠色校園。

審核編輯 黃宇