基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的危險(xiǎn)廢物智慧管理平臺設(shè)計(jì)

摘? 要：隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)企業(yè)運(yùn)營過程中排放的危險(xiǎn)廢物日益增多，推進(jìn)實(shí)施危險(xiǎn)廢物的信息化管理已變得日趨重要。結(jié)合危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生企業(yè)的實(shí)際需求，利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套危險(xiǎn)廢物智慧管理平臺系統(tǒng)，對危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生、暫存、轉(zhuǎn)移等環(huán)節(jié)進(jìn)行智能監(jiān)管、智能偵測和自動預(yù)警，幫助產(chǎn)廢企業(yè)實(shí)現(xiàn)對危險(xiǎn)廢物的全過程監(jiān)管，以提升危險(xiǎn)廢物的風(fēng)險(xiǎn)防控能力。

關(guān)鍵詞：危險(xiǎn)廢物;物聯(lián)網(wǎng);智慧管理

中圖分類號：TP315;TP391.44;TN929.5? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-4706（2021）02-0164-04

Abstract：With the development of industry，more and more hazardous wastes are discharged in the operation process of industrial enterprises. It is increasingly important to promote the implementation of informatization management of hazardous wastes. In this paper，from the actual requirement of hazardous waste generation enterprises，a set of hazardous waste intelligent management platform system is designed by using big data，internet of things and other technologies，which can carry out intelligent supervision，intelligent detection and automatic warning for the generation，temporary storage and transfer of hazardous waste，so as to help waste generation enterprises realize the whole process supervision of hazardous waste，and improve the risk prevention and control ability of hazardous waste.

Keywords：hazardous waste;internet of things;intelligent management

0? 引? 言

危險(xiǎn)廢物（以下簡稱“危廢”）環(huán)境管理是生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要方面，是打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的重要內(nèi)容，對于改善環(huán)境質(zhì)量，防范環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)生態(tài)環(huán)境安全，保障人體健康具有重要意義。2019年，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《關(guān)于提升危險(xiǎn)廢物環(huán)境監(jiān)管能力、利用處置能力和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范能力的指導(dǎo)意見》[1]提出，到2025年底，建立健全“源頭嚴(yán)防、過程嚴(yán)管、后果嚴(yán)懲”的危險(xiǎn)廢物環(huán)境監(jiān)管體系，要著力提升危險(xiǎn)廢物信息化監(jiān)管能力和水平，鼓勵有條件的地區(qū)在重點(diǎn)單位的重點(diǎn)環(huán)節(jié)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)推行應(yīng)用視頻監(jiān)控、電子標(biāo)簽等集成智能監(jiān)控手段，實(shí)現(xiàn)對危險(xiǎn)廢物全過程跟蹤管理。

2020年9月，新的《中華人民共和國固體廢物污染防治法》實(shí)施后，對固體廢物的信息化管理提出了更高的要求[2，3]。目前我國已基本形成全國統(tǒng)一的固體廢物信息化管理網(wǎng)絡(luò)，主要固體廢物管理業(yè)務(wù)實(shí)行網(wǎng)上辦理，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物管理計(jì)劃備案和危險(xiǎn)廢物電子轉(zhuǎn)移聯(lián)單的全面應(yīng)用。但是各地現(xiàn)有的系統(tǒng)基本以服務(wù)政府部門為主，缺少以企業(yè)為服務(wù)對象的功能，企業(yè)先做紙質(zhì)臺賬，定期向政府危廢信息管理系統(tǒng)申報(bào)數(shù)據(jù)，無法實(shí)時體現(xiàn)危廢源頭的管控狀況，造成危險(xiǎn)廢物數(shù)據(jù)滯后，家底不清，不能為危廢監(jiān)管工作提供有力的信息支撐，并且，由于統(tǒng)計(jì)口徑不一致，造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)廢物污染環(huán)境事件，容易陷入案件不清晰，查處追責(zé)難[4]的困境。現(xiàn)有的危廢信息化管理的整體架構(gòu)和技術(shù)手段均難以滿足新《固廢法》提出的全過程監(jiān)控和信息化追溯的要求，亟待全面提升[2]。

基于日益嚴(yán)苛的監(jiān)管要求以及當(dāng)前危廢管理存在的問題[3]，在信息化高速發(fā)展的今天，除了利用法律條文等來規(guī)范和約束危險(xiǎn)廢物的管理工作之外，更應(yīng)該積極響應(yīng)國家“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略，采用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等智慧管理技術(shù)手段，以加強(qiáng)對現(xiàn)有管理制度的支撐，推動各項(xiàng)制度落地，讓治理效果看得見[5]。本文設(shè)計(jì)開發(fā)的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的危險(xiǎn)廢物智慧管理平臺，可幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物全過程規(guī)范化和信息化管理，幫助監(jiān)管部門實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物的溯源管理和透明化監(jiān)管。

1? 平臺總體框架設(shè)計(jì)

危廢智慧化管理平臺從三個層面進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖1所示，技術(shù)支撐層面是指利用二維碼、智能AI攝像頭、傳感器、移動終端、固定終端等一系列的技術(shù)和對應(yīng)的采集設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對危廢管理信息和數(shù)據(jù)的提取，搭建企業(yè)危廢管理基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫。運(yùn)營管理層面是指危廢智慧管理平臺可以實(shí)現(xiàn)核心功能，包括危廢出入庫管理、倉儲管理、設(shè)備管理、臺賬管理和知識管理等功能。決策支持層面主要提供危廢風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測預(yù)警和相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能，為企業(yè)管理層決策提供支持。平臺功能主要通過三個不同的管理終端實(shí)現(xiàn)，即Web端管理平臺、移動管理終端和固定管理終端。

2? 業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

危廢智慧化管理平臺采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，同時集成了二維碼技術(shù)、微信小程序、視頻AI智能監(jiān)控、無線通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對危廢產(chǎn)生、暫存、處置全過程的可視化實(shí)時化監(jiān)管，實(shí)時掌握危廢運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)危廢管理流程智慧化管理，如圖2所示。

2.1? 產(chǎn)廢環(huán)節(jié)

根據(jù)對企業(yè)工藝流程及產(chǎn)廢環(huán)節(jié)的全面分析，建立企業(yè)危廢基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，其中包含危廢產(chǎn)生環(huán)節(jié)記錄、種類、名稱、代碼、包裝形式等，企業(yè)可通過Web端管理平臺來管理危廢數(shù)據(jù)庫并對不同危廢物預(yù)制二維碼標(biāo)簽。

在危廢物產(chǎn)生后，操作人員可將預(yù)制的二維碼標(biāo)簽粘貼在危廢包裝上，標(biāo)簽中包含產(chǎn)廢名稱、危廢物種類、重量、產(chǎn)廢單位、聯(lián)系人等信息。二維碼標(biāo)簽隨同危廢物一并進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，使用手機(jī)掃描危廢二維碼，可以讀取標(biāo)簽中所含的相關(guān)信息并了解危廢物的實(shí)時動態(tài)。

2.2? 入庫環(huán)節(jié)

在企業(yè)的危廢倉庫安裝固定管理終端，操作人員對打包好的危廢物進(jìn)行智能稱重，掃描危廢包裝二維碼并安排入庫，固定管理終端自動記錄稱重結(jié)果并同步上傳至云端服務(wù)器，形成企業(yè)危廢入庫臺賬。在操作人員執(zhí)行入庫操作的同時，智能AI攝像頭自動開啟，借助GPU算力系統(tǒng)，感知眼智能識別人形和物體，抓拍照片和短視頻推送至云端服務(wù)器并保存至少6個月。過完磅秤后，操作人員將危廢物放至規(guī)劃的區(qū)域。

2.3? 貯存環(huán)節(jié)

應(yīng)在危廢倉庫的不同存儲區(qū)域設(shè)置高清攝像頭，覆蓋危廢倉庫的各個角落并清晰記錄危廢變動情況。通過智能AI攝像頭，在捕捉畫面中設(shè)置針對異常動態(tài)的提醒，異常動態(tài)包括但不限于危廢物泄漏、容器倒塌、火災(zāi)隱患等狀況，倉庫內(nèi)一旦出現(xiàn)異常動態(tài)，平臺系統(tǒng)可通過移動管理終端提醒相關(guān)管理人員。

2.4? 轉(zhuǎn)移出庫環(huán)節(jié)

企業(yè)在進(jìn)行危廢物轉(zhuǎn)移時，可以通過移動管理終端掃描危廢包裝二維碼，一鍵添加要轉(zhuǎn)移的危廢包裝，直接生成危廢轉(zhuǎn)移聯(lián)單，移動終端錄入轉(zhuǎn)移聯(lián)單時自動將入庫時的稱重?cái)?shù)據(jù)提取到聯(lián)單中，避免出現(xiàn)人為造假數(shù)據(jù)。在危廢物產(chǎn)生及轉(zhuǎn)運(yùn)的過程中，所有數(shù)據(jù)都關(guān)聯(lián)進(jìn)入危廢智慧化管理平臺，企業(yè)可通過系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行聯(lián)單核對和臺賬管理。

2.5? 企業(yè)危廢管理檔案

平臺結(jié)合企業(yè)管理過程中產(chǎn)生及輸入的數(shù)據(jù)可自動生成電子檔案，內(nèi)容包括：（1）工藝流程及產(chǎn)廢環(huán)節(jié)分析。（2）企業(yè)危廢信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。（3）危廢臺賬。（4）危廢轉(zhuǎn)移、申報(bào)計(jì)劃管理。（5）危廢、運(yùn)輸處置單位經(jīng)營許可證信息管理。（6）危廢處置合同管理。

平臺可對危廢產(chǎn)生源的相關(guān)信息進(jìn)行匯總，根據(jù)企業(yè)及危廢類別等條件進(jìn)行分析，分析危廢產(chǎn)生的趨勢變化，形成統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告，為企業(yè)的危廢減量化提供依據(jù)。

3? 平臺配套管理終端設(shè)計(jì)

危廢智慧管理平臺配套開發(fā)的管理終端包括固定管理終端、移動管理終端和Web端管理平臺后臺。各管理終端主要功能如圖3所示。

3.1? 固定管理終端

固定管理終端是基于C/S模式（客戶端—服務(wù)器模式）的應(yīng)用程序，Windows7及以上版本觸控一體機(jī)或Win10平板均可運(yùn)行。

固定管理終端與電子秤體相連接，可采集危廢物稱重?cái)?shù)據(jù)，如圖4所示。

選擇危廢物相關(guān)信息后，可一鍵完成產(chǎn)廢數(shù)據(jù)申報(bào)以及打印含二維碼的危廢標(biāo)簽。該標(biāo)簽符合國家相關(guān)法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，二維碼作為危廢包裝的唯一標(biāo)識，可用于危廢流轉(zhuǎn)信息跟蹤。同時，該設(shè)備提供歷史數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析與臺賬生成等功能。為企業(yè)改善危廢管理方式，降低環(huán)境監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)提供助力。

3.2? 移動管理終端

移動管理終端是基于微信小程序開發(fā)的，安裝有微信的Android/IOS手機(jī)或平板均可運(yùn)行。

移動管理終端便于攜帶，非常適合運(yùn)輸人員、倉管人員等角色使用，可實(shí)現(xiàn)在倉庫內(nèi)的實(shí)時操作。從危廢單包重量到倉庫庫存情況全部數(shù)字化呈現(xiàn)，一目了然，同時移動管理終端可一鍵創(chuàng)建轉(zhuǎn)移聯(lián)單，實(shí)現(xiàn)危廢一鍵出庫，管理人員可以實(shí)時通過客戶端查詢，全面而準(zhǔn)確地掌握危廢產(chǎn)生、庫存和轉(zhuǎn)移情況，對可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)及時獲得提醒，輔助其決策與管理，如圖5所示。

3.3? Web端管理平臺

Web端管理平臺是基于B/S模式（瀏覽器/服務(wù)器模式）的Web系統(tǒng)，內(nèi)核為IE9及以上版本的瀏覽器均可運(yùn)行。

Web端管理平臺的功能涵蓋危廢出入庫管理、庫存盤點(diǎn)、危廢庫存預(yù)警、智能設(shè)備管理、危廢臺賬、危廢管理知識庫等功能，將危廢收集、運(yùn)輸、貯存、處理處置等相關(guān)數(shù)據(jù)輸入平臺，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、更新、查詢與分析，實(shí)現(xiàn)對危廢管理相關(guān)數(shù)據(jù)的高效、動態(tài)、可靠管理，為企業(yè)管理層優(yōu)化管理提供依據(jù)，如圖6所示。

4? 平臺價(jià)值分析

危廢智慧管理平臺旨在提供一個基于互聯(lián)網(wǎng)、面向產(chǎn)廢企業(yè)的企業(yè)危廢內(nèi)部流程運(yùn)營管理支撐平臺，它可以從三個方面為企業(yè)帶來價(jià)值：（1）滿足企業(yè)內(nèi)部流程管控、成本分析等運(yùn)營管理要求，實(shí)現(xiàn)廢物處置全過程動態(tài)監(jiān)管及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，并形成企業(yè)內(nèi)控管理所需的各類臺賬，確保信息的完整、真實(shí)、及時、準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)賬賬相符，賬實(shí)相符。（2）基于二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)廢企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理，為每個最小危廢包裝建立ID唯一標(biāo)識，滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化督查監(jiān)管要求，形成完整的危廢轉(zhuǎn)移記錄，實(shí)現(xiàn)廢物的唯一性和可追溯性的動態(tài)管理。（3）依賴于大數(shù)據(jù)技術(shù)，對企業(yè)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，加工存儲，并不斷深入挖掘、分析，最終為企業(yè)的工藝流程改進(jìn)、危廢減量化提供全方位的大數(shù)據(jù)服務(wù)。

5? 結(jié)? 論

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的危廢智慧管理平臺，可實(shí)現(xiàn)危廢轉(zhuǎn)移線上線下一體化管理，使危廢信息更加透明化，業(yè)務(wù)流程更易于監(jiān)督管理;配套的管理終端簡便、易操作，使員工的操作更加系統(tǒng)化、規(guī)范化，對危廢的管理更趨于合理，為企業(yè)危廢管理和危廢減量化提供有力的決策依據(jù)。目前，該平臺已應(yīng)用于多家產(chǎn)廢企業(yè)，并取得了良好的效果。但是，由于不同企業(yè)產(chǎn)生的危廢種類和危害性不同，化工類等企業(yè)的危廢倉庫需要滿足防爆要求，下一步將繼續(xù)開發(fā)防爆版危廢智慧管理平臺，進(jìn)一步優(yōu)化平臺功能，以充分滿足不同企業(yè)的實(shí)際需求。

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作者簡介：高利利（1986—），女，漢族，山東聊城人，高級咨詢顧問，碩士，研究方向：智慧環(huán)保管理。