ES2964467T3

ES2964467T3 - Procedimiento de control de un conjunto de contadores

Info

Publication number: ES2964467T3
Application number: ES20188483T
Authority: ES
Inventors: Henri Teboulle
Original assignee: Sagemcom Energy and Telecom SAS
Current assignee: Sagemcom Energy and Telecom SAS
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2024-04-08
Anticipated expiration: 2040-07-29
Also published as: FR3099827A1; CN112345041B; EP3772634B1; EP3772634A1; CN112345041A; FR3099827B1; US12085419B2; US20210041265A1

Abstract

Método para monitorear un conjunto de medidores (1, 2, 3, 4) que están conectados a un mismo dispositivo de procesamiento remoto (6), que comprende las primeras etapas, implementadas en cada medidor, de: - adquirir mediciones primarias de una cantidad representativa de la ocurrencia de una anomalía; - seleccionar, entre las mediciones primarias, mediciones relevantes que verifiquen un criterio de relevancia; - transmitir periódicamente las mediciones pertinentes al dispositivo de procesamiento remoto; y los segundos pasos, implementados en el dispositivo de procesamiento remoto (6), para: - realizar para cada medidor, una comparación de las mediciones relevantes con un umbral de detección común a todos los medidores del conjunto de medidores, para intentar detectar un anomalía asociada con dicho contador; - ajustar dinámicamente el umbral de detección según una tasa detectada de anomalías. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de control de un conjunto de contadores

La invención se refiere al campo de los contadores inteligentes: contadores de agua, gas, electricidad, etc.

Antecedentes de la invención

Los contadores denominados “inteligentes” están actualmente muy extendidos. Los contadores inteligentes en cuestión aquí se utilizan para medir cualquier flujo suministrado a una instalación por una red de distribución: agua, gas, electricidad, etc.

Estos contadores inteligentes no solo realizan mediciones, sino que también son capaces de llevar a cabo una serie de funciones adicionales: gestión de tarifas mediante la recepción de órdenes, lectura y programación a distancia, información remota al cliente, etc.

Los contadores inteligentes se organizan en verdaderas redes de contadores dentro de las cuales circulan tanto los datos ascendentes transmitidos por los contadores al proveedor o al operador de red como los datos descendentes recibidos por los contadores. Cada una de estas redes suele estar formada por un gran número de contadores conectados al mismo sistema de información (SI), posiblemente a través de equipos intermedios como concentradores de datos o pasarelas.

En una red de este tipo, es esencial poder detectar de forma eficaz y fiable cualquier anomalía que pueda producirse, en particular fallos en las instalaciones (por ejemplo, fugas de agua o gas) o intentos de fraude en los contadores. Una de las ventajas de desarrollar redes de contadores inteligentes es reducir al mínimo la necesidad de que los operarios del proveedor o del operador de la red comprueben que los contadores funcionan correctamente. La patente EP 2472467 A1 describe un procedimiento para supervisar un conjunto de contadores conectados a un único dispositivo de procesamiento remoto. El procedimiento de supervisión comprende, en cada contador, la adquisición de mediciones primarias de una cantidad representativa de la aparición de una anomalía, y la transmisión periódica de las mediciones pertinentes al dispositivo de procesamiento remoto. El procedimiento de supervisión también incluye detectores de anomalías en el dispositivo de procesamiento remoto para intentar detectar anomalías en el funcionamiento de los contadores.

Se trata, pues, de reforzar la detección de anomalías sin aumentar la complejidad de los contadores y limitando el volumen de intercambios de datos en la red para tener el menor impacto posible en el consumo eléctrico de los contadores. Este último punto es especialmente crítico para los contadores de agua o gas, que funcionan con una o varias baterías y cuya vida útil, sin cambiar la batería o baterías, debe ser muy larga, normalmente de 20 años. Objeto de la invención

El objeto de la invención es mejorar la detección de las anomalías que se producen en los contadores o en las instalaciones a las que están conectados dichos contadores, limitando al mismo tiempo los intercambios de datos necesarios para esta detección y sin aumentar la complejidad de los contadores.

Síntesis de la invención

Con el fin de alcanzar este objetivo, se propone un procedimiento de supervisión de un conjunto de contadores, cada uno de los cuales está dispuesto para medir un caudal suministrado a una instalación por una red de distribución, estando todos los contadores conectados a un único dispositivo de procesamiento remoto, comprendiendo el procedimiento de supervisión las primeras etapas, implementadas en cada contador, de:

- adquirir mediciones primarias de una cantidad representativa de la aparición de una anomalía asociada a dicho contador;

- seleccionar, a partir de las medidas primarias, las medidas pertinentes que respondan a un criterio de pertinencia; - transmitir regularmente las medidas pertinentes al dispositivo de tratamiento a distancia;

y las segundas etapas, implementadas en el dispositivo de procesamiento a distancia, de:

- para cada contador, comparar las medidas pertinentes con un umbral de detección común a todos los contadores del conjunto de contadores, con el fin de intentar detectar una anomalía asociada a dicho contador;

- ajustar dinámicamente el umbral de detección en función de una tasa de anomalías detectada.

Una anomalía asociada a un contador es, por ejemplo, un fallo en la instalación asociada a dicho contador (una fuga, por ejemplo), o un intento de fraude a dicho contador.

Así, en el procedimiento de vigilancia según la invención, es el dispositivo de procesamiento remoto el que ajusta dinámicamente el umbral de detección utilizado para detectar una anomalía. Esta solución mejora la precisión y la robustez de la detección, ya que el dispositivo de procesamiento remoto está conectado a todos los contadores y, por lo tanto, puede evaluar estadísticamente los resultados de detección obtenidos por todos los contadores, lo que no puede hacer un único contador.

La invención se basa en el Edge Computing a nivel de contador. Cada contador produce mediciones primarias y realiza un preprocesamiento de las mismas, que consiste en seleccionar las mediciones relevantes y formatearlas para transmitirlas regularmente al dispositivo de procesamiento remoto, que centraliza y analiza estas mediciones relevantes.

Dado que el umbral de detección se fija en el dispositivo de tratamiento a distancia, es decir, fuera de los contadores, no es necesario reenviar mensajes de anomalía que, según la invención, son detectados directamente por el dispositivo de tratamiento a distancia. Esto minimiza el volumen de intercambios en la red y tiene muy poco impacto en el consumo eléctrico de los contadores.

También hay que señalar que la adquisición de las medidas primarias y el pretratamiento mencionados anteriormente no requieren que los contadores se reprogramen regularmente, lo que limita de nuevo el volumen de intercambios en la red. Además, estas operaciones son muy sencillas y no complican el contador ni a nivel de hardware ni de software.

Opcionalmente, una anomalía asociada a un contador es un fallo en la instalación asociada a dicho contador o un intento de fraude a dicho contador.

Opcionalmente, los contadores son contadores de fluido, y en los que el fallo en la instalación que puede detectarse es una fuga de fluido en la instalación.

Opcionalmente, cada uno de los contadores comprende un dispositivo de medición ultrasónica de una velocidad del fluido, en donde la magnitud representativa de la aparición de una fuga es una velocidad media Vmoy del fluido a lo largo de una primera duración predeterminada, y en donde el criterio de pertinencia es la condición:

|Vmoy| < Umbral_V1, en donde |Vmoy| es un valor absoluto de la velocidad promediada Vmoy y en donde Umbral _V1 es un umbral de velocidad predeterminado.

Opcionalmente, para cada contador, el dispositivo de procesamiento remoto detecta una fuga en la instalación asociada a dicho contador cuando, a lo largo de un segundo período predeterminado, tenemos: N1 > K1, en donde K1 es un umbral de fuga predeterminado, y en donde N1 es el número de velocidades promediadas tales que: Vmoy > Umbral_V2,

donde Umbral_V2 es el umbral de detección.

Opcionalmente, cuando un índice detectado de instalaciones que experimentan una fuga es mayor que un primer índice de fuga predeterminado, el dispositivo de procesamiento remoto (6) aumenta el umbral de detección de modo que el índice detectado de instalaciones que experimentan una fuga sea menor o igual que el primer índice de fuga predeterminado. Opcionalmente, la cantidad representativa de la aparición de una fuga es una diferencia de índice AC entre un valor máximo y un valor mínimo de un índice metrológico del contador a lo largo de un tercer período predeterminado, y en donde el criterio predeterminado es la condición: AC < Umbral_C1, en donde Umbral_C1 es un umbral de índice predeterminado.

Opcionalmente, para cada contador, el dispositivo de procesamiento remoto detecta una fuga en la instalación asociada a dicho contador cuando, a lo largo de un cuarto período de tiempo predeterminado, se produce:

(ACmax - ACmin) > Umbral_C2, en donde ACmax es el valor máximo de la diferencia de índice AC y en donde ACmin es el valor mínimo de la diferencia de índice AC, y en donde Umbral_C2 es el umbral de detección.

Opcionalmente, cuando un índice detectado de instalaciones con fugas es mayor que un segundo índice de fugas predeterminado, el dispositivo de procesamiento remoto (6) aumenta el umbral de detección de modo que el índice detectado de instalaciones con fugas sea menor o igual que el segundo índice de fugas predeterminado.

Opcionalmente, los contadores son contadores de fluidos que comprenden cada uno un dispositivo para medir por ultrasonidos una velocidad del fluido, y en los que el posible intento de fraude detectado es un intento de fraude por ultrasonidos.

Opcionalmente, la cantidad representativa de la ocurrencia del intento de fraude es un nivel de señal ultrasónica parásita medido cuando el dispositivo de medición ultrasónica no está emitiendo una señal de medición ultrasónica, y en donde el criterio de relevancia es tal que las mediciones relevantes comprenden, a lo largo de una quinta duración predeterminada, un primer número predeterminado de los niveles más altos de señal ultrasónica parásita en valor absoluto.

Opcionalmente, para cada contador, el dispositivo de procesamiento a distancia (6) detecta un intento de fraude cuando, a lo largo de una sexta duración predeterminada,:

N2 > K2, en donde K2 es un umbral de fraude predeterminado, y en donde N2 es el número de niveles de señal ultrasónica parásita tales que:

|Nc| > Umbral_Nc, en donde Umbral_Nc es el umbral de detección.

Opcionalmente, cuando un índice detectado de contadores manipulados es mayor que un primer índice de manipulación predeterminado, el dispositivo de procesamiento remoto aumenta el umbral de detección de modo que el índice detectado de contadores manipulados sea menor o igual que el primer índice de manipulación predeterminado.

Opcionalmente, cada uno de los contadores comprende un magnetómetro destinado a detectar un intento de fraude magnético.

Opcionalmente, el magnetómetro es un magnetómetro 3D, en donde la cantidad representativa de la ocurrencia del intento de fraude es una cantidad magnética igual a: (|Bx|+|By|+|Bz|), siendo Bx, By y Bz valores en Tesla de un campo magnético medido a lo largo de tres ejes X, Y y Z, y en donde el criterio de pertinencia es tal que las mediciones pertinentes comprenden, a lo largo de una séptima duración predeterminada, un segundo número predeterminado de los valores Bx, By y Bz de las magnitudes magnéticas más elevadas.

Opcionalmente, para cada contador, el dispositivo de procesamiento a distancia detecta un intento de fraude cuando, a lo largo de una octava duración predeterminada, existe al menos un valor del módulo B tal que:

B > Umbral_B,

en donde Umbral_B es el umbral de detección y en donde:

Opcionalmente, cuando un índice detectado de contadores que sufren un intento de fraude es mayor que un segundo índice de fraude predeterminado, el dispositivo de procesamiento remoto aumenta el umbral de detección de modo que el índice detectado de contadores que sufren un intento de fraude sea menor o igual que el segundo índice de fraude predeterminado.

Se proporciona un sistema de medición que comprende un conjunto de contadores y un dispositivo de procesamiento remoto, estando dispuesto cada contador para medir un caudal suministrado a una instalación por una red de distribución, estando conectados todos los contadores al dispositivo de procesamiento remoto, implementándose en dicho sistema de medición el procedimiento de supervisión antes mencionado.

Se propone un dispositivo de tratamiento a distancia, dispuesto para ser conectado a un conjunto de contadores, estando cada contador dispuesto para medir un caudal suministrado a una instalación por una red de distribución, comprendiendo el dispositivo de tratamiento un módulo de aplicación en donde se implementan las segundas etapas del procedimiento de supervisión antes mencionado.

La invención se comprenderá mejor a la luz de la siguiente descripción de un modo de realización particular no limitativo de la invención.

Breve descripción de los dibujos

Se hace referencia al siguiente dibujo adjunto:

[Fig. 1] La figura 1 muestra un sistema de medición que comprende cuatro juegos de contadores, pasarelas y un Sistema de Información.

Descripción detallada de la invención

Con referencia a la Fig. 1, la invención se implementa aquí en un sistema 0 que comprende un primer conjunto de contadores 1, un segundo conjunto de contadores 2, un tercer conjunto de contadores 3 y un cuarto conjunto de contadores 4. El sistema 0 comprende además una pluralidad de conjuntos de contadores 3 y un sistema de información. El sistema 0 comprende además una pluralidad de pasarelas 5. El sistema 0 también incluye un dispositivo de procesamiento remoto, en este caso un Sistema de Información (SI) 6.

El SI 6 comprende un módulo LNS 7 (servidor de red LoRa), así como un primer módulo de aplicación 8, un segundo módulo de aplicación 9, un tercer módulo de aplicación 10 y un cuarto módulo de aplicación 11.

Todos los contadores están conectados al SI 6 a través de pasarelas 5. Los contadores se comunican con el SI 6 a través de una red LoRa. Por supuesto, podría utilizarse otro tipo de red de radiofrecuencia, por ejemplo una que utilice una banda de frecuencia en torno a 169MHz o cualquier otra tecnología de radiofrecuencia de baja potencia y largo alcance. Los contadores también podrían conectarse a un dispositivo de procesamiento remoto por diferentes medios de comunicación: por cable, línea eléctrica, etc.

En el caso de LoRa, se utiliza una banda ISM (para Industria, Ciencia y Medicina) para transmitir datos desde los contadores hasta SI 6, en este caso la banda de 863 a 870MHz en Europa.

Cabe señalar que todos los contadores que transmiten en dicha banda ISM deben respetar un ciclo de trabajo del 0,1 % (es decir, no transmiten más del 0,1 % del tiempo, es decir, no más de 3,6s por hora).

Cada contador comprende un componente de procesamiento adaptado para ejecutar instrucciones de un programa para implementar el procedimiento de vigilancia según la invención. El componente de procesamiento es aquí un microcontrolador pero podría ser un componente diferente, por ejemplo un microprocesador, una FPGA, un ASIC, etc.

En primer lugar, nos interesan los contadores del primer conjunto de contadores 1, que implementan un primer modo de supervisión y que se comunican, a través de las pasarelas 5 y del módulo LNS 7, con el primer módulo de aplicación 8 del SI 6.

Los contadores del primer conjunto 1 son contadores de agua y están dispuestos cada uno para medir un caudal de agua suministrado a una instalación por una red de distribución.

Cada uno de estos contadores comprende un dispositivo de medición por ultrasonidos de una velocidad del agua. El dispositivo de medición por ultrasonidos comprende un conducto, conectado a una tubería conectada a la red de distribución, por el que circula el agua. El dispositivo de medición también comprende un primer transductor y un segundo transductor que están adaptados en frecuencia y nivel de emisión. El primer transductor y el segundo transductor son, por ejemplo, transductores piezoeléctricos.

El primer transductor emite una primera señal de medición ultrasónica en la tubería, que recorre un trayecto de longitud definida. El segundo transductor recibe una primera señal de medición ultrasónica resultante de la propagación de la primera señal de medición ultrasónica en el fluido. A continuación, se mide el tiempo que tarda la primera señal de medición ultrasónica en desplazarse desde aguas arriba hasta aguas abajo a lo largo del trayecto de longitud definida.

Del mismo modo, el segundo transductor emite una segunda señal de medición ultrasónica en la tubería. El primer transductor recibe una segunda señal de medición ultrasónica resultante de la propagación de la segunda señal de medición ultrasónica en el fluido. A continuación, se mide el tiempo que tarda la segunda señal de medición ultrasónica en desplazarse de aguas abajo a aguas arriba a lo largo del trayecto de longitud definida.

La velocidad del agua V se estima en particular a partir de la longitud definida del trayecto y de la diferencia entre los tiempos de recorrido. La velocidad del agua V es la velocidad media del agua en la tubería.

El contador transmite regularmente al SI 6 tramas que contienen datos transmitidos convencionalmente por un contador de agua de este tipo. Estos datos incluyen estimaciones del caudal de agua suministrado a la instalación, así como otros datos diversos.

Para poner en práctica el procedimiento de vigilancia según la invención, el contador transmitirá al SI 6, además de estas tramas transmitidas de manera convencional, tramas de vigilancia.

En este caso, el contador envía 4 tramas de seguimiento al día, es decir, una cada 6 horas, teniendo en cuenta que a SF12 (293 bit/s - SF significa Spreading Factor), el tiempo de transmisión de una trama LoRa que comprende una FRMPayload típica de 51 bytes es del orden de 2,5s. Estas nuevas tramas de supervisión representan, por tanto, una duración total de 2,5s cada 6 horas, lo que es relativamente bajo comparado con el ciclo de trabajo mencionado anteriormente.

A continuación se describe el contenido de las tramas de supervisión para cada contador del primer conjunto de contadores 1.

El componente de tratamiento de los contadores produce medidas primarias de una cantidad representativa de la aparición de una anomalía asociada al contador. La posible anomalía detectada aquí es una avería que se produce en la instalación, en este caso una fuga de agua.

La magnitud representativa de la existencia de una fuga es una velocidad media Vmoy del agua durante un primer período de tiempo predeterminado, que en este caso es igual a 15 minutos.

El componente de tratamiento integra la velocidad del agua V (que es a su vez, como acabamos de ver, una velocidad media del agua en la tubería) medida por el dispositivo de medición 8 veces por segundo durante 15 minutos, para obtener la velocidad media Vaverage, que es una media aritmética.

La velocidad media Vmoy se almacena en 2 bytes.

[54] Por tanto, las velocidades medias Vmoy adquiridas cada 15 minutos constituyen las mediciones primarias.

[55] A continuación, el componente de procesamiento selecciona, a partir de las mediciones primarias, las mediciones relevantes que cumplen un criterio de relevancia. El componente de tratamiento de contadores selecciona únicamente las velocidades promediadas en una situación de caudal cero, es decir, en una situación en la que los equipos de la instalación no consumen agua.

El criterio de relevancia aquí es, por tanto, la siguiente condición

Para un período de 6 horas (es decir, 24 x 15 minutos), solo se necesitan 48 bytes (de 51) para almacenar las velocidades promediadas Vmoy en cada período de 15 minutos.

El componente de procesamiento transmite estas mediciones relevantes al SI 6 de forma regular, en este caso cada 6 horas.

Cabe señalar que la longitud L definida del trayecto entre el primer transductor y el segundo transductor del dispositivo de medición por ultrasonidos, que es específica de cada contador y se determina durante la calibración en fábrica, se suministra sistemáticamente a la SI 6 en uno de los tres bytes restantes.

El primer módulo de aplicación 8 de la SI 6 recibe las tramas de supervisión o, más exactamente, los paquetes de supervisión 14. Cada paquete de supervisión 14 incluye una dirección 15 del contador que envía dicho paquete de supervisión, así como una trama de supervisión LoRa 16 que incluye una cabecera que designa el primer modo de supervisión en donde está operando el contador (que pertenece al primer conjunto de contadores 1), lo que permite dirigir el paquete de supervisión 14 al primer módulo de aplicación 8.

Para cada contador, el primer módulo de aplicación 8 compara las mediciones pertinentes con un primer umbral de detección común a todos los contadores del primer conjunto de contadores 1, en un intento de detectar una fuga de agua en la instalación asociada al contador.

Así pues, para cada contador del primer conjunto 1, el SI 6 recibe 24 velocidades medias Vmoy relativas a períodos de caudal cero cada 6 horas.

El primer módulo de aplicación 8 detecta una fuga en la instalación cuando, a lo largo de un segundo período de tiempo predeterminado, que aquí es igual a 6 horas, tenemos:

N1 > K1, en donde K1 es un umbral de fuga predeterminado, y en donde N1 es el número de velocidades promediadas Vmoy tales que:

Vmoy > Umbral_V2,

siendo Umbral_V2 el primer umbral de detección común a todos los contadores del primer conjunto de contadores 1. Aquí, K1 es igual a 16.

Por lo tanto, si existe un sesgo positivo respecto al signo de estos 24 valores de velocidad promediados Vmoy, y si al menos 16 de estos 24 valores verifican:

Vmoy > Umbral_V2,

consideramos que hay una fuga en la instalación.

El primer umbral de detección Umbral_V2 es aquí igual a 0,5 L/h.

El primer módulo de aplicación 8 también ajustará dinámicamente el primer umbral de detección Umbral_V2 en función de una tasa detectada de anomalías, es decir, una tasa detectada (por el SI 6) de instalaciones que experimentan un fallo.

El SI 6 recibe periódicamente las tramas de supervisión enviadas por todos los contadores del primer conjunto de contadores 1, al que está conectado a través de la red LoRa.

Cuando el índice detectado de instalaciones con fugas es superior a un primer índice de fugas predeterminado, el primer módulo de aplicación 8 aumenta el primer umbral de detección Umbral_V2 de modo que el índice detectado de instalaciones con fugas sea inferior o igual al primer índice de fugas predeterminado.

De hecho, se considera que no puede haber simultáneamente más de F1 % de fugas en todas las instalaciones asociadas al primer conjunto de contadores 1.

F1 es el primer índice de fuga predeterminado y es aquí igual al 8 %.

Así, si el primer módulo de aplicación 8 detecta más de un 8 % de instalaciones con fugas, significa que el primer umbral de detección Umbral_V2 está mal ajustado y es demasiado bajo. El primer módulo de aplicación 8 ajusta dinámicamente el primer umbral de detección Umbral_V2 para reducir la tasa detectada de instalaciones con fugas de modo que sea inferior o igual al 8 %.

Nos interesan ahora los contadores del segundo conjunto de contadores 2, que implementan un segundo modo de supervisión y que se comunican, a través de las pasarelas 5 y el módulo LNS 7, con el segundo módulo de aplicación 9 del SI 6.

Los contadores del segundo conjunto 2 son contadores de gas y están dispuestos cada uno para medir una cantidad de gas distribuida a una instalación por una red de distribución.

Cada uno de estos contadores comprende un dispositivo de medida que mide el volumen de gas consumido y que incrementa un índice metrológico representativo del volumen de gas consumido.

El contador transmite regularmente al SI 6 tramas que contienen los datos transmitidos convencionalmente por un contador de gas de este tipo. Estos datos incluyen datos de medición representativos de la cantidad de gas suministrada a la instalación, por ejemplo el índice metrológico total, así como otros datos diversos.

Para poner en práctica el procedimiento de supervisión según la invención, el contador transmitirá, además de estas tramas transmitidas de manera convencional, tramas de supervisión al SI 6.

Una vez más, el contador envía 4 tramas de control al día, es decir, una cada 6 horas. Estas nuevas tramas de supervisión representan, por tanto, una duración total de 2,5 s cada 6 horas.

A continuación se describe el contenido de las tramas de supervisión para cada contador del segundo conjunto de contadores 2.

El componente de tratamiento del contador produce medidas primarias de una cantidad representativa de la aparición de una anomalía asociada al contador. La posible anomalía detectada es una avería que se produce en la instalación, en este caso una fuga de gas.

El valor representativo de la aparición de una fuga es una diferencia de índice AC entre los dos bytes inferiores de un valor máximo Cmax y los dos bytes inferiores de un valor mínimo Cmin del índice metrológico C del contador durante un tercer período de tiempo predeterminado. El índice metrológico C se mide 1 vez por segundo. El tercer período de tiempo predeterminado es igual a 15 minutos.

La diferencia de índice AC se almacena entonces en 2 bytes.

Las diferencias de índice de AC adquiridas cada 15 minutos constituyen, por tanto, las mediciones primarias.

A continuación, el componente de tratamiento selecciona, a partir de las mediciones primarias, las mediciones pertinentes que satisfacen un criterio de pertinencia.

El criterio de relevancia es la condición:

AC = (Cmax - Cmin) < Umbral_Cl,

donde Umbral_C1 es un umbral de índice predeterminado.

Típicamente, Umbral_C1 = 2.

Por lo tanto, las diferencias de índice AC se seleccionan en una situación de flujo cero, es decir, en una situación en la que los equipos de la instalación no consumen gas.

Para un período de 6 horas (es decir, 24 x 15 minutos), solo se necesitan 48 bytes (de 51) para almacenar los valores de diferencia de índice AC.

El componente de procesamiento transmite estas mediciones relevantes al SI 6 de forma periódica, en este caso cada 6 horas.

El segundo módulo de aplicación 9 de la SI 6 recibe las tramas de supervisión o, más concretamente, los paquetes de supervisión 14. Cada paquete de supervisión 14 incluye una dirección 15 del contador que lo envía, así como una trama de supervisión LoRa 16 que incluye una cabecera que designa el segundo modo de supervisión en donde funciona el contador (que pertenece al segundo conjunto de contadores 2), lo que permite dirigir el paquete de supervisión 14 al segundo módulo de aplicación 9.

Para cada contador, el segundo módulo de aplicación 9 compara las mediciones pertinentes con un segundo umbral de detección común a todos los contadores del segundo conjunto de contadores 2, en un intento de detectar una fuga en la instalación.

Así pues, para cada contador del segundo conjunto 2, el SI 6 recibe cada 6 horas 24 valores de diferencia de índice AC relativos a períodos de caudal cero.

El segundo módulo de aplicación 9 detecta una fuga de gas en la instalación asociada al contador cuando, a lo largo de un cuarto período predeterminado, que es igual a 6 horas, y por lo tanto a lo largo de los 24 valores de diferencia de índice AC, tenemos:

(ACmax - ACmin) > Umbral_C2,

donde ACmax es el valor máximo de la diferencia de índice AC y en donde ACmin es el valor mínimo de la diferencia de índice AC durante el cuarto período de tiempo predeterminado, y en donde Umbral_C2 es el segundo umbral de detección.

Típicamente, Umbral_C2 = 3.

El segundo módulo de aplicación 9 también ajustará dinámicamente el segundo umbral de detección Umbral_C2 en función de una tasa detectada de anomalías, es decir, una tasa detectada de instalaciones con fugas.

El SI 6 recibe periódicamente las tramas de vigilancia enviadas por todos los contadores del segundo conjunto de contadores 2, al que está conectado a través de la red LoRa.

Cuando el índice detectado de instalaciones con fugas es superior a un segundo índice de fugas predeterminado, el segundo módulo de aplicación 9 aumenta el segundo umbral de detección Umbral_C2 de modo que el índice detectado de instalaciones con fugas sea inferior o igual al segundo índice de fugas predeterminado.

Se considera que no pueden producirse más de F2 % de fugas simultáneamente en todas las instalaciones asociadas al segundo conjunto de contadores 2.

F2 es el segundo índice de fugas predeterminado y es aquí igual al 8 %.

Así, si el segundo módulo de aplicación 9 detecta más de un 8 % de instalaciones con fugas, significa que el segundo umbral de detección Umbral_C2 está mal ajustado y es demasiado bajo. El segundo módulo de aplicación 9 ajusta dinámicamente el segundo umbral de detección Umbral_C2 para reducir la tasa detectada de instalaciones con fugas de modo que sea inferior o igual al 8 %.

Nos interesan ahora los contadores del tercer conjunto de contadores 3, que implementan un tercer modo de supervisión y que se comunican, a través de las pasarelas 5 y del módulo LNS 7, con el tercer módulo de aplicación 10 del SI 6.

Los contadores del tercer conjunto 3 son contadores de agua y están dispuestos cada uno para medir un caudal de agua suministrado a una instalación por una red de distribución.

Cada uno de estos contadores comprende un dispositivo para la medición ultrasónica de la velocidad del agua, que comprende un primer transductor y un segundo transductor.

Para aplicar el procedimiento de vigilancia según la invención, el contador transmitirá al SI 6, además de estas tramas habituales, tramas de vigilancia.

También en este caso, el contador envía 4 tramas de seguimiento al día, es decir, una cada 6 horas. Estas nuevas tramas de supervisión representan, por tanto, una duración total de 2,5 s cada 6 horas.

A continuación se describe el contenido de las tramas de supervisión para cada contador del tercer conjunto de contadores 3.

El componente de tratamiento del contador produce medidas primarias de una cantidad representativa de la aparición de una anomalía asociada al contador. La anomalía posiblemente detectada es un intento de fraude ultrasónico en el contador.

La cantidad representativa de la ocurrencia del intento de fraude es un nivel de señal ultrasónica parásita medido cuando el dispositivo de medición ultrasónica no está emitiendo una señal de medición ultrasónica a través del primer transductor y el segundo transductor.

El medidor realiza una medición una vez por minuto durante sus silencios (es decir, cuando no está emitiendo señal ultrasónica de medición) en la recepción de cada uno de sus transductores del nivel de señal ultrasónica interferente Nc recibido. El nivel de señal ultrasónica parásita Nc es un nivel de pico.

El nivel de señal ultrasónica parásita Ne se almacena en 1 byte.

Por consiguiente, los valores del nivel de señal ultrasónica parásita Nc constituyen las mediciones primarias.

A continuación, el componente de procesamiento selecciona, a partir de las mediciones primarias, las mediciones relevantes que satisfacen un criterio de relevancia.

El criterio de relevancia es tal que las mediciones relevantes comprenden, a lo largo de una quinta duración predeterminada, un primer número predeterminado Np1 de los niveles de señal ultrasónica parásita Ne más altos en valor absoluto.

El primer número predeterminado Np1 es igual a 48 y la quinta duración predeterminada es igual a 6 horas.

Por lo tanto, los 48 niveles de señal ultrasónica parásita Ne más altos en valor absoluto se seleccionan a lo largo de un período de 6 horas.

El componente de procesamiento transmite regularmente estas mediciones pertinentes al SI 6, en este caso cada 6 horas.

El tercer módulo de aplicación 10 de la SI 6 recibe las tramas de vigilancia o, más exactamente, los paquetes de vigilancia 14. Cada paquete de vigilancia 14 incluye una dirección y un número de serie. Cada paquete de supervisión 14 incluye una dirección 15 del contador que lo envía, así como una trama de supervisión LoRa 16 que incluye una cabecera que designa el tercer modo de supervisión en donde opera el contador (que pertenece al tercer conjunto de contadores 3), lo que permite dirigir el paquete de supervisión 14 al tercer módulo de aplicación 10. Para cada contador, el tercer módulo de aplicación 10 realiza una comparación de las medidas pertinentes con un tercer umbral de detección común a todos los contadores del tercer conjunto de contadores 3, con el fin de intentar detectar un intento de fraude en el contador.

Así pues, para cada contador del tercer conjunto de contadores 3, la SI 6 recibe cada 6 horas los 48 niveles de señal ultrasónica parásita Ne más elevados en valor absoluto, realizándose las mediciones de los niveles durante los silencios de dicho contador.

El tercer módulo de aplicación 10 detecta un intento de fraude al contador cuando, a lo largo de un sexto período de tiempo predeterminado, tenemos: N2 > K2, en donde K2 es un umbral de fraude predeterminado, y en donde N2 es el número de niveles de señal ultrasónica parásita Ne tal que: |Nc| > Umbral_Nc, en donde Umbral_Nc es el tercer umbral de detección.

Aquí, K2 es igual a 16.

La sexta duración predeterminada es igual a 6 horas y corresponde por tanto a los 48 niveles de señal ultrasónica parásita Ne recibidos.

Por consiguiente, el tercer umbral de detección se fija de manera que, si 16 valores de nivel de señal ultrasónica parásita Ne son en valor absoluto estrictamente superiores al tercer umbral de detección Umbral_Nc, se considera que se ha producido un fraude.

Aquí, Umbral_Nc es igual a 0,5V. Umbral_Nc depende del diseño del dispositivo de medición ultrasónica.

El tercer módulo de aplicación 10 también ajustará dinámicamente el tercer umbral de detección Umbral_Nc en función de una tasa detectada de anomalías, es decir, una tasa detectada de contadores que sufren un intento de fraude.

El SI 6 recibe periódicamente las tramas de supervisión enviadas por todos los contadores del tercer conjunto de contadores 3, al que está conectado a través de la red LoRa.

Cuando el índice detectado de contadores que sufren un intento de fraude es superior a un primer índice de fraude predeterminado, el tercer módulo de aplicación 10 aumenta el tercer umbral de detección Umbral_Nc de modo que el índice detectado de contadores que sufren un intento de fraude sea inferior o igual al primer índice de fraude predeterminado.

Se considera que no puede haber simultáneamente más de F3 % de intentos de fraude en todos los contadores del tercer conjunto 3.

F3 es la primera tasa de fraude predeterminada y es aquí igual al 10 %.

Así, si el tercer módulo de aplicación 10 detecta más de un 10 % de contadores víctimas de un intento de fraude, significa que el tercer umbral de detección Umbral_Nc está mal ajustado y es demasiado bajo. El tercer umbral de detección Umbral_Nc se ajusta dinámicamente para reducir la tasa detectada de contadores objeto de fraude de modo que sea inferior o igual al 10 %.

Nos interesan ahora los contadores del cuarto conjunto de contadores 4, que implementan un cuarto modo de supervisión y que se comunican, a través de las pasarelas 5 y el módulo LNS 7, con el cuarto módulo de aplicación 11 del SI 6.

Los contadores del cuarto conjunto 4 son contadores de gas y están dispuestos cada uno para medir una cantidad de gas distribuida a una instalación por una red de distribución.

Cada contador está equipado con un magnetómetro 3D diseñado para detectar un intento de manipulación magnética.

El contador transmite regularmente al SI 6 tramas que contienen datos transmitidos convencionalmente por un contador de gas de este tipo. Estos datos incluyen datos de medición representativos de la cantidad de gas suministrada a la instalación, por ejemplo el índice metrológico total, así como otros datos diversos.

Para poner en práctica el procedimiento de supervisión según la invención, el contador, además de estas tramas habituales, transmitirá tramas de supervisión al SI 6.

También en este caso, el contador envía 4 tramas de supervisión al día, es decir, una cada 6 horas. Estas nuevas tramas de supervisión representan, por tanto, una duración total de 2,5 s cada 6 horas.

A continuación se describe el contenido de las tramas de supervisión para cada contador del cuarto conjunto de contadores 4.

El componente de tratamiento del contador produce medidas primarias de una cantidad representativa de la aparición de una anomalía asociada al contador. La anomalía posiblemente detectada es un intento de fraude magnético en el contador.

La cantidad representativa de la ocurrencia del intento de fraude es la cantidad magnética:

|Bx|+|By|+|Bz|,

siendo Bx, By y Bz valores en Tesla de un campo magnético medido por el magnetómetro 3D a lo largo de los tres ejes euclidianos X, Y y Z respectivamente.

El componente de procesamiento adquiere una medida cada 1s de la magnitud magnética, producida por el magnetómetro 3D.

Por lo tanto, los valores Bx, By y Bz de la magnitud magnética constituyen las mediciones primarias.

El criterio de relevancia es que las mediciones relevantes comprenden, durante un séptimo período predeterminado, un segundo número predeterminado de las mediciones primarias más altas, es decir, los valores Bx, By y Bz de las cantidades magnéticas más altas.

El segundo número predeterminado Np2 es igual a 16 y la séptima duración predeterminada es igual a 6 horas. Por lo tanto, se seleccionan los 16 valores magnéticos más altos max(|Bx|+|By|+|Bz|) durante un período de 6 horas. El componente de procesamiento transmite periódicamente al SI 6, en este caso cada 6 horas, las mediciones pertinentes antes mencionadas, es decir, los valores Bx, By y Bz de las 16 magnitudes magnéticas más altas.

El cuarto módulo de aplicación 11 de la SI 6 recibe las tramas de supervisión o, más exactamente, los paquetes de supervisión 14. Cada paquete de supervisión 14 incluye una dirección y un número de serie. Cada paquete de supervisión 14 incluye una dirección 15 del contador que lo envía, así como una trama de supervisión LoRa 16 que incluye una cabecera que designa el cuarto modo de supervisión en donde opera el contador (que pertenece al cuarto conjunto de contadores 4), lo que permite dirigir el paquete de supervisión 14 al cuarto módulo de aplicación 11.

Para cada contador, el cuarto módulo de aplicación 11 realiza una comparación de las mediciones pertinentes con un cuarto umbral de detección común a todos los contadores del cuarto conjunto de contadores 4, en un intento de detectar un intento de fraude en el contador.

Para cada contador del cuarto conjunto 4, el SI 6 recibe por tanto cada 6 horas los valores respectivos Bx, By y Bz para cada una de las 16 magnitudes magnéticas más elevadas, lo que corresponde a 48 bytes transmitidos a dicho SI 6.

El cuarto módulo de aplicación 11 calcula entonces, para cada magnitud magnética |Bx|+|By|+|Bz| recibida, el módulo B del campo magnético mediante la fórmula:

B —

El cuarto módulo de aplicación 11 detecta un intento de defraudar el contador cuando, a lo largo de un octavo período de tiempo predeterminado, existe al menos un valor del módulo B tal que:

B > Umbral_B,

donde Umbral_B es el cuarto umbral de detección.

La octava duración predeterminada es igual a 6 horas y corresponde por tanto a los 16 valores magnéticos más altos recibidos por el SI 6.

Así, el cuarto módulo de aplicación 4 detecta un intento de fraude magnético en el contador si al menos uno de los 16 valores de B es tal que B > Umbral_B.

El cuarto módulo de aplicación 4 también ajustará dinámicamente el cuarto umbral de detección Umbral_B en función de una tasa detectada de anomalías, es decir, una tasa detectada de contadores que sufren un intento de fraude.

El SI 6 recibe periódicamente las tramas de supervisión enviadas por todos los contadores del cuarto conjunto de contadores 4, al que está conectado a través de la red LoRa.

Cuando el índice detectado de contadores que sufren un intento de fraude es superior a un segundo índice de fraude predeterminado, el cuarto módulo de aplicación 11 aumenta el cuarto umbral de detección Umbral_B de modo que el índice detectado de contadores que sufren un intento de fraude sea inferior o igual al segundo índice de fraude predeterminado.

Se considera que no puede haber simultáneamente más de F4 % de intentos de fraude en todos los contadores del cuarto conjunto 4.

F4 es la segunda tasa de fraude predeterminada y es aquí igual al 10 %.

Así, si el cuarto módulo de aplicación 11 detecta más de un 10%de contadores víctimas de un intento de fraude, significa que el cuarto umbral de detección Umbral_B está mal fijado y es demasiado bajo. El cuarto módulo de aplicación 11 ajusta dinámicamente el cuarto umbral de detección Umbral_B para disminuir la tasa detectada de contadores víctimas de un intento de fraude de modo que sea inferior o igual al 10 %.

Por supuesto, la invención no se limita a la realización descrita, sino que abarca cualquier variante que entre en el ámbito de la invención tal como se define en las reivindicaciones.

Por supuesto, sería posible implementar varios modos de supervisión en contadores del mismo conjunto, por ejemplo, un modo para supervisar un fallo en la instalación y un modo para supervisar un intento de fraude.

La invención no solo es aplicable a los contadores de agua o gas, sino que puede implementarse en cualquier tipo de contador.

Por ejemplo, la invención podría implementarse en contadores de calor que, en un piso de un edificio, evalúan la energía térmica consumida por el piso midiendo la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida de la tubería de agua caliente (dedicada a la calefacción por radiadores) del piso.

La invención también es aplicable a las tuberías que transportan petróleo o gas.

La invención también puede aplicarse a los contadores de electricidad, que podrían enviar un volumen importante de datos.

Cabe señalar que el dispositivo de procesamiento remoto puede, por supuesto, utilizar la nube para subcontratar al menos algunos de los algoritmos.

El dispositivo de procesamiento remoto no es necesariamente un SI, sino que podría ser un equipo o sistema diferente, por ejemplo un concentrador de datos conectado a un conjunto de contadores.

Aunque aquí, en el caso de los contadores de gas, las mediciones relevantes son los valores Bx, By y Bz, las mediciones relevantes podrían ser directamente las magnitudes magnéticas.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Procedimiento de supervisión de un conjunto de contadores (1, 2, 3, 4), estando cada contador dispuesto para medir un caudal suministrado a una instalación por una red de distribución, estando todos los contadores conectados al mismo dispositivo de procesamiento remoto (6), en donde el procedimiento de supervisión comprende las primeras etapas, implementadas en cada contador, de: - adquirir medidas primarias de una magnitud representativa de la aparición de una anomalía asociada a dicho contador; - seleccionar, a partir de las mediciones primarias, las mediciones pertinentes que respondan a un criterio de pertinencia; - transmitir regularmente las medidas pertinentes al dispositivo de tratamiento a distancia; y las segundas etapas, implementadas en el dispositivo de tratamiento a distancia (6), de: - para cada contador, comparar las medidas pertinentes con un umbral de detección común a todos los contadores del conjunto de contadores, con el fin de intentar detectar una anomalía asociada a dicho contador; - ajustar dinámicamente el umbral de detección en función de una tasa de anomalías detectada.
2. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una anomalía asociada a un contador es un fallo en la instalación asociada a dicho contador o un intento de fraude a dicho contador.
3. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 2, en donde los contadores son contadores de un fluido, y en donde el fallo en la instalación eventualmente detectado es una fuga del fluido en la instalación.
4. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 3, en donde cada uno de los contadores comprende un dispositivo para la medición ultrasónica de una velocidad del fluido, en donde la cantidad representativa de la aparición de una fuga es una velocidad media Vmoy del fluido a lo largo de una primera duración predeterminada, y en donde el criterio de relevancia es la condición: |Vmoy| < Umbral_Vl, en donde |Vmoy| es un valor absoluto de la velocidad promediada Vmoy y en donde Umbral_V1 es un umbral de velocidad predeterminado.
5. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 4, en donde, para cada contador, el dispositivo de procesamiento remoto (6) detecta una fuga en la instalación asociada a dicho contador cuando, a lo largo de una segunda duración predeterminada, tenemos: N1 > K1, en donde K1 es un umbral de fuga predeterminado, y en donde N1 es el número de velocidades promediadas tales que: Vmoy > Umbral_V2, en donde Umbral_V2 es el umbral de detección.
6. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 5, en donde, cuando un índice detectado de instalaciones con fugas es mayor que un primer índice de fugas predeterminado, el dispositivo de procesamiento remoto (6) aumenta el umbral de detección para que el índice detectado de instalaciones con fugas sea menor o igual que el primer índice de fugas predeterminado.
7. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la cantidad representativa de la aparición de una fuga es una diferencia de índice AC entre un valor máximo y un valor mínimo de un índice metrológico del contador a lo largo de un tercer período predeterminado, y en donde el criterio predeterminado es la condición: AC < Umbral_C1, en donde Umbral_C1 es un umbral de índice predeterminado.
8. Procedimiento de vigilancia de acuerdo con la reivindicación 7, en donde, para cada contador, el dispositivo de procesamiento remoto (6) detecta una fuga en la instalación asociada a dicho contador cuando, a lo largo de una cuarta duración predeterminada, tenemos: (ACmax - ACmin) > Umbral_C2, siendo ACmax el valor máximo de la diferencia de índice AC y siendo ACmin el valor mínimo de la diferencia de índice AC, y siendo Umbral_C2 el umbral de detección.
9. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 8, en donde, cuando un índice detectado de instalaciones con fugas es mayor que un segundo índice de fugas predeterminado, el dispositivo de procesamiento remoto (6) aumenta el umbral de detección para que el índice detectado de instalaciones con fugas sea menor o igual que el segundo índice de fugas predeterminado.
10. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 2, en donde los contadores son contadores de un fluido que comprenden cada uno un dispositivo para medir ultrasónicamente una velocidad del fluido, y en donde el posible intento de fraude detectado es un intento de fraude ultrasónico.
11. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la cantidad representativa de la ocurrencia del intento de fraude es un nivel de señal ultrasónica espuria medido cuando el dispositivo de medición ultrasónica no está emitiendo una señal de medición ultrasónica, y en donde el criterio de relevancia es tal que las mediciones relevantes comprenden, a lo largo de una quinta duración predeterminada, un primer número predeterminado de los niveles de señal ultrasónica espuria más altos en valor absoluto.
12. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 11, en donde, para cada contador, el dispositivo de procesamiento a distancia (6) detecta un intento de fraude cuando, a lo largo de una sexta duración predeterminada, hay: N2 > K2, en donde K2 es un umbral de fraude predeterminado, y en donde N2 es el número de niveles de señales ultrasónicas parásitas tales que: |Nc| > Umbral_Nc, en donde Umbral_Nc es el umbral de detección.
13. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 12, en donde, cuando una tasa detectada de contadores sometidos a intento de fraude es mayor que una primera tasa de fraude predeterminada, el dispositivo de procesamiento remoto (6) aumenta el umbral de detección de manera que la tasa detectada de contadores sometidos a intento de fraude se vuelve menor o igual que la primera tasa de fraude predeterminada.
14. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 2, en donde cada uno de los contadores comprende un magnetómetro para detectar intentos de fraude magnético.
15. Un procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el magnetómetro es un magnetómetro 3D, en donde la magnitud representativa de la ocurrencia del intento de fraude es una magnitud magnética igual a: (|Bx| |By| |Bz | ), siendo Bx, By y Bz valores en Tesla de un campo magnético medido a lo largo de tres ejes X, Y y Z, y en donde el criterio de relevancia es tal que las mediciones relevantes comprenden, a lo largo de una séptima duración predeterminada, un segundo número predeterminado de los valores Bx, By y Bz de las mayores magnitudes magnéticas.
16. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 15, en donde, para cada contador, el dispositivo de procesamiento a distancia (6) detecta un intento de fraude cuando, a lo largo de una octava duración predeterminada, hay al menos un valor del módulo B tal que: B > Umbral_B, en donde Umbral_B es el umbral de detección y donde:
17. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 16, en donde, cuando un índice detectado de contadores que sufren intentos de fraude es mayor que un segundo índice de fraude predeterminado, el dispositivo de procesamiento remoto (6) aumenta el umbral de detección de modo que el índice detectado de contadores que sufren intentos de fraude sea menor o igual que el segundo índice de fraude predeterminado.
18. Sistema de medida que comprende un conjunto de contadores (1, 2, 3, 4) y un dispositivo de procesamiento remoto (6), estando dispuesto cada contador para medir un caudal suministrado a una instalación por una red de distribución, estando conectados todos los contadores al dispositivo de procesamiento remoto, implementándose en dicho sistema de medida el procedimiento de supervisión según una de las reivindicaciones anteriores.
19. Dispositivo de procesamiento remoto (6), dispuesto para ser conectado a un conjunto de contadores (1, 2, 3, 4), estando dispuesto cada contador para medir un caudal suministrado a una instalación por una red de distribución, comprendiendo el dispositivo de procesamiento remoto (6) un módulo de aplicación (8, 9, 10, 11) en donde se implementan las segundas etapas del procedimiento de supervisión según una de las reivindicaciones 1 a 17.