基于用戶特征的垃圾分類系統設計與實現

辜萍萍 鄭宇輝

1.廈門大學嘉庚學院；2.廈門大學

隨著當前我國的社會市場經濟水平不斷發展和提高，城市化進程加快，大量的人口由傳統的農村地區轉移至其他城市，這使得城市的人口出現了大幅度上升，城市居民生活的垃圾分類問題日益嚴峻?，F階段，我國已經開始逐步進入生活垃圾分類新時代。因此，設計一款基于用戶特征的垃圾分類查詢系統，旨在有效解決對公眾思想認識程度不足、分類的標準不清、信息的接收渠道較少等基礎性問題。根據用戶使用系統的行為習慣分析用戶特征，從源頭上引導和輔助社會公眾正確進行垃圾分類。

隨著我國特色社會主義經濟建設進程持續加快，人民基本物質生活和消費水平實現了井噴式增長和提高，數量和規模持續快速攀升的大型城市生活處理垃圾也隨之而來。據目前的國家統計局的數據庫資料顯示，自2012年起我國城市生活及處理垃圾的清運量逐年快速增長。2021年-2025年的“十四五”時期，生活垃圾分類和處理設施建設進入關鍵階段。當前，城鎮生活垃圾分類和處理設施還存在諸多問題，處理能力不足、區域發展不平衡、管理體制機制不健全等，實現全面覆蓋的高質量發展面臨較大的困難和挑戰。雖然北京、上海、廣州、廈門等地相繼地推行了開展強制垃圾分類的舉措，但對于大部分城市而言這僅是剛邁入強制垃圾分類時代的第一步，距離垃圾分類廣度深度覆蓋還有很長的路要走。在移動互聯網和智能手機愈發普及的時代，利用低門檻的應用系統將垃圾分類知識融入大眾的日常生活之中，無疑對提升全社會生活垃圾分類意識是極其有益的。

1 垃圾分類系統的前景

移動互聯網蓬勃發展的態勢下，微信用戶基數龐大、覆蓋面較廣，且居民實際使用場景貼切于其小程序“用完即走”的核心理念。垃圾分類系統正是依托微信小程序而構建的一款應用程序，讓用戶更便捷地了解垃圾分類及環境保護相關資訊。從百度指數的“垃圾分類”關鍵詞的搜索數據及資訊數據統計結果來看，從2019年跨度到2021年，出現了對比鮮明的差異，資訊指數的日均值達到了20萬條以上，而大眾用戶的搜索指數整體日均值只有1萬多條，說明媒體不斷在宣傳垃圾分類的重要性，可民眾似乎對這個全新的生活方式并不格外關注，通過觀察調研發現，更多的老百姓是覺得無所適從不愿改變生活方式，從而選擇性地忽略。由此可見，微信小程序版本的基于用戶行為習慣特征的垃圾分類系統可以為生活中落地實現垃圾分類帶來可能。

就現階段我國市面上存在的生活垃圾分類平臺而言，反饋一般，主要的痛點在于無法根據用戶歷史交互數據分析出不同屬性特征的用戶在不同垃圾類型上存在的盲區，也由于不同城市垃圾分類標準存在偏差，在目前的部分系統中查詢結果產生錯誤，產品的數據庫不夠完善?；谇捌谡{研發現的一些問題，本文設計實現的小程序，可以更加個性化地為用戶服務。

2 系統核心功能設計

該系統基于前期需求調研，針對大眾在垃圾分類上的訴求，設計了五大核心功能模塊為用戶服務，包括垃圾分類查詢、在線趣味答題、新聞資訊瀏覽、垃圾分類指南及用戶數據管理分析服務。用戶包括普通用戶及管理員用戶兩大類。

普通用戶權限描述如下：

（1）微信賬號授權登錄后，可對個人中心信息（用戶名、性別、年齡、所在城市）進行修改。

（2）程序自動定位所在城市后，可搜索查詢有疑問、不清楚如何分類的垃圾在該地區所處類別及其處理方法。

（3）可實時瀏覽有關于垃圾分類的新聞，在內置新聞頁面評論分享自己的心得感受。

（4）程序自動定位或用戶手動修改所在城市后，可查看該地區的垃圾分類指南。

（5）可完成垃圾分類測試題，檢測自己對垃圾分類的掌握程度。

（6）將使用產品過程中所發現的問題或感受建議對開發團隊予以反饋。

（7）收藏小程序或將小程序分享給其他用戶。

管理員用戶權限描述如下：

（1）可對用戶反饋的信息進行查詢和回復。

（2）可對用戶使用信息（垃圾查詢信息、答題情況信息）進行查詢和導出。

（3）可對趣味答題模塊的題目進行添加、刪除、修改、查詢操作。

（4）可對新聞資訊模塊的新聞進行添加、刪除、修改、查詢操作。

2.1 垃圾分類查詢

用戶對于生活垃圾分類標準的模糊是生活垃圾分類執行情況不理想的一個關鍵所在，系統對各項生活垃圾的分類方式進行了優化收錄，并且為用戶提供了文字輸入查詢的方式。生活垃圾類別查詢系統后臺會自動定位查詢用戶的所在城市，匹配位置以及相應的生活垃圾分類的標準，用戶登錄后只需在分類垃圾卻不知道這些垃圾具體的類別時，打開小程序在對應的輸入框中直接輸入垃圾的名稱進行文字輸入搜索。用戶可在該頁面自動查看到這些垃圾的具體名稱、類別，以及相應的垃圾介紹和提示信息，后臺小程序會實時自動記錄當前用戶的垃圾查詢信息，后期提供智能化的個性服務。

2.2 在線趣味答題

對于檢測自己的實際掌握情況，測試是最優的方法。系統設計了趣味答題的模塊，用戶可以通過答題檢驗自己是否已經掌握的相應垃圾的具體分類，查看答卷解析，有效提升自己垃圾分類掌握能力。系統會對用戶的答題情況進行記錄，掌握用戶實際薄弱部分，更針對性的提供幫助。

2.3 新聞資訊瀏覽

系統為用戶提供了熱點新聞、科普講解窗口供用戶在線瀏覽，閱讀與垃圾分類政策相關的信息內容，及時了解時事政策。用戶登錄后可以在系統的新聞資訊詳情頁面在線瀏覽各類熱點新聞標題以及概述等相關信息，點擊自己關注或感興趣的熱點新聞跳轉到系統的詳情信息頁面，進行詳細內容的查看。該新聞模塊的建設旨在通過讓社會公眾更多的深入了解當下我國垃圾分類的具體實施的情況，了解和實施綠色健康生活的方式，起到教育、宣傳和社會引導的重要作用。這不僅能有效的保護和改善城鄉的生態環境，促進資源的分類回收和節約利用，也利于促進國民素質的提升、社會文明的進步。

2.4 垃圾分類指南

垃圾分類指南收錄垃圾分類基本常識、常見問題等，用戶可以點擊分類指南進行閱讀學習。系統會定期根據用戶使用數據統計，擴充修改垃圾分類指南中對應內容，推廣更加環保合理的處理方式和生活方式，希望能更有效地給用戶提供真切需求的垃圾分類知識填充。

2.5 數據管理分析

數據管理功能對于團隊內部開放，該模塊主要針對用戶使用情況進行管理，記錄相應問題。將查詢、錯題等數據進行可視化，并關聯用戶注冊時的屬性特征，直觀反映各類用戶在垃圾分類中存在的分類困難，通過數據分析升級自身產品服務、探尋垃圾分類根本問題和解決途徑，甚至可供有關組織、部門進行行業分析決策，為加速推行垃圾分類獻出自己的一份力量。

3 系統實現關鍵技術

該系統的管理員端采用網頁的形式對垃圾類型等數據進行增刪改查的操作，而普通用戶則采用微信小程序的方式進行交互。

3.1 軟件總體架構設計

系統采用前后端完全分離的開發模式，將項目分成多組模塊同時運作，以此提高開放效率，更好實現軟件敏捷開發，系統整體技術框架如圖1所示。

圖1 系統技術框架圖Fig.1 System technical framework diagram

3.2 軟件開發技術環境

該系統在Windows10操作系統上進行開發。開發工具有：jdk1.8.0_162，IntelliJ IDEA 2018.1.5 x64，JetBrains WebStorm 2018.1.5 x64，微信開發者工具，Apache Maven 3.6.1，Mysql8.0。使用框架：微信小程序端UI庫使用vantweapp，后端使用Springboot+SpringMVC+Mybatis。

開發環境采用前后端分離模式，管理員子系統的前端頁面使用Bootstrap+Jquery+Echarts，而移動前端采用微信小程序SDK進行開發, 小程序界面設計由Wxml和Wxss所實現，其中Wxml用于實現頁面的基本架構，而Wxss用于設計頁面樣式。

3.3 軟件數據庫設計

數據庫的設計需要符合系統的業務邏輯，本系統核心數據表的設計如下：垃圾類別信息表（垃圾ID，垃圾名稱，類別，加入時間）；新聞資訊表（新聞ID，新聞標題，新聞來源，新聞內容，新聞日期，新聞圖片名稱）；新聞評論表（新聞ID，用戶ID，評論內容）；用戶信息（用戶ID，用戶性別，出生年份，所在省份，所在城市，所在區縣，可回收物查詢次數，廚余垃圾查詢次數，有害垃圾查詢次數，其他垃圾查詢次數）；測試題目信息（題目ID，題目，選項信息，正確答案）；用戶答題信息（用戶ID，測試分值，錯題ID）；垃圾分類指南表（指南ID，推送用戶ID，指南內容）。

3.4 系統功能測試

功能測試用例針對測試對象的功能測試應側重于所有可直接追蹤到業務功能和業務規則的測試需求。這種測試的目標是核實數據的接受、處理和檢索是否正確，以及業務規則的實施是否恰當。主要測試技術方法為用戶通過GUI（圖形用戶界面）與應用程序交互，對交互的輸出或接受進行分析，以此來核實需求功能與實現功能是否一致，這是系統測試階段主要的測試方法[1]。因篇幅關系，此處僅展示核心功能部分測試用例，如表1所示。

表1 核心模塊測試用例Tab.1 Core module test cases

4 結語

加快推進生活垃圾分類和處理水平，是改善城鎮生態環境、保障人民健康的有效舉措，對推動生態文明建設實現新進步、社會文明程度得到新提高具有重要意義。垃圾分類查詢系統秉承“低門檻、易學習”的理念，輔助用戶在日常生活中及時了解垃圾分類相關資訊，根據需要查詢垃圾分類信息，學習分類知識。同時，通過數據統計，了解用戶特征，推送更準確的新聞資訊給用戶，利于更高效地增強垃圾分類意識。