城市生活垃圾收運(yùn)的信息化研究

任哲勖+邵明吉　黎恒

摘要：城市化的不斷深入、經(jīng)濟(jì)的高速增長，城市生活垃圾產(chǎn)生量日漸增多。通過對生活垃圾收運(yùn)信息化問題的研究，可以有效減少生活垃圾收運(yùn)環(huán)節(jié)中的成本并且提升收運(yùn)效率。本文說明了信息化技術(shù)及其特點(diǎn)，總結(jié)了國內(nèi)外垃圾信息化收運(yùn)的應(yīng)用情況，并分析了目前垃圾的收運(yùn)管理在應(yīng)用信息化技術(shù)中仍然留有的缺陷。同時(shí)，通過分析中國信息化技術(shù)的現(xiàn)狀和不足，對未來中國城市垃圾收運(yùn)管理的發(fā)展方向提出了建議。

Abstract： With the rapid economic growth and deepen urbanization， municipal solid waste generation is increasing. Through the research on the informationization of waste collection and transportation， it can effectively reduce the cost of waste collection and transportation and improve the efficiency of transportation. This paper describes the information technology and its characteristics， sums up the application of domestic and international spam information collection and transportation situation， and analyses of the current waste collection and transportation management in the application of information technology is still left flaws. At the same time， through the analysis of the status quo， shortcomings of China's information technology and the future of China's municipal solid waste information management and transportation prospects.

關(guān)鍵詞：城市生活垃圾；收運(yùn)；信息化

Key words： municipal solid waste；collection and transportation；informationization

中圖分類號：TU993.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）05-0167-03

1 緒論

城市化的迅不斷深入與發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的高速增長，使得城市面臨著垃圾處理能力不足的隱患。城市規(guī)模隨著城市化的推進(jìn)愈來愈大，超級大城市相繼出現(xiàn)，人口數(shù)量逐年上升，生活垃圾產(chǎn)生量也不斷增加。然而生活垃圾的處理環(huán)節(jié)還沒有得到足夠的重視，處理方式簡單、處理效率低下、對環(huán)境影響巨大。要解決日趨嚴(yán)重的“垃圾圍城”現(xiàn)象，就要對垃圾處理的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，從根本上得到改變。

垃圾的收運(yùn)是垃圾處理中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，在垃圾的產(chǎn)生和垃圾的處理之間發(fā)揮著及其重要的作用。并且垃圾的收運(yùn)消耗了大量的人力物力，覆蓋范圍廣，隨著城市的發(fā)展已經(jīng)成為垃圾處理過程中最困難的一個(gè)部分。目前生活垃圾的收運(yùn)分為混合收運(yùn)與分類收運(yùn)，混合收運(yùn)是大多數(shù)城市目前生活垃圾收運(yùn)的主要方式。混合收運(yùn)方式大大增加了回收垃圾在垃圾處理后期進(jìn)行減量化的困難，妨礙了垃圾中可以二次利用物質(zhì)的回收和再利用。然而當(dāng)前生活垃圾收運(yùn)方式存在許多弊端，比如分類較為簡單、收運(yùn)系統(tǒng)復(fù)雜、收集費(fèi)用較高、處理處置手段落后等，導(dǎo)致分類收集效果差強(qiáng)人意。

近年來信息化技術(shù)發(fā)展迅速，信息化技術(shù)應(yīng)用于城市生活垃圾收運(yùn)成為了關(guān)注的熱點(diǎn)。無線射頻識別（RFID）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IOT）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等技術(shù)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，迅速發(fā)展起來。同時(shí)，隨著信息化技術(shù)影響范圍越來越廣，新一代的信息技術(shù)正在逐步應(yīng)用于生活垃圾處理的各個(gè)方面。

信息化的發(fā)展對于生活垃圾的收運(yùn)處理有著巨大的影響。從費(fèi)用方面來說，在垃圾收運(yùn)的成本可達(dá)到總成本七成；從環(huán)境方面來說，收運(yùn)環(huán)節(jié)可以對周邊居民的環(huán)境造成很大的破壞。

因此利用先進(jìn)的信息化技術(shù)來解決生活垃圾收運(yùn)中所存在的各種問題，正是目前急需解決的困難。能否構(gòu)建相應(yīng)的生活垃圾收運(yùn)管理系統(tǒng)來優(yōu)化目前的收運(yùn)模式，使用信息化技術(shù)及相應(yīng)的工具能否降低收運(yùn)的成本和相關(guān)費(fèi)用，最終是否能夠建立一套有效的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)和優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)來幫助城市更好的解決生活垃圾的收運(yùn)問題。

2 城市生活垃圾收運(yùn)信息化研究綜述

目前在整體結(jié)構(gòu)上，發(fā)達(dá)國家都以垃圾分類收運(yùn)為核心，會對每一類垃圾建立分類收運(yùn)、分類處理的信息化系統(tǒng)[1]。地理信息技術(shù)、無線射頻技術(shù)的應(yīng)用使垃圾收運(yùn)更加便捷，同時(shí)減少了人力消耗，提高了效率[2]。

德國的垃圾收運(yùn)管理模式比較完整，將垃圾分為了包裝垃圾、有機(jī)垃圾和其他垃圾三種，并分別建立相應(yīng)的收運(yùn)體系。同時(shí)，德國最早通過相應(yīng)的新型技術(shù)例如射頻識別，對垃圾收集容器進(jìn)行智能識別[3]。美國環(huán)衛(wèi)管理機(jī)構(gòu)近年來逐漸形成多層次城市生活垃圾管理的體系[4]，并且為城市生活垃圾收運(yùn)車輛配備射頻識別系統(tǒng)[5]。

而我國的對于此方面的研究開始的比較晚，正處于快速發(fā)展，逐漸完善的過程中。有資料顯示，在垃圾的整個(gè)總處理費(fèi)用中大約八成都花在了收運(yùn)系統(tǒng)中[6]，且未來隨著城市面積的不斷增加，對垃圾收運(yùn)的覆蓋范圍要求越來越廣。在這種趨勢的驅(qū)使下，如何合理的使垃圾運(yùn)輸車輛的作業(yè)路線得到優(yōu)化，最大限度地提高作業(yè)效率，降低收運(yùn)系統(tǒng)費(fèi)用，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[7]。endprint

因此，城市生活垃圾收運(yùn)的信息化研究必然能夠使得收運(yùn)設(shè)施、收運(yùn)路線、收運(yùn)物流等各個(gè)環(huán)節(jié)能夠更好的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 城市生活垃圾收運(yùn)與信息化

3.1 信息化收運(yùn)技術(shù)及其特點(diǎn)

信息化收運(yùn)是指在城市生活垃圾收運(yùn)系統(tǒng)中，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在城市垃圾從源頭產(chǎn)生到收集運(yùn)輸直至處置的全過程利用RFID技術(shù)、GPS技術(shù)、GIS技術(shù)以及圖像傳輸技術(shù)等信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全過程實(shí)物流和信息流的監(jiān)控管理，并借用各項(xiàng)技術(shù)履行設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)、控制、監(jiān)管等各項(xiàng)職能。實(shí)際上就是利用信息化技術(shù)把生活垃圾收運(yùn)過程信息化，同時(shí)將其以信息流的形式在數(shù)據(jù)庫中儲存起來，然后利用數(shù)據(jù)的可操作性和實(shí)時(shí)性，分析指導(dǎo)收集和運(yùn)輸過程中的實(shí)物流，并在實(shí)際操作中應(yīng)用所得結(jié)果反饋，從而提升生活垃圾收運(yùn)效率和處置效果。在城市垃圾收運(yùn)中多個(gè)方面都可應(yīng)用現(xiàn)代化的信息技術(shù)，除了上述幾項(xiàng)技術(shù)外，在該領(lǐng)域中應(yīng)用的現(xiàn)代化信息技術(shù)還包括傳感器技術(shù)、遙感技術(shù)與GPS技術(shù)等，比如在利用傳感器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)垃圾運(yùn)輸車輛的自動稱重，無需裝卸即可精確計(jì)量固體廢物的重量；通過將遙感技術(shù)與GPS技術(shù)結(jié)合起來可實(shí)現(xiàn)對垃圾運(yùn)輸過程的實(shí)時(shí)追蹤，為工作人員的監(jiān)管和調(diào)控提供了極大的便利等。

信息化收運(yùn)技術(shù)具有如下優(yōu)勢：綜合性，信息化技術(shù)是將各種相關(guān)技術(shù)聯(lián)合起來應(yīng)用在收運(yùn)和管理垃圾中，而不是一種技術(shù)的簡單利用；操作步驟簡單、應(yīng)用快捷；節(jié)約了人力資源，同時(shí)也避免了由于人為因素導(dǎo)致的各類失誤；可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，信息化技術(shù)具有全天候、自動操作的特點(diǎn)，能夠全面監(jiān)控生活垃圾的收運(yùn)處理過程；應(yīng)用廣泛，信息化技術(shù)的覆蓋面廣，便于對操作對象進(jìn)行檢測和定位。

3.2 信息化技術(shù)在城市生活垃圾收運(yùn)中的應(yīng)用

3.2.1 信息化技術(shù)在生活垃圾收集中的應(yīng)用

首先，在垃圾桶上安裝RFID或其他電子標(biāo)簽，如此通過其他輔助設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)對垃圾源頭的追溯。其次，采用電子圍欄技術(shù)在垃圾的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，如此能夠識別出有效范圍內(nèi)的環(huán)衛(wèi)車輛，并利用GPS定位技術(shù)對環(huán)衛(wèi)車輛的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行監(jiān)控，從而獲得工作車輛的各項(xiàng)具體信息，便于對其的監(jiān)管和控制，也有利于更及時(shí)的處理各類突發(fā)狀況。不僅如此，在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中利用現(xiàn)代化技術(shù)還能夠簡便快捷對垃圾進(jìn)行稱重，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)庫，從而獲悉每個(gè)中轉(zhuǎn)站中垃圾的量。最后，在垃圾的末端處置環(huán)節(jié)，可將各個(gè)中轉(zhuǎn)站收集的垃圾量進(jìn)行分析處理，從而實(shí)現(xiàn)對其垃圾處理能力的評估。

當(dāng)前我國開始興起一些新的垃圾收集模式，例如飲料瓶智能回收機(jī)，它是由北京盈創(chuàng)再生資源回收有限公司自主研發(fā)的，將再生資源回收體系和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，利用返利的模式，鼓勵更多的人參與到正確環(huán)保的飲料瓶回收模式中，具有較強(qiáng)的可操作性和可持續(xù)性。

3.2.2 信息化技術(shù)在生活垃圾收運(yùn)路線中的應(yīng)用

目前主要是進(jìn)行規(guī)劃垃圾收運(yùn)運(yùn)輸車輛的路線，從而提高效率和節(jié)省費(fèi)用。通過全球定位系統(tǒng)（GPS）、無線射頻技術(shù)（RFID）、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)、無線信息傳遞（GSM/GPRS）等，運(yùn)用不同的方法構(gòu)建出相應(yīng)的城市生活垃圾收運(yùn)路線優(yōu)化模型，以收運(yùn)全過程車輛行程最小為目標(biāo)進(jìn)行求解，從而優(yōu)化城市生活垃圾收運(yùn)車輛路線。

3.2.3 信息化技術(shù)在垃圾收運(yùn)監(jiān)管中的應(yīng)用

信息化技術(shù)具有可視性的特點(diǎn)，并且可以全天候、自動化地對垃圾收運(yùn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此常用在垃圾收運(yùn)的監(jiān)管中。

在國外，地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于有害垃圾站點(diǎn)進(jìn)行的監(jiān)管，以及對城市生活垃圾新的管理模型探討，如有機(jī)材料的最大化回收和最小化填埋研究、垃圾的個(gè)人分片管理方式等。

在國內(nèi)則處于快速發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和城市再生資源系統(tǒng)聯(lián)用的優(yōu)勢，并結(jié)合城市的現(xiàn)狀，構(gòu)建城市再生資源管理平臺，用信息化的技術(shù)監(jiān)管垃圾收集、垃圾分類以及垃圾收運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了垃圾的智慧化和自動化管理，實(shí)現(xiàn)了垃圾從收集、運(yùn)輸?shù)阶罱K處置的智慧循環(huán)。垃圾收運(yùn)體系監(jiān)管系統(tǒng)，在垃圾投放、垃圾收集監(jiān)管、垃圾清運(yùn)等方面做到實(shí)時(shí)監(jiān)管。

3.2.4 信息化技術(shù)在生活垃圾收運(yùn)規(guī)劃中的應(yīng)用

GIS 技術(shù)由于其可以直觀、全面的分析研究對象，因此GIS也就成為了研究垃圾收運(yùn)規(guī)劃的有力工具。傳統(tǒng)的垃圾收運(yùn)規(guī)劃模型主要用于經(jīng)濟(jì)分析，而信息化技術(shù)由于其具有可視性等特點(diǎn)，可以直觀、全面地觀察分析研究對象，因此在垃圾收運(yùn)的規(guī)劃中運(yùn)用廣泛。

3.3 信息化技術(shù)在生活垃圾收運(yùn)中存在的問題

近年來，我國城市生活垃圾收運(yùn)與管理過程中信息化技術(shù)的運(yùn)用越來越常見，然而多是被應(yīng)用在某個(gè)地區(qū)，并未在大范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，究其原因包括如下幾點(diǎn)：

經(jīng)濟(jì)性問題。信息化技術(shù)的應(yīng)用在初期需要大量的資金投入，以垃圾收集裝置為例，若在垃圾桶上裝備RFID技術(shù)的垃圾桶，必然需要大量的各類電子元件的先期投入，且在試用期間這些電子元件還需要進(jìn)行精心的更新和維護(hù)，不僅如此，每個(gè)電子標(biāo)簽都需要配置專門的讀卡設(shè)備來對其進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，資金消耗巨大。

信息安全問題。現(xiàn)代公民對隱私的保護(hù)愈加重視，而生活垃圾中包含著居民的相關(guān)數(shù)據(jù)，電子設(shè)置的安裝及信息化技術(shù)的應(yīng)用，在便利了垃圾處理的同時(shí)，也給居民的信息安全帶來了巨大的挑戰(zhàn)，為信息的安全防護(hù)工作提出了更高的要求。

技術(shù)的不可移植性。在當(dāng)前階段信息化技術(shù)在生活垃圾收運(yùn)中的應(yīng)用還沒有普及到全國，僅僅適用在某個(gè)特定地區(qū)，因此，始終缺乏一個(gè)統(tǒng)一的、系統(tǒng)的整體規(guī)劃系統(tǒng)，無法在空間和時(shí)間上實(shí)現(xiàn)可移植性。

4 結(jié)論

城市生活垃圾的處理是任何一個(gè)市政當(dāng)局不可逃避的問題，而垃圾收運(yùn)是城市生活垃圾處理問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

一方面，信息化的生活垃圾收運(yùn)主要是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過相應(yīng)的技術(shù)手段構(gòu)建城市生活垃圾收運(yùn)系統(tǒng)信息化平臺、生活垃圾綜合收運(yùn)處理平臺，為城市生活垃圾收運(yùn)提供更優(yōu)化的方案：收運(yùn)設(shè)施建設(shè)、收運(yùn)路線優(yōu)化。建立精準(zhǔn)，高效，智能的動態(tài)稱重系統(tǒng)，建立完善的行業(yè)監(jiān)管數(shù)據(jù)庫、提高垃圾儲運(yùn)中轉(zhuǎn)調(diào)配調(diào)度效率，發(fā)揮城市的垃圾收運(yùn)處置能力，從而整體提升城市生活垃圾收運(yùn)總體水平。endprint

另一方面，政府機(jī)構(gòu)對實(shí)施生活垃圾作業(yè)的相關(guān)企業(yè)利用信息化平臺加強(qiáng)監(jiān)管：通過GPS信息實(shí)現(xiàn)對收運(yùn)車輛和收運(yùn)人員的管理。要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控垃圾處理廠的垃圾處理情況，便于對垃圾調(diào)配處理不至于過量。另外要建立對垃圾收運(yùn)全過程的監(jiān)管，將垃圾收運(yùn)的各個(gè)環(huán)節(jié)連接為一個(gè)整體，使得垃圾收運(yùn)過程變得更有效率，從而更好的提升了城市生活垃圾收運(yùn)管理水平及效率。

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