生活垃圾分类智慧化管理平台

生活垃圾分类智慧化管理平台

李星元1，张晨稳2

(1.郑州大学地球科学与技术学院，河南 郑州 450001

  2.郑州大学河南先进技术研究院，河南 郑州 450001)

摘 要：我国生活垃圾产量大，增速快，居民生活垃圾分类意识不强，且监管难度大，急需建立生活垃圾分类智慧化管理平台。本文围绕加强前端数据收集，提升监测预警能力、实现中端收运过程监管，规范各类运输车辆管控、实现垃圾处理场所监管，规范垃圾处置行为目标，研究垃圾分类可视化系统、数据管理系统和业务应用系统三个功能模块的具体内容和实现方式，搭建智慧化管理平台，

实现垃圾分类管理工作的规范化、智能化和精细化。

关键词：生活垃圾；智慧管理平台；垃圾分类

Intelligent management platform for household garbage classification

LI Xingyuan1,ZHANG Chenwen2

       1. School of Earth Science and Technology, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China

2.Henan Institute of Advanced Technology, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China

Abstract: The output of household garbage in our country is large, the growth rate is fast, the residents' awareness of household garbage classification is not strong, and the difficulty of supervision is great, there is an urgent need to establish the intelligent management platform of household garbage classification. This paper focuses on strengthening front-end data collection, improving monitoring and early warning capabilities, realizing mid-range collection and transportation process supervision, standardizing the control of various transport vehicles, realizing garbage disposal site supervision, and standardizing garbage disposal behavior objectives. It studies the specific contents and implementation methods of three functional modules, namely, garbage classification visualization system, data management system and business application system, and builds an intelligent management platform. Realize the standardization, intelligence and refinement of garbage classification management.

Key words: household garbage; Intelligent management platform; Garbage sorting

1引言

近年来，我国社会经济虽得以迅速发展，但居民生活垃圾分类意识不强，造成垃圾分类开展情况不容乐观，究其原因在于城市化进程的加快，人口数量持续增多，但生活垃圾分类相关政策未深入推进，前端管理力度不够，中端运输规范不够，后端处理监管能力不够[1]。主要表现在以下方面：1、基础物联感知设施覆盖低；2、数据资源尚未汇聚、数据价值难以发挥；3、生活垃圾分类管理业务线下流转，效率较低、协同困难；4、缺乏数据融合分析[2]。

本文基于云计算、物联网、大数据等技术建设智慧城生活垃圾分类智慧化管理平台，加强前端数据收集，提升监测预警能力；实现中端收运过程监管，规范各类运输车辆管控；实现垃圾处理场所监管，规范垃圾处置行为，提高城市生活垃圾分类管理工作质量和效率[3]。

2平台总体架构

本平台依托城市大脑标准规范体系及城市大脑安全运营体系进行建设，由城市大脑提供统一计算资源平台、统一数据中台、统一视觉计算开放平台。

数据资源中心通过统一的标准数据接口及汇集其他安全可靠数据共享方式建立与城市大脑的数据对接。对数据进行汇集、分析、清洗、对接等管理操作。

由监控视频、入侵报警识别、视频智能识别、一体化录像机和智能秤等感知设备作为主要感知数据来源，实现对生活垃圾分类的动态感知以及安全信息要素的采集。

应用层建设基础的数据治理应用，提供与城市大脑对接后对生活垃圾处置点数据资源以及生活垃圾感知数据资源的对接接入和标准化处理，形成标准的数据服务资源。在此基础上建设应用系统和可视化平台，实现市级、区县级生活垃圾分类智慧化管理平台。为智慧城市各级城市管理部门提供生活垃圾管理系统，实现生活垃圾分类管理智能化。基于数据的动态监测以及业务数据的沉淀，进行大数据分析，提供可视化展示、GIS模块和查询模块，实现对全市生活垃圾分类状况的综合分析及可视化展示[4]。

3平台功能

3.1垃圾分类可视化子系统

可视化系统数据来源包含前端投放的视频数据、音柱播报数据和预警数据；中端运输车辆位置数据、视频数据、预警数据；废品收购站的视频数据和称重数据；分拣中心的视频数据、预警数据、称重数据和设备运行数据等。

系统建设将进一步深化数据应用，模块化设计垃圾分类可视化系统展示内容，通过垃圾分类可视化系统建设将深化城管局垃圾分类数据应用、创新数据应用模式，实现数据多维度分析应用，支撑城管局科学决策。垃圾分类可视化系统主要包含可视化模块管理、GIS模块管理和综合查询模块[5]。

1、可视化管理模块

可视化模块是利用生活垃圾分类数据管理系统建立起的主数据关系和数据抽取模型，开展由浅入深的数据分析和挖掘，构建起生活垃圾分类大数据可视化集成展现与分析平台，通过对生活垃圾分类全业务、全要素数据的数据建模和融合分析，实现多业务、多层级、多维度、多形态的信息组织、关联分析与趋势预测，为日常生产运营各要素、资源、事件的科学管理及重要事件的高效组织指挥、决策提供重要的信息支撑[6]。

1)资源情况

展示全市生活垃圾分类覆盖率、全市生活垃圾回收利用率、全市生活垃圾分类处置率、建有厢房小区数/全市小区数、已运行分类投放厢房数/计划建设分类投放厢房数、在线车辆数/收运车辆总数、在线司机数/司机数等数据的展示。

2)周、月垃圾量统计

展示全市生活垃圾本周处理量、本月处理量、本周厨余垃圾处理量、其他垃圾处理量、有害垃圾处理量、可回收垃圾处理量、本周各县市区各类生活垃圾处理量柱状图、本月各县市区各类生活垃圾处理量柱状图。

3)今日处理任务

展示今日全市生活垃圾清运总量、厨余垃圾清运量、其他垃圾清运量、有害垃圾清运量、可回收垃圾清运量、各类垃圾清运量饼状图、各县市区各类垃圾清运量柱状图。

4)今日预警执法数

展示今日预警执法总数、预警执法处理量、分类投放预警执法数据、分类运输预警执法数据、分类处置预警执法数、各类预警执法饼状图、各县市区预警执法柱状图。

5)GIS分析

以GIS的形式展示全市已投入使用分类投放厢房（亭）数据、预警执法数据、车辆运行数据等。

6)异常告警

展示全市异常告警数、异常告警处置数、分类投放预警数、分类运输异常告警数、分类处置异常告警数、各类异常告警饼状图、各县市区各类异常告警柱状图。

7)今日垃圾量

动态展示今日全市生活垃圾回收利用率、全市生活垃圾分类处置率。

2、GIS模块管理

实现基于GIS的分析展示功能，主要包含GIS空间图层数据配置、中转站图层数据配置、分拣中心图层数据配置、焚烧发电厂图层数据配置、厨余垃圾场图层数据配置、生活垃圾填埋场图层数据配置、废品收购站图层数据配置、生活垃圾收运车图层数据配置、垃圾投放厢房（亭）图层数据配置、基于空间数据的中转站信息查询、基于空间数据的分拣中心信息查询、基于空间数据的焚烧发电厂信息查询、基于空间数据的厨余垃圾场信息查询、基于空间数据的生活垃圾填埋场信息查询、基于空间数据的废品收购站信息查询、基于空间数据的生活垃圾收运车信息查询、基于空间数据的垃圾投放厢房（亭）信息查询、全图显示、鹰眼显示及定位、地图疏密处理、业务图层注记管理、业务图层符号管理、数据源配置管理等内容。

3、综合查询模块

综合查询模块主要包含生活垃圾投放厢房查询、生活垃圾收运车辆查询、废品收购站查询、生活垃圾分拣中心查询、生活垃圾填埋场查询、焚烧发电厂查询、厨余垃圾场查询和生活垃圾中转站查询等内容。

3.2生活垃圾投放厢房（亭）监管子系统

1)生活垃圾厢房（亭）管理

实现垃圾厢房管理，强化厢房维护，实现厢房名称、位置等管理，实现各县市区厢房数据统计分析，实现厢房维护记录管理，强化生活垃圾分类厢房数据统计分析。

2)视频监控管理

实现摄像头的维护管理，对摄像头进行编号管理保证摄像头有效运行。实现摄像头运行监控管理，记录监控视频的在线与掉线状态。实现摄像头维护记录管理，记录摄像头维护信息。实现监控视频预警分类管理，强化监控视频数据分类应用，实现监控视频数据管理，实现生活垃圾分类点视频监控调用。实现抓拍图片查看，有效辨析违规投放行为，实现监控视频统计分析，为科学角色提供视频数据支撑。

3)误时投放、违规投放管理

系统基于视频分析模型，自动分析各生活垃圾分类投放厢房（亭）误时投放、违规投放行为，并进行相关预警，预警信息包含事件时间地点、违规投放照片、违规投放视频等数据。相关预警数据产生后将推送至事件所属相关单位进行处理。

5)音柱播报管理

实现音柱播报内容管理，实现播报内容修改、删除和编辑功能。当前端入侵摄像头检测到入侵行为则联动音柱进行播报。系统同时实现各区音柱播报频次，音柱工作状态的等行为展示。

6)垃圾桶满、烟雾报警管理

系统基于视频分析模型，自动分析各生活垃圾分类投放厢房（亭）分类投放垃圾桶满、烟雾情况，并进行相关预警，预警信息包含事件时间地点、违规投放照片、违规投放视频等数据。相关预警数据产生后将推送至事件所属单位进行处理。同时系统实现分类投放垃圾桶满、烟雾报警数据的分析展示。

7)设施损坏报警管理

设施损坏主要包含投放厢房（亭）损坏、摄像头损坏、音柱损坏、硬盘录像机损坏等行为。

系统基于模型算法自动分析各生活垃圾分类投放厢房（亭）设施损坏情况，并进行相关预警，预警信息包含事件地点、事件时间、违规投放照片、违规投放视频等数据。相关预警数据产生后将推送至事件所属单位进行处理。同时系统实现设施损坏数据的分析展示。

3.3生活垃圾收运车辆监管子系统

1)车辆管理

实现车辆基本信息的维护管理功能，实现车辆的添加、修改、删除、查找等功能，实现车辆一车一档的分析功能，实现基本信息的展示、车辆照片的展示、车主、车牌、车辆类型等相关信息的展示功能，实现基于车辆的预警信息展示，基于车辆形成一车一档，方便全市收运车辆管理。

2)智能秤管理

实现智能秤的管理与维护功能，实现智能秤与车辆的绑定与解绑功能，实现智能秤基本信息的管理与维护，建立智能秤安装台账，实现智能秤的管理长效化机制。实现智能秤监测数据的实时展示、历史数据展示等功能，重量数据的智能化分析功能。

3)司机管理

实现司机基本信息、车次管理。强化司机运行时间监控，有效保证司机工作时间，实现司机运量信息分析，提升司机工作质量，基于司机运行时间、运行预警等数据有效评价司机运行质量，倒闭司机规范化运行。实现司机数据统计分析，强化企业管理。

4)路线管理

实现路基基本信息维护管理工作，加强司机运输路线维护。实现路线变更功能，为司机有效路线运行提供保障，提高系统灵活度。实现路线与司机、车辆的匹配，建立路线闭环管理。基于GIS地图实现规划路线的可视化管理，实现路线的统计分析功能，有效为后续路线规划提供数据支撑。

3.4生活垃圾分拣中心监管子系统

1)基本信息管理

实现各生活垃圾分拣中心基本信息管理，包含信息的增加、删除、修改、查找等功能，同时实现对各垃圾分类分拣中心数据接口进行监控，如出现数据无法对接则进行预警。

2)实时监控管理

实现对各生活垃圾分拣中心视频监控实时管理，用户可查看各生活垃圾分拣中心实时视频信息，也可查看历史视频数据，通过视频数据可对生活垃圾分拣中心进行监控管理，为城市执法提供视频依据。

3)重量监测清单

根据各生活垃圾分拣中心每天分拣后的各类垃圾重量，形成各生活垃圾分拣中心垃圾分拣重量监测清单，通过清单可查看各种生活垃圾分拣重量，为生活垃圾分类科学管控提供依据[7]。

4)预警信息管理

生活垃圾分拣中心预警情况主要包含设备运行异常、数据异常等情况。系统基于模型算法实现生活垃圾分拣中心行为异常预警，预警信息将推送至生活垃圾分拣中心进行处理。

5)设备运行管理

基于各生活垃圾分拣中心共享的设备运行数据，对数据进行展示，结合实时数据及历史数据对相关数据进行分析并可视化展示，用户可通过选择时间可查询指定时间内设备运行情况。

4结语

通过生活垃圾分类智慧化管理平台的建设，实现公共管理服务信息化、网络化、智能化，有效的对城市生活垃圾投放进行全方位管控，有效提升垃圾回收利用率。提升协同共享工作能力，合理地分配资源，提高公共管理服务的效率和效能，降低成本。大大提高政府投资的科学化、持续化和合理化，减少政府投资的盲目性和重复性，降低人力物力财力的浪费，提高政府财政资金使用效率，进一步提高城市垃圾分类业务协同办公水平，提高工作效率。

参考文献

[1]廖胜权.广州市番禺区：实现生活垃圾分类智能化管理[J].城乡建设,2022(11):68-69.

[2]张钰钰,孙雯捷.“互联网+”生活垃圾分类创新模式研究[J].科技传播,2021,13(10):142-144.DOI:10.16607/j.cnki.1674-6708.2021.10.049.

[3]朱锦晶,陈华.生活垃圾精准分类智能管理平台项目研究[J].电脑知识与技术,2020,16(03):110-112+115.DOI:10.14004/j.cnki.ckt.2020.0295.

[4]梁利霞,胡前亮,徐沪杭,姚滨锋,苏翠霞.浙江省城乡生活垃圾处置智慧管理平台分析和设计[J].浙江建筑,2022,39(01):75-78.DOI:10.15874/j.cnki.cn33-1102/tu.2022.01.014.

[5]刘炳凯,何其昌,范秀敏,朱明华,刘益.基于GIS的城市生活垃圾收运管理系统[J].计算机工程,2009,35(08):274-276+279.

[6]张浡,陶申澳,周述鹏,高演辰.基于Web GIS平台的社区垃圾分类辅助系统[J].智能城市,2021,7(19):9-10.DOI:10.19301/j.cnki.zncs.2021.19.005.

[7]周斐,马敏锋.城市生活垃圾转运站的自动化管理系统设计[J].环境卫生工程,2011,19(05):7-8.

作者简介：

第一作者：李星元，男，汉族，河南省南阳市人，2004年6月生，郑州大学地理科学与技术学院，本科，研究方向为电子信息。

通讯作者：张晨稳，男，汉族，河南省驻马店市人，1999年5月生，郑州大学河南先进技术研究院，硕士，研究方向为电子信息。

项目信息：

基金项目名称：河南省重大公益专项“区域治安防控与打击处置技术综合应用示范”（项目编号201300311200）