3G技術建設智慧環衛

楊國軍

【摘要】 環衛業務點多、面廣，即有城市、又有農村，實時性要求高，工作量大。急需借助3G（GPS、GIS、GPRS/3G）信息化手段建設包括機械化保潔、垃圾清運、垃圾箱滿溢報警、餐廚垃圾收運、保潔人員管理、遠程視頻監控各子系統的智慧環衛管理平臺，提升環衛作業的及時性、準確性、預見性、可控性，進而提高環衛作業效率，降低運營管理成本，解除“垃圾圍城”的多年困擾。

【關鍵詞】 垃圾圍城 3G技術 智慧環衛 發展趨勢

引言：

有關資料表明，我國約有2/3的城市陷入“垃圾圍城”，城市垃圾堆存累計侵占土地超過5億平方米，每年的經濟損失高達300億元。如何處理城市生活垃圾，已引起社會的高度重視。保護環境，破解“垃圾圍城”、“垃圾圍村”現象已迫在眉睫。由于環衛業務點多，面廣，即有城市、又有農村，實時性要求高，工作量大，同時環衛作業由人工作業向機械化作業的發展趨勢，垃圾分類的發展趨勢，餐廚垃圾收運、處置的發展趨勢，都要求環衛業務管理要更加精細化更加標準化，為此急需借助3G（GPS全球定位系統、GIS地理信息處理技術、GPRS/3G無線通信技術）信息化手段提升環衛作業的及時性、準確性、預見性、可控性，進而提高環衛作業效率，降低運營管理成本，提高環衛服務水平。

一、項目概述

借助3G（GPS、GIS、GPRS/3G）技術搭建物聯網接入平臺和運行監控管理平臺，建設環衛數據中心，實現環衛日常作業數據、生產運行數據、統計分析數據自動收集、統一管理。整個智慧環衛平臺包括硬件基礎設施層、軟件基礎設施層、管理平臺管控層、前端感知設備接入層、管理人員多渠道接入層組成。

1.1方案設計

前端感知設備接入層核心部件聚合了GPS/GPRS/3G及各物聯網感知接口，具備接入各種AI/DI信息。如要對終端進行控制，則以相反的方向進行數據通信，系統實現了完全的雙向通信功能。模塊結構：

系統的工作流程：前端感知設備終端采集的定位信號、啟停信息、稱重信息、油耗信息、視頻圖像等等信息，通過GPRS/3G無線通信發送到電信運營商數據中心，之后再通過光纖專線傳輸到智慧環衛平臺管理中心，智慧平臺結合GIS地圖進行分析處理，圖形化顯示實時作業狀態，自動處理報警信息，自動生成作業過程的考核評價報表。各分控中心通過VPN數據專線與智慧平臺連接，具備遠程查看、填報、修改、處理相關作業信息的權限，實現區域化、層次化、本地化的管理功能，及時準確對轄區范圍內的作業人員、作業車輛、作業場所做出指揮調度、應急響應等措施。

系統組網結構如右圖：

2.1機械化保潔管理子系統

系統主要針對機掃、灑水、清洗作業進行規范化、精細化、數字化管理，管理內容包括為每輛作業車進行作業區域規劃、按規劃實時監控作業過程、自動形成針對作業車輛的考核評價報表。

系統實時采集前端設備上報的各種狀態信息和GPS信息，結合作業規劃指定的作業標準確，實時分析車輛各種狀態，包括：空駛狀態、作業狀態、停車狀態、超速狀態、越界狀態等，并通過不同形式的圖標在地圖上分別將這些狀態標識出來。

2.2垃圾清運管理子系統

針對所有擺臂車、壓縮車、收集車等垃圾清作業過程進行管理，實現車輛定位、清運過程實時監控、油耗監控、異常事件報警、統計分析等功能。

監控車輛出車收車情況、清運車行駛狀態、路線、在清運過程中有沒有超速、超時停車等違規情況、負責區域及清運任務完成情況、每天清運收集點的數量垃圾桶的清運狀態監管，能夠在GIS地圖上看到所有的垃圾桶當日清運狀態，對清運清運狀態及時預警、報警。

用車輛GPS結合垃圾桶位置信息及垃圾桶電子標簽，通過GIS自動計算垃圾桶收運情況，監控垃圾桶清運狀態，統計垃圾箱收運進度，用不同顏色圖標直觀區分已收及未收垃圾箱。在GIS地圖上看到所有的垃圾桶當日清運狀態。

2.3垃圾箱滿溢報警系統

我們對大垃圾箱的收運頻率主要是司機憑經驗自覺收運。由于氣候變化或突發事件會造成垃圾箱滿溢而司機不知道，給居民生活質量帶來一定的影響。為此需要為每個大垃圾箱安裝箱滿報警設備（GPS/GPRS/報警探測器），當垃圾箱內垃圾將要滿時自動預警，系統自動通知負責該垃圾箱的司機或指揮中心調度去清運。報警值可以按高度設定，也可以按照百分比設定。

2.4餐廚垃圾收運管理子系統

餐廚垃圾收運系統，通過為車輛安裝GPS、車載稱重設備、車載視頻、油耗傳感器、語音對講等感知設備，自動采集車輛出車時間、收車時間、行駛里程、行駛軌跡、收運餐廚垃圾量、作業油耗、作業視頻等數據，防止車輛不按規定處理餐廚垃圾同時也對餐館進行管理監控，防止餐廚垃圾他用，提高收集效率、規范收運過程、提高信息處理能力、便于實時調度。

收運過程描述如下：收運車輛進出廠檢測：采集車輛、人員、進出廠時間等相關信息、并通過地磅對整車進行稱重；

1.車輛沿規劃線路開始收運工作。收運過程中可通過手機對講實現實時調度、突發事件處理，通過視頻監控規范收運過程， GPS定位系統對車輛進行定位、追蹤 、越界報警等；

2.收運過程中，針對每一戶餐廚單位，通過RFID身份識別技術采集餐廚單位及桶相關信息，并對餐廚垃圾進行分戶分桶進行計重，通過對車輛提桶裝置改造，實現自動稱重及無線采集、實時上傳等功能，另外，通過視頻監控規范收運過程；

3.按照規定的收運序列，完成該線路所有餐廚單位餐廚垃圾的的收集過程；

4.收運車輛返廠，進行車輛二次稱重及相關數據采集。

2.5保潔人員管理子系統

按照網格化管理思路劃分作業區域，為每個人制定作業規劃，規定責任區域、到崗時間、作業次數等指標。通過給每名人員配備的GPS模塊或電動車輛安裝的GPS終端（系統將至少每隔5秒即上報GPS模塊所在的地理位置），實時采集人員位置數據，實現對人員位置實時定位、人員作業過程實時監控、歷史作業軌跡回放、人員違規事件點查詢預警、作業規劃、考核評價等功能。通過實時作業監控解決了人員作業規劃不合理、不按時到崗、越界辦私事、無故滯留、聚眾聊天等問題。

系統平臺運用GPS技術及GIS地理信息技術，在GIS地圖中，可顯示責任網格內的責任區域劃分，每個責任區域的負責人名稱，區域名稱，規劃內的巡查次數、到崗時間、巡查時長等信息。

2.6視頻監控系統

通過在全市重點路段、中轉站、公共廁所出入口對接和安裝視頻監控，將攝像頭位置信息全部錄入到系統中，可以通過地圖隨時查看各攝像頭的分布情況。實現重點路段、中轉站出入口等關鍵點位的在線視頻監控，監管中心可任意切換中轉站監控視頻，便于直觀了解所有中轉站周邊環境衛生狀況及作業是否規范。

在監控中心、手機端都能夠實時看到被監控位置的視頻。

三、結語

GPRS/3G從協議結構上提供了和IP網絡的互通功能，用戶在擁有一個電話號碼的同時將擁有一個固定的或動態分配的IP地址，通過電信運營商公眾網實現各實體之間的連接，具備覆蓋范圍大、系統建設投資少，信息服務費低、系統安裝工程量小，建網快、系統運行維護工作量小等優點。GPS衛星定位技術成熟、成本低廉。GIS電子地圖以直觀的方式顯示所有移動目標、固定目標的位置和狀態，實時性強、信息量大、穩定可靠。諸上3G技術的優點和特點與智慧環衛軟件平臺完美結合，必將成為數字環衛的發展趨勢，得到廣泛應用，快速提升環衛作業的服務水平，解除“垃圾圍城”的多年困擾。