社区生活垃圾分类回收系统交互设计研究＊

张祥泉

叶丹

周仕参

杭州电子科技大学,杭州 310018

随着我国城市化进程的加快，城市生活垃圾如何达到减量化和循环再利用，已经成为我们亟待解决的问题。目前，普遍的做法，是实施垃圾分类收集处理。以杭州市为例，据杭州市区推进生活垃圾分类收集处置工作协调小组办公室的官方统计数据显示，截至2014年6月，“主城区完成垃圾分类覆盖率93%”[1]，但是， 2014年“在8月份市区共抽查垃圾分类生活小区95个，平均投放准确率为71.7%，平均分类准确率为73.3%，分类小区达标率为74.7%”[2]。这还是在各部门强力监督和大力宣传的努力下，才取得的结果。而郊区和周边县市，情况则更差。可见，垃圾源头分类效果并不理想。因此，要真正实现垃圾分类，还需要我们进一步深入研究造成目前问题的原因，从中来寻求解决策略。

一、有关垃圾分类回收的国内外研究动态

目前，大家将造成此现状的原因，普遍归结为：公众环保意识不够，相关配套设施不到位，政策法规不完善，经济投入不足，等等。针对这些问题，国内外学者从不同角度，展开了相关研究。

1.国内学者研究

郝明月采用典型相关分析和逐步回归的方法，探讨北京居民在垃圾分类中的环境意识和环境行为的相关性[3]。社会心理学家一直致力于构建相关理论，来预测和解释各种情境下人的行为，计划行为理论就是其重要成果[4]。曲英以计划行为理论为基础,运用实证研究方法，结合 A-B-C 理论，建立了居民垃圾分类回收行为的理论模型，验证了情境因素对行为意向可否转化为具体的行为，会起到非常重要的作用[5]。陈兰芳、吴刚、张燕、张仪彬等研究者，从垃圾分类回收行为的空间属性、社区因素角度展开研究，比较同一场所不同群体回收行为的差异和同一群体在不同场所回收行为的差异，分析回收行为的场所及群体差异在城市的空间集聚倾向，从而得到场所空间行为向城市行为空间的演化机制[4]。

2.国外学者研究

在十多年前，国外学者也有不少同类研究。内容包括：不同分类回收系统的实施效果[6]；回收系统运行成本、组织及环境与不同分类回收方式的相互影响关系[7]；垃圾清运车辆路径安排[8]；用户的知识水平与分类回收行为的相互关系[9]；等等。

这些研究，较系统地分析了垃圾分类行为与其影响因素的关系，但是关于人的需求因素方面，尤其是人机交互和用户体验的内容，几乎很少有研究者涉及，而这些，对于居民垃圾分类行为而言，又是极其重要的。

本文从交互设计的角度，来研究垃圾分类回收系统及其终端问题。传统的垃圾回收系统，从交互设计的角度来看，存在着诸多不合理之处。可以说，传统的垃圾回收系统，是传统垃圾回收模式下的产物，已经不能适应新形势下的要求。比如，传统的垃圾回收系统在人机交互方面，存在着“认知摩擦”的问题，让居民不知道该如何去分类，久而久之就形成了大家都不愿意去分类的现状。因此，运用交互设计相关理论，展开垃圾分类终端系统设计研究，在目前显得尤为重要。

二、交互设计理论及垃圾分类回收系统交互设计模型

1.交互设计理论及垃圾分类回收系统分析

交互设计的任务之一，是设计一个合理的程序，让人顺利地完成某个特定的任务。其目标，包括用户体验和可用性。可用性，主要包括产品的有用性、易用性及人机交互的效率等三大属性，具体可以细分为：可行性、高效性、安全性、通用性、易学性和易记性，等等。用户体验，是指用户与系统在交互过程中的情绪体验[10]4。在垃圾分类回收系统中，主要体现在以下方面：即垃圾分类终端产品，使居民在操作上，具有方便性、易识别性；使居民在执行分类投放任务时，具有便捷性、准确性。

交互设计中的构成要素，包括人、行为、技术、场景，即PACT，外加产品要素[11]。在社区生活垃圾分类回收交互系统中，也包含这些基本要素。其设计要素主要有：垃圾分类用户、分类行为、分类环境、技术、系统终端。这些要素相互联系、相互影响，构成垃圾分类回收交互设计系统（见图1）。系统的行为目的，是对垃圾进行分类收集、分类运输和分类处理。

图1 垃圾分类回收交互设计系统模型图

2.垃圾分类回收系统交互设计要素

在垃圾分类回收交互系统中，各构成要素具有其独特属性，对垃圾分类行为具有重要的影响。下面，就对各要素进行具体的解析。

（1）垃圾分类行为分析。垃圾分类交互行为，对于居民而言，具有即时性、重复性、随意性、易出错性等特性，动作过程简单，随意性较强，没有太多限制。居民主要行为动作如垃圾分类投放、垃圾袋搬运和垃圾袋分类投放等，容易受到行为意向和外部条件的影响。居民在行为意向多样化以及外部条件复杂多变的情况下，行为意向容易被干扰，导致其行为结果会不一样。

而对于环卫人员来说，其行为动作具有重复性和专业性等特点，受过专业训练，受行为规范约束，行为意向明确。环卫人员的主要行为动作，包括垃圾桶分类搬运、堆放、清洁、装车，等等。

（2）垃圾分类回收系统终端。垃圾分类回收系统终端，主要是指垃圾分类、投放、运送的各种工具产品。主要包括：垃圾桶，垃圾袋，垃圾投放设施、垃圾房、垃圾清运车和其他环卫设施。垃圾分类回收系统终端产品的功能，主要表现在使用性和指示性两个方面。

首先，作为环卫工具，产品的好与坏，可用性和易用性是其首要的衡量标准。好的环卫工具产品，会更有利于使用人员对垃圾进行正确分类，减少障碍。

其次，作为信息传播的载体，垃圾分类回收系统终端产品，需要准确、有效地传达垃圾分类的相关信息，规范和引导用户的分类行为。因此，环卫工具产品的系统化、标准化、一致性、易学习和易识别等特性，就至关重要。

（3）垃圾分类人员。垃圾分类回收系统的用户，主要包括社区居民、环卫人员及相关管理人员。其中，社区居民的差异性较大，其在年龄、文化、学历、文化习惯、价值观念等方面，都呈现出多样化的特点。

具体来说，社区居民在分类行为上，具有多样性、随机性和不确定性的特点。可以说，社区居民的垃圾分类行为，目前还不受机制约束。因此，社区居民主要是凭借个人意识来实施垃圾分类行为，行为意向相对不明确，受外部条件的影响较大。

环卫人员和管理人员的行为特点，则主要表现为：专业性、长期性、统一性和标准化。由于环卫人员和管理人员受到过专业化训练，又有制度约束，因此其行为意向明确。

（4）环境要素。垃圾分类交互行为所处的环境，可分为物质环境和非物质环境。其中，非物质环境，包括居民垃圾分类规范制度、法制环境、宣传教育，等等。物质环境，则主要是垃圾分类交互行为发生的周边空间物质环境，如家庭室内环境、社区垃圾站、宣传告示区，等等。

根据国内学者曲英的研究结论，环境因素对居民的垃圾分类行为意向具有一定的调节作用，好的环境，有利于培养居民的垃圾分类行为意向，引导居民实施垃圾分类[5]。

目前，一些居民小区的垃圾投放环境，对居民垃圾分类具有操作指示和信息传达的功能，对分类行为具有直接影响。

（5）技术要素。所谓技术要素，主要是指垃圾分类终端系统中，所采用的实现垃圾分类、回收、搬运、指示、宣传等相关的技术手段。在传统垃圾回收终端系统中，其技术含量偏低，但随着现代信息化、自动化、多媒体和人工智能等技术的发展，技术因素对垃圾分类的影响越来越大，新技术的充分应用，有助于垃圾分类回收更容易实现。

三、垃圾分类回收系统交互设计任务流程调研与分析

1.垃圾分类回收人机交互系统模型

根据人机交互理论，在人机系统模型中，包括人、机和环境3个组成部分。人与机器之间，主要通过用户界面进行交互，人通过行为的输出，实现对机器的操作，机器接收相应操作，并输出操作结果信息，然后信息输入到人，用户界面的设计，直接关系到人机关系的合理性[10]122。垃圾分类回收人机交互系统（见图2），其原理也与此相似。

图2 垃圾分类回收人机交互系统模型图

系统模型的构成要素包括：人、垃圾分类行为、垃圾分类回收系统终端、技术、信息和垃圾分类环境等。人和系统终端，是交互系统的主体与客体，其他要素对其具有调节作用。垃圾分类回收人机交互系统，包含信息和操作的输入与输出。

首先，用户通过接受外部环境和系统终端的信息，结合自身知识经验，形成行为意向。然后，用户通过相应的行为，对系统终端进行操作，系统终端将操作结果信息反馈给人。至此，完成人机交互的一个过程。要使垃圾分类回收人机交互顺畅进行，必须保证信息和操作的输入、输出的顺畅。

根据曲英的研究结论显示，垃圾分类行为能否顺利实施，取决于外部条件和用户行为意向两个因素[5]。外部条件包括系统终端、环境、技术和信息，系统终端受环境和技术因素的影响，技术决定了系统终端的功能和特性，环境影响系统终端的空间分布和功能实现。用户行为意向，则取决于用户的知识经验和所能获取的信息。这些信息的传播主要通过环境和系统终端作为媒介，而用户有关垃圾分类的知识经验，主要来源于诸如社区宣传、公共媒体广告等渠道。由此可见，模型中系统终端、环境、技术和信息等要素，对人及其垃圾分类行为的实施，都有着决定性影响。

因此，下面需要进一步剖析目前垃圾分类回收系统中，各变量要素的现状究竟如何，理清其特性和弊端，以此来从中探寻解决的策略。

2.垃圾分类回收任务过程及其要素调研与分析

在垃圾分类回收整个任务流程中，各环节差异性较大，因此需要对各个环节展开剖析。本研究运用观察法、任务分析法、访谈法和问卷调查法，就垃圾分类回收交互系统及其相关要素展开调研。

一方面，本研究抽样调查了杭州市11个居民小区的垃圾分类回收系统终端设施和环境状况。另一方面，根据文献研究和相关专家、居民的访谈，在对研究变量进行选取的基础上，分别设计了针对居民和环卫工作人员的问卷样本。通过随机抽取的方式，对杭州市各城区小区居民和环卫工作人员，进行了相关的问卷调查并对统计结果予以分析。其中，针对居民共发放问卷样本318份，收回292份，针对环卫工作人员发放问卷样本68份，收回65份。调研统计中，居民的年龄结构为：18岁以下者有9.5%，18～25岁者有14.2%，25～35岁者有18.9%，35～55岁者有33.6%，55岁以上者有23.8%。性别比中，男∶女为28.5%∶71.5%。接受调研的人员分布情况，与社会人口统计变量中的家庭结构、从事家务人员的情况，是相吻合的，表明问卷样本的分布，可以代表总体分布情况。

（1）任务流程。通过抽样调查分析，本文将垃圾分类回收处理的一般任务流程，归纳为以下几个环节：家庭生活垃圾分类；垃圾袋搬运与分类投放；垃圾桶分类搬运；垃圾分类清运与处理（见图3）。

图3 垃圾分类回收任务过程图

垃圾分类回收处理的一般任务流程中，其每个环节，都涉及到4个变量要素：人的要素、技术要素、系统终端产品要素和环境要素。前两个环节，主要涉及社区居民的垃圾分类及投放。而环境空间、系统终端产品配置、人员构成都复杂多变，是最难控制的环节，对垃圾分类具有决定性意义。后两个环节，主要涉及环卫人员的垃圾分类搬运与处理，可控性更高。因此，前两个环节是垃圾分类的关键。

（2）系统终端设施。系统终端设施，主要包括家用垃圾桶、垃圾袋、投放点垃圾桶、辅助设施和垃圾清运车，等等。

表1 关于垃圾分类回收人机交互系统问卷调查统计表

根据问卷统计表（见表1）可知，有60%以上的居民认为，现有家用垃圾袋和垃圾桶不好用，不方便分类，这些工具对信息提示也不明显，让人难以分辨；有72.5%的居民认为，现有的垃圾投放点及垃圾桶分类提示不清晰，并需要更清楚一些；有76.3%的环卫人员觉得，垃圾桶不方便使用和搬运，垃圾桶类工具好用与否对分类搬运有影响。

另据调研发现，家用垃圾袋、垃圾桶大部分为居民自购，与其他环节终端产品关联性小，分类信息标识不清晰或没有。由此可见，目前垃圾分类回收系统终端，对垃圾分类造成了很大的不便。这具体表现在两个方面：其一，是目前各环节的系统终端，如垃圾桶，在设计上仍较为传统，难以适应新形势下居民对其可用性、易用性和用户体验的要求。垃圾袋、垃圾桶在使用上的不便，直接导致垃圾分类失败。比如，垃圾桶缺乏对分类行为的有效引导和对错误行为的限制。其二，垃圾袋、垃圾桶在形状、大小、色彩和分类标识的设计上，缺乏规范性和一致性，易造成用户信息认知方面的混乱。

（3）分类环境。据调研结果显示，有83.4%的居民，觉得垃圾投放点环境较差；有62.1%的居民，认为环境因素对垃圾分类有影响；有78.7%的环卫人员，认为垃圾投放点环境不够好，且对垃圾分类工作有影响。

从调研结果中，我们发现，家庭室内环境功能空间布局多变，垃圾桶分布各异，同一功能区域，有时只放置一类垃圾桶，易对垃圾分类投放造成不便。至于室外垃圾投放点，一般位于居民楼旁，周边环境差异大，大部分处于露天状态，部分没有分类信息宣传栏。其对垃圾分类回收行为的影响，主要体现在两个方面：其一，是环境对人及系统终端具有直接的影响，空间环境是垃圾桶类系统终端分布位置、数量和种类的决定因素之一。其二，是环境对居民进行垃圾分类具有操作指示和信息传达的作用，而环境对居民的操作指示和信息提示不足，也是垃圾分类失败的原因之一。

（4）技术。根据调研结果，我们发现，大部分系统终端，采用的仍是传统的技术、结构和形式。传统的人机交互形式，使居民在复杂的垃圾分类过程中不知所措。而如何充分利用各种新技术，使垃圾分类方式变得简单，简化任务流程，将会成为解决垃圾分类的重要手段之一。

（5）分类人员。垃圾分类人员中，居民处于基础端。抽样调研结果显示，有57.8%的家庭，其垃圾袋投放处理没有固定家庭成员；有21.9%的家庭，主要由家里的老人投放。不同家庭及同一家庭不同成员的行为意向和行为特点差异较大，容易出现分类行为多样化的现象，影响垃圾分类的准确率。

垃圾桶的搬运和垃圾的清运工作，以环卫人员和社区工作人员为主。他们受过一定的专门训练，了解垃圾的基本分类要求，但是他们的工作任务较重。而且，垃圾桶类系统终端、工作环境和管理制度，对环卫工人的分类行为影响较大。因此，用户的复杂性，是垃圾分类系统及终端设计中，必须重点考虑的因素之一。

（6）信息要素。垃圾分类相关信息，包括分类指示类信息和状态信息。分类指示性信息，包括分类标准和分类方法；而状态信息，主要是行为过程中的反馈信息。根据调研结果，我们发现，分类指示性信息和状态信息，都是通过系统终端和环境设施来传达。目前，状态信息的传达，缺乏即时性和连续性。而指示性信息的传达，也不够清晰，还缺乏一致性。由此可见，系统终端及环境的信息传达功能，仍然没有得到充分的发挥。

通过以上对垃圾分类交互系统及各要素的分析，我们发现，目前垃圾分类回收处理的一般任务流程中，其每个环节，不同程度上都存在着一些问题。可以说，这也是目前垃圾分类效果不理想的直接原因。

四、垃圾分类回收系统及终端设计策略探析

根据垃圾分类回收人机交互系统模型可知，要使垃圾分类人机交互顺利进行，必须保证信息和操作的输入与输出的顺畅，为此必须优化系统及其要素，针对垃圾分类回收系统及其要素，在设计上可以采取以下策略。

1.系统终端遵循人性化设计策略

垃圾分类回收系统终端是人机交互的客体，其设计合理性，直接影响垃圾分类的效果。作为人机交互系统主体的社区居民，呈现多样化、复杂化的特点，因此不适合一味强调要通过改变人的行为方式和习惯，来解决垃圾分类问题。反之，应该通过优化垃圾分类回收系统终端产品的设计，提升其可用性、易用性，着重用户体验，从而提高垃圾分类的效率。其主要方式包括：一是通过优化系统终端的组合关系，减少垃圾分类环节，简化分类行为流程，降低复杂性。例如，运用信息化、智能化技术，使分类方式智能化、自动化。二是加强系统终端如垃圾桶对人的分类行为的引导，增加对错误行为的限制性设计。

2.系统终端标准化、系列化、差异化设计策略

信息传达，可谓贯穿于垃圾分类回收的各个环节。由于其参与人员复杂，系统终端产品多样化，空间环境复杂多变，所以为提升系统终端的易识别性和易记忆性，信息传达需具有一致性。为此，各环节的垃圾桶、垃圾袋等系统终端产品，在颜色、形状、规格、组合关系、图标等方面的设计，可以采用统一的设计规范。运用系列化方式，使同系列产品保持高度的一致性，不同系列则具有明显的差异性。除此之外，垃圾投放点的环境设施、空间设计、垃圾清运车等配套设施，在形状、色彩等方面，也要与系列产品保持一致性，确保信息传达的一致性。

3.信息即时反馈和多通道传达策略

居民对于垃圾分类结果正确与否、效果好坏，需及时了解，所以需要建立垃圾分类结果的即时反馈机制，促使居民及时获取垃圾分类投放的结果，及时改进错误行为。因此，可以通过设置信息传达与反馈机制，来确保信息传达及时。为使信息传达更加有效，可以充分采用各种传播媒介及其传播方式，通过多通道传播垃圾分类的相关信息[12]。

在传播方式上，可以充分运用文字、图像、声音、动画等多种方式。在传播媒介上，首先，可以充分利用垃圾袋、垃圾桶、清运车等系统终端产品为载体，进行垃圾分类信息传播，提升信息反馈的即时性。其次，主要运用社区宣传告示栏类传统宣传媒介，对分类信息进行反馈，对分类知识进行普及告知。最后，还可以利用互联网、移动端APP等现代传播工具，进行信息反馈与发布。这样多管齐下，可以确保垃圾分类信息传达的及时性、准确性和有效性。

4.环境与系统终端匹配策略

如前所述，环境要素对系统及其终端具有重要影响，对居民垃圾分类，具有调节作用和指示作用。通过改善环境，将有助于用户行为意向转化为正确的垃圾分类行为。因此，其一，我们需要优化垃圾分类环境，改善卫生状况，提供优质的用户体验。其二，我们需要强化环境与系统终端之间的匹配性，强化两者之间在空间布置、形状、色彩、功能等方面的关联性，在功能和信息传达方面，使环境设施成为系统终端的重要补充。

五、结论

运用交互设计理论，剖析垃圾分类回收问题，将系统构成要素分解为人、人的行为、系统终端、环境、技术等，结合垃圾分类回收人机交互系统模型，分析人与系统终端之间的人机交互关系，能够准确找到系统各要素对居民垃圾分类行为的影响路径。在此基础上，对社区居民、环卫人员、系统终端、环境、任务过程等方面展开调研统计分析，明确系统各环节和要素的现状与问题所在。据此，提出针对性的优化设计策略，最终通过对系统、系统终端和环境等的优化设计，来提高垃圾分类回收的效率。

[1] 杭州市区推进生活垃圾分类收集处置工作协调小组办公室. 垃圾分类督查专报第3期[EB/OL].(2014-09-18）[2015-01-03]. http://www.hzljfl.com/gzjb/1358.jhtml.

[2]杭州市区推进生活垃圾分类收集处置工作协调小组办公室. 垃圾分类督查专报第1期[EB/OL].(2014-07-10）[2015-01-03]. http://www.hzljfl.com/gzjb/1356.jhtml.

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