背景與挑戰

伴隨著互聯網創新成果與燃氣行業的深度融合，城市燃氣公司正面臨著不斷接入新型智能設備和處理不斷擴大的數據量的挑戰。城市燃氣公司深知只有發揮物聯網在生產服務要素配置中的優化與集成作用，才能提升燃氣公司的創新力和生產力，構建出企業發展的新形態。要引入物聯網智能終端，城市燃氣公司必須首先解決如下幾個方面的問題：

● 低成本、高速度的接入不同廠家、不同發送渠道、不同通訊協議、不同采集頻率的各類智能設備；

● 高效率處理日益增長的不同規格的大數據，保證數據質量、實現數據聚合以應對大數據量的沖擊壓力；

● 實現經由智能設備捕獲數據與城市燃氣公司現行業務服務系統的整合，實現信息同步和業務協同；

● 采用新途徑、新設備，調整業務流程和管理方式。借助數據實時性提高，制定與之配合的業務規則，提升管理水平。

● 通過物聯網平臺獲取了較之以往更多的數據，如何對數據進行管理和挖掘，讓數據變得更有價值，是燃氣公司進行數字化轉型的成敗關鍵。

金卡智能IOT采集平臺研發歷程

IoT物聯網采集平臺位于解決方案中心，下與終端相連，上與云端互通，基于公用事業行業經驗，可與燃氣公司管理應用“無縫銜接”，來保證各項業務順暢有序進行，起到了物聯應用的關鍵作用。

面對上述挑戰，作為燃氣行業物聯網應用的舵手，金卡智能集團公司義不容辭的挑起擔當。早在2010年，金卡智能在行業首推的物聯網表具終端的同期，就開啟了IOT物聯網采集平臺的不斷探索。目前金卡智能IOT采集平臺歷經6年五個版本的迭代演進，具備了云計算和大數據時代的強大動能，穩定支持了國內外500多家燃氣企業累計600多萬臺智能表計的高頻采集、數據監控，并配合計費系統完成復雜的計費、遠程閥控、設備遠程運維等應用，大大推動了燃氣物聯網應用的發展。

● 2010年首版定位于工商戶（非居民）表具高頻采集，以插件方式，實現多表具類型的數據采集，完成了數據校驗、數據聚合，并成功應用于新疆燃氣、哈納斯燃氣等客戶；

● 2012 年延展了IT&OT一體化產品。實現了與第三方 SCADA 系統、GIS系統、視頻采集系統的整合。進一步加強工商戶計量大數據應用，使采集的大量數據與工商戶的能耗設備信息實現了關聯；

● 2013年針對金卡第一代GPRS物聯網家用燃氣表的問世，同期推出首款民用物聯網自動抄表后臺計費結算，互聯網遠程和充值閥控的一體化平臺，并嘗試云端部署SaaS服務，成功接入眾多中小燃氣客戶。

● 2014年針對居民戶數據采集，擴展了經由集中器、采集器的采集；基于 RF 移動設備的采集；實現了采集系統與第三方表具數據監控、與抄收業務的整合，成功應用重慶燃氣等客戶；

● 2016年NB-IOT技術的不斷成熟商用，伴隨全球首個NB-IOT燃氣抄表項目深圳燃氣的試點和商業，金卡智能IOT采集平臺也再次升級，全面支持云管端的新一代窄帶物聯網架構；

● 2018年不斷擴展物聯網接入方式和協議，提升云計算性能和安全能力，同時完成民用、工業二客戶合一、普表、IC卡表和智能表的三表合一的復雜云服務集成應用；金卡公有云接入客戶超過500家，公有云在線表計超過130萬臺。

金卡智能打造 “1+2+3+N ”IoT數據采集平臺應用架構

經過多年潛心打磨，金卡智能最新的IOT平臺，打造了“1+2+3+N” 的面向燃氣公用事業的專業采集平臺，讓燃氣智能設備連接無處不在、業務無處不暢行、應用無處不安全。

●1核心

核心的金卡IOT采集平臺，支持南向快速接入各類燃氣智能設備，實現連接管理、設備管理、并結合燃氣應用場景，通過設備規則定義、業務編排中心等強大工具，內嵌標準業務，可以直接滿足智能設備的燃氣業務聯動。

● 2 側翼

面對NB-IOT 等復雜的云管端接入架構，系統向運營商等第三方IOT平臺和設備廠商的AMI系統提供了輔助的金卡IOT對接中間件，以接口和分發服務向第三方系統開放，適應靈活的商業生態環境。

同時提供了金卡數據中臺，無論是設備數據還是業務數據，均可通過大數據引擎，實現高效的數據轉換，通過流計算和聚合，完成存儲和處理，既滿足高并發數據的快速響應，又保障了數據資產的保護和加工發布。

● 3 標準

物聯網與生俱來是一個生態應用，連接越多，數據越多才能發揮更大價值，引發更多創新。為推動行業物聯網應用發展，先行者必須對紛雜的設備，對變換的業務進行規范和抽象。金卡公司憑借多年的行業經驗和總結，推出了燃氣物聯網應用的3套行業標準庫，包括表具設備對接標準、系統對接標準、以及燃氣業務應用對接標準。有了這些標準，不同“語言”的設備可以快速接入，不同“需求”的燃氣客戶也可以輕松滿足。

● N 應用

燃氣企業采納物聯網智能設備最終還是為了業務應用，金卡公司面對燃氣經營的痛點難點，順勢提供了各類豐富的應用場景，如燃氣抄表計費、客戶互聯網+自助繳費服務、表具全生命周期管理和設備在線診斷、以及各類分析報表和數據呈現發布。考慮到中小燃氣客戶的需求，上述應用均支持云端部署，以SaaS形式開放給燃氣用戶。燃氣客戶可以以低成本快速獲得大企業在擁有的信息化效果，加速數字化轉型。

金卡智能IoT數據采集平臺獨特價值

1、 基于先進的云計算分布式架構，支持公有云私有云靈活部署方案

● 采集平臺采用分布式系統架構，引入最新的云計算平臺技術，系統具有無限水平擴展能力，支持海量設備接入。

● 支持阿里、電信等主流公有云IaaS的公有云部署，也支持客戶本地化部署，并能做到無縫移植。可以在公有云建立雙活數據中心實現異地災備，也可以專線/VPN網絡實現本地機房與云平臺互聯形成混合云實現異地災備。

● 采用負載均衡和Docker等分布式集群部署技術，消除單點故障，保證服務的高可用，可以根據業務變化彈性伸縮，在線不停機增加節點提升處理能力，滿足業務快速增長的要求。

2、 強大燃氣設備接入能力

金卡IOT采集平臺有強大燃氣設備接入能力，支持多表具多協議、多通訊多通信接口、多種運營模式等。

● 多表具多協議支持：通過協議模板定義，快速適配廠家自有應用層協議，并制訂標準應用層協議方便燃氣公司統一協議管理。目前已整合集成60+遠傳協議，整合并兼容幾十家廠商，覆蓋民用與工商業，通訊采集頻度含日、小時、分鐘抄表方式。

● 多通訊模式網絡支持：支持市場主流和前沿通訊方式，支持無線、Lora、ZigBee、GPRS、NB-Iot等；支持多種通信協議，HTTP/RESTful、TCP、CoAP、MQTT等； 

● 多系統平臺支持：推出標準化的、抽象化的系統間對接規范，方便集成其他廠家的遠程抄表系統（AMI），支持與華為OC、中興Claa等物聯網平臺（管道）、第三方IOT第六平臺對接功能。

●支持各類智能表具運營模式：支持預付費/后付費、中心計費/表端計費、集中器無線表/物聯網表、上主動通訊/下主動通訊等多種運營模式。

3、 海量數據處理，有效負載高并發

隨著物聯網表具的增加，系統的負載壓力變大，對吞吐量的要求要增加。金卡智能IOT采集平臺基于云計算分布式架構聯合性能解決方案實現單臺服務器處理能力跨越式提升。

● 采集平臺由負載均衡服務、采集服務、消息隊列服務、映射調度服務、應用服務、緩存服務、關系數據庫、NoSql數據庫組成。服務模塊完全解耦，各個模塊都可以進行集群化部署，可支持大量設備接入，實現高并發、高吞吐量，規避單點故障，支持灰度發布。

● 數據庫拆分，采用讀寫分離、垂直分區、水平分區等數據生命周期管理技術，按照數據的溫度（使用頻度）進行拆分，通過DAL框架來屏蔽底層數據存儲對應用邏輯的影響，使得底層數據的訪問對應用透明化。

4、 靈活的業務開放能力，高整合集成能力

● 金卡智能IOT平臺通過豐富的業務API接口與CIS系統、支付系統、移動外勤系統、GIS系統、多媒體呼叫系統、短信微信等對接，實現開戶建檔、表具更換、充值繳費、計費核銷、價格管理、氣量信息發布等信息交互，具有快速實施能力

● IOT采集平臺通過REST風格的API接口提供全部平臺功能，設計架構支持開放的應用整合。業務系統與采集平臺可以通過程序耦合方式推送push和獲取pull數據。也可以通過中間表方式進行數據耦合。

● 采集平臺目前與新奧集團、港華集團、華潤集團、天津燃氣、合肥燃氣等多家燃氣后臺業務系統實現了對接。

5、 配套的表具數據管理（MDM）

● 提供表具監控、報警監控、參數設置、遠程閥控等基本功能

● 支持預付費/后付費，有卡充值/無卡充值，費控/量控，表端計費/后臺計費等各種業務形態

● 支持GPRS、NB、loraWan、DTU透傳、采集器（RTU）、集中器（小無線或lora擴頻）等所有遠傳組網方式

● 提供工商戶高頻表溫度、壓力、瞬時流量的實時監控

● 通過VEE數據聚合技術，提供分鐘、小時、日、月、年等不同時間粒度的用量分析服務

6、 大數據分析應用

● 通過流計算技術實現實時數據采集，數據聚合，匯總建模，指標計算，構建數據倉庫

● 通過精細化管理指標體系，分析工商戶、民用戶用氣和設備情況，提供表具規格異常、用氣異常、表具通訊異常，通訊網絡異常，電池異常、閥門異常等預警

7、 端到端安全架構體系，全方位的安全防護

2017年6月，國家出臺了《中華人民共和國網絡安全法》，明確強調了公用事業行業在互聯網時代下應保障設備安全、接入安全、運行環境安全與應用安全。

金卡智能IoT數據采集平臺提供了E2E的安全設計，不僅在技術上保證設備、網絡、平臺等給予安全保障，還延伸至企業的制度、崗位機構及人員等風險管理，嚴格的安全測試、性能檢測，真正達到工業級的安全防護。金卡智能IOT公有云服務平臺也是行業內首家通過安全等保三級的燃氣物聯服務平臺。

目前金卡智能IoT采集平臺公有云服務已接入500+燃氣公司，為廣大的燃氣物聯網用戶提供豐富的燃氣核心抄表、計費、充值、調價、閥控和業務監控管理功能，在線物聯網表具數量超過130萬臺，累計月度抄表頻次1.4億次，日增加記錄300萬條，月增加10G數據，月平均抄表率均超過98%，月均天然氣消費超過8千萬，月均繳費充值超過1.82億。同時通過金卡易聯云SaaS的智慧客服開展互聯網+燃氣創新增值服務的燃氣企業也超過400家，成功引流C端燃氣用戶超過300萬家庭進入線上營業廳，實現網絡繳費、在線客服，增值商品銷售等燃氣智慧服務，互聯網線上日繳費金額接近1000萬元。

燃氣物聯網已經全面到來，并悄然改變著我們的生活。金卡IOT采集平臺，讓燃氣行業精彩物聯。金卡讓生活更美好。