上海市生活垃圾集運信息系統

—示范性系統研究與實現

郭廣寨

(上海環境實業有限公司，上海　201103)

上海市生活垃圾集運信息系統

—示范性系統研究與實現

郭廣寨

(上海環境實業有限公司，上海201103)

【摘要】針對上海市城市生活垃圾日趨增多的趨勢，提出了生活垃圾內河集裝化轉運系統。通過分析系統功能，設計了具有完整體系結構和標準化運營機制的示范性信息管理系統，該系統利用現代計算機技術和成熟數據處理技術實現了碼頭作業管理、船舶調度、資產管理、數據報表管理、作業監控，并形成一個有機的整體，有效提高了智能化作業水平和管理的信息化程度。

【關鍵詞】生活垃圾；內河集裝化轉運；示范系統

引用文獻格式：郭廣寨.上海市生活垃圾集運信息系統—示范性系統研究與實現[J].環境與可持續發展，2015，40(6)：200-201.

隨著城市經濟的發展和城市居民生活水平的提高，上海市生活垃圾的排放量日益增多，2015年，上海市生活垃圾日排放量在2萬噸左右，這對于垃圾收運來說無疑增加了系統運作的負荷。為此本文提出了生活垃圾內河集裝化轉運系統。

1集運系統應用功能分析

上海市區生活垃圾內河集裝化轉運系統(以下簡稱集運系統)總體思路可以概括為：“一個系統、二個中轉站、三個碼頭”。一個系統即利用現成內河航道，建設一個固體廢棄物內河集裝化轉運系統；二個中轉站即新建虎林中轉站、新建徐浦中轉站；三個碼頭即改建虎林碼頭、老港碼頭，新建徐浦碼頭。其中虎林中轉站和碼頭將負責蘇州河以北區域的垃圾轉運任務，徐浦中轉站和碼頭將負責蘇州河以南區域的垃圾轉運任務。為此，整個上海市區生活垃圾內河集裝化轉運系統包括兩個子系統，即“徐浦～老港”子系統和“虎林～老港”子系統。基于區域的系統劃分要考慮子系統間的協調性，同時要能保證較高的運輸效率。

系統的應用功能可分為生產作業管理、船舶靠泊調度、資產管理、數據記錄報表和作業監控指揮中心。

2集運系統體系結構設計

上海市生活垃圾集運系統由1個系統、2個中轉站和3個碼頭構成，垃圾運輸后的處理在徐浦-老港，虎林-老港兩個子系統內部完成。從示范性系統建設著手，要求整個系統結構穩定、功能完善，生產作業規范化、制作工藝標準化，具有行業領先的技術支持，同時系統還具有較好的可擴展性。系統運作發揮了統籌監管效能，設備的工作狀態、物料的運輸狀態、作業異常預警及員工出勤等均能實時反映到監控部門，可采取人工干預的方式調整系統作業工序。徐浦和虎林是垃圾處理工藝與壓縮裝箱的中轉站，經過車船共運在子系統內完成垃圾的處置。數據的采集實時準確，處理與傳輸效率較高，虛警率低，從兩個子系統的關系上看采用三地聯動方案，實現了資源統一調配，形成集群式數據倉庫，達到了信息的高度共享。按照管理需求，閉環作業全過程及數據流通與集成方式從三個維度將系統分為管理層層次結構、物流組織層次結構和信息處理拓撲結構。

3系統集成的關鍵技術

信息集成是系統發展到高級階段所要求的性能，它是建設示范性系統的標志。研究信息集成技術是各系統運行和相互之間集成的基礎，也是提高系統自動化性能的關鍵。下面對有關系統集成的關鍵技術標準進行介紹。

3.1　基于運動設備的數據處理系統

集運系統運營過程中，為獲取各類設備的實時作業狀態對流程進度信息進行統一監管，利用RFID技術設計了一個數據采集與信息傳輸子系統。該系統以流轉箱體為中心，將箱體與其在運輸過程中所經歷的運載設備進行綁定，運載設備通過天線發出一定頻率的射頻信號，待流轉箱體進入發射天線工作區時會產生感應電流，激活箱體表面感應裝置，箱體將自身編碼等信息通過內置天線發送出去，系統接收天線收到箱體發送來的載波信號，經天線調節器傳送到運載設備，運載設備對接收的信號進行解調和解碼，然后送到監控系統進行相關處理。

GPS是先進導航技術，通過移動目標接收衛星發射的無線電波，實時監控移動目標的位置。GIS以地理空間數據為基礎，采用地理模型分析方法，實時提供多種空間和動態的地理信息。使用先進的GPS定位技術對運輸系統中的車輛、船泊的位置和速度進行實時監控和跟蹤，結合使用GIS強大的地理數據功能，完善對車輛、船舶和集裝箱等設備運轉的調度。GIS將獲得的表格型數據轉換為地理圖形顯示，在統一的平臺上動態輸出設備狀態，并進行相關分析，由監管人員對流轉作業進行組織和管理。

對于橋吊上箱體在裝卸操作中的定位，使用運動機制測算原則采集位置信息。先對整個碼頭和前方堆場進行坐標映射，通過PLC程序直接計算小車和吊具的位置；根據旋轉編碼器測出天車運動的角速度，轉換為雙向正交脈沖信號，經過計數模塊后轉換成脈沖數，再結合脈沖分辨率得出大車的行走位移。采集到的小車、吊具和大車的信息經過PLC統一控制輸出，這樣在后臺監控系統能實時跟蹤吊具作業狀態和箱體的位置。

3.2　數據融合與分析預測

3.2.1分布式數據融合平臺

考慮各個碼頭系統獨立運轉，碼頭間的信息交互效率較低，為提高碼頭間的通信能力，統一監管、調配系統資源，創建一個群集式數據融合平臺。徐浦、虎林、老港和老港新基地碼頭各有一個中控服務器，將這些服務器進行耦合，并發運行，互為備份、負載均衡，群集后的公共數據存放于高冗余磁盤陣列中，群集中的節點可以被動地添加或刪除，以最大限度的擴展系統滿足不斷增加的系統應用負載需求。當一個或多個節點連接超時或出現硬件故障時，能實現將應用無縫透明地切換到其他正常節點繼續運行。因此，集群后的分布式數據庫使所有碼頭的數據信息實現共享，在應急狀態下任何碼頭均可訪問其他碼頭的數據，從而實現流轉設備狀態實時跟蹤統計。

3.2.2大數據深度信息挖掘

整個集運系統主要包括垃圾壓縮，車運，中轉，吊車裝卸，船運，填埋等多個環節，在每個環節中都會產生大量的數據。要使數據充分發揮其作用，更好的服務決策管理首先應該建立數據倉庫，從數據倉庫中進行數據挖掘更為便利。原始大數據一般含有噪聲，不完整、不一致的數據信息，要在預處理階段將其濾除，再通過數據清洗、集成、轉換、離散化過程獲得可靠數據，將它作為挖掘對象并建立模型使用分類、關聯、聚類等方法進行預測分析。通過數據挖掘技術，可獲得一些未知的和有用的信息，幫助決策層做出快速準確的決策。同時提高整個集運系統的智能化運行，如：對系統潛在的風險提前預警，評估碼頭運輸的負荷量，評估集裝箱的吞吐量和車輛、船只、吊橋等設備的利用率，評估工作人員的效率，評估智能作業指令的流暢性和高效性等等并及時把信息反饋給決策層。

3.3　三維動態人機交互

在集運系統監管層，監控人員需要從不同角度局部或全局地掌控前方作業的實況，在中心軟件系統構造了一個人機交互控制模型。利用B/S體系結構為框架，基于WPF技術，設計出具有友好人機交互界面、豐富表現形式和3D場景動態輸出的軟件系統。該系統支持對各碼頭作業場景、前后方堆場、吊具工作狀態的實時監控，對流轉箱體的詳細操作信息進行實時查詢。對車輛、船只的地理信息進行查詢時，結合GIS和GPS系統提供的數據以2D或3D地圖的形式呈現給用戶。在數據分析和顯示時，WPF提供的圖表控件能以非常專業的形式呈現給用戶。此外，還提供了后續對系統功能進行擴展的接口。

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Demonstration System Study and Implementation on Shanghai Living

Garbage Processing Information System

GUO Guangzhai

(Shanghai SMI Environmental Industry Co.，Ltd，Shanghai 201103)

Abstract：For the growing trend of living garbage in Shanghai City，The paper proposes garbage river containerized transport system.According to analyze the system function，a model information management system with complete structure and standardization operation mechanism is designed.

Keywords：living garbage；inland river containerized transport；demonstration system

作者簡介：郭廣寨，博士，高級工程師，主要研究領域環境工程

中圖分類號：X21

文獻標識碼：A

文章編號：1673-288X(2015)06-0200-02