生活垃圾分类投放智能化研究

左明*，华玉艳

（杭州市城市建设科学研究院，浙江杭州，310003）

生活垃圾分类投放智能化研究

左明*，华玉艳

（杭州市城市建设科学研究院，浙江杭州，310003）

在推进垃圾分类过程中，以人工为主的传统垃圾分类投放和管理方式将难以适应垃圾分类工作发展要求，需要对垃圾分类投放智能化进行研究，以提高垃圾分类的效果和监管水平。本文对对基于无线通讯的垃圾分类投放装置和基于互联网的管理信息系统的生活垃圾分类投放智能化系统进行了研究。

垃圾分类；垃圾投放装置；智能化

引言

我国城市的生活垃圾，基本分为厨房垃圾、一般垃圾、可回收垃圾和有害垃圾4类。为了提高垃圾分类的质量，落实垃圾分类目标，不少城市对垃圾分类质量进行检查考核，如杭州市对城区、街道、社区各级分别进行检查考核，考核指标主要是垃圾分类正确率和投放准确率（简称“两率”）。实施垃圾分类后，一些示范小区采取了垃圾分类“实户制”等方式，垃圾分类效果较好，但工作量较大，普遍推广有相当难度。因此有必要研究生活垃圾分类投放智能化，以适应和满足居民垃圾分类投放和监管部门管理需要。

1 技术路线和方案比选

1.1 分类垃圾现状

杭州市作为住建部开展生活垃圾分类收集的试点城市之一，于2010年在主城区正式实行生活垃圾分类。为了推进垃圾分类工作，杭州市政府用财政经费为主城区居民免费提供厨房垃圾专用垃圾袋，同时对发放的垃圾袋有管理方面的要求。个别有条件的街道为了做好垃圾分类工作，也免费发放一般垃圾袋。市级、各城区、街道各级对社区垃圾分类的“两率”情况进行日常检查和考核。同时主城区在2010年年底前完成了分类垃圾“清洁直运”的全覆盖[6]。实施垃圾分类后，一些示范小区对垃圾分类工作总结了一些行之有效的方法和经验，在加强宣传和教育引导的同时，加强志愿者对垃圾分类的督导，在方法上进行创新，如采取“垃圾实户制”等，取得了一定成效。随着居民生活垃圾分类的扩面提质和监管要求的提高，主要依靠人力支持的传统垃圾分类模式，将难以维继。同时目前大部分城市居民小区的分类垃圾箱基本均呈敞开状，如图1所示。异味外逸，且易招蚊蝇，污染周边环境。更为严重的是垃圾箱易受雨水侵袭，在垃圾直运车收运垃圾时，连同雨水一并收运，增加了运输成本，且易造成污水滴漏，污染沿途环境。如采用焚烧方式处理垃圾，因垃圾含水量高，还将大大增加垃圾处理的成本。

图1 居民小区垃圾投放点

1.2 主要技术路线

条形码技术是现代物流管理的基础，因其简单便捷，给货物和商品流通带来了极大方便。同样，条形码技术应用于居民垃圾分类，可方便地从源头进行垃圾分类的跟踪和管理。因此本研究的主要技术路线是：采用条形码技术，在每户居民的分类垃圾袋上印制或粘贴条形码，通过条形码识别，采用廉价的单片机对条形码信息及其他垃圾投放信息进行处理和控制，通过驱动垃圾投放机械装置，实现居民分类垃圾的投放。同时将垃圾投放信息通过互联网融入垃圾分类管理信息系统。

1.3 技术方案

1.3.1 需控制的垃圾类别

在技术，采用条形码技术可方便地实现对厨房、一般、可回收和有害4类垃圾的分类投放识别，但实际上由于可回收垃圾因可以售卖，一般数量很少；有害垃圾专门收运，数量也不多，且此两类垃圾无异味，对周边环境影响不大。厨房和一般垃圾数量较大，且分类不彻底，异味较重，对周遍环境影响较大，因此厨房和一般垃圾的投放是垃圾分类投放系统研究的主要对象。

1.3.2 垃圾袋的条形码编码

对于厨房垃圾，由于垃圾袋为政府制作，有条件进行条形码的批量印制。对于一般垃圾，除部分财政情况较好的街道可以批量印制条形码外，大都由居民各自提供，不具备批量印制条形码的条件，可由社区统一打印条形码，居民自己粘贴在自备的垃圾袋上。条形码对应城区、街道、社区、小区、居民户号和垃圾分类代码等信息。为方便厨房垃圾袋的发放，不同居民户的垃圾袋随机印制的不重复的条码，同一居民户在一个发放周期（如2个月或3个月），印制相同的条码。在垃圾袋发放时，随机取出一套一个发放周期需分发的垃圾袋，对应计算机已记录了居民户号，扫描其中一只垃圾袋上的条码，即录入社区计算机。

1.3.3 垃圾投放口的机械控制方式

机械控制方式的实现，主要有：改造通用垃圾箱，改造现有垃圾房和设计专门机械控制装置等三种方案。三种方案的主要内容和特点，见表1。

表1 机械控制方式比较

通过方案比较，方案三较为合理，如图2所示。

图2 垃圾分类投放装置

2 智能化系统结构及功能

2.1 系统结构

由垃圾分类投放装置、市级、各城区、各街道、各社区计算机及互联网、掌上机构成。如图3所示。

图3 系统结构

2.2 系统功能

2.2.1 垃圾分类投放装置

该装置主要由条码识别单元、电气控制单元、机械传动单元和通讯接口单元组成,，如图3所示。垃圾分类投放装置组合单元，如图4。一片单片机可控制30个组合单元。

条码识别单元：垃圾袋上印有的条码信息对应居民住址和垃圾类别，投放垃圾时，系统对垃圾袋上的条码进行识别及记录，通过电气控制系统和机械传动系统，自动打开对应的垃圾箱盖。

电气控制单元：采用单片机对整个垃圾系统进行运行控制。根据不同垃圾类别信息，对相应的垃圾箱的机械传动系统进行驱动控制；记录居民户垃圾投放信息；垃圾箱满溢时，社区计算机通过互联网，采用短信方式自动报警。

机械传动单元：通过驱动电机直接控制通用垃圾箱盖。垃圾投放时自动打开对应的垃圾箱盖，并自动关闭。

通讯接口单元：通过无线方式进行社区计算机机与垃圾分类投放系统之间的信息通讯。

图4 垃圾分类投放装置组合单元

2.2.2 市级、各城区、各街道、各社区计算机

市级、各城区、各街道计算机：对垃圾分类信息进行统计汇总和查询。

各社区计算机：对所属小区垃圾分类信息进行统计汇总和查询；厨房垃圾袋发放管理；接收电气控制系统记录的垃圾投放信息；垃圾分类考核记录；垃圾箱满溢时，通过互连网以短信方式通知垃圾管理员等。

2.2.3 掌上机

通过现场扫描垃圾袋上的条码，快速确定该垃圾的来源，并对分类垃圾“两率”进行打分（主要用于市级、各城区、各街道对社区打分）；有条件的社区，也可用掌上机对垃圾袋进行发放登记。掌上机采用数据线计算机进行数据通讯。

2.3 信息系统软件

垃圾分类管理信息系统软件，采用微软的.net技术，开发适合于浏览器的web应用程序系统，采用sqlserver数据库作为后台数据存储系统。信息系统软件结构如图5。

图5 系统软件结构

（1）基本情况

记录各城区、街道、社区的联系人、联系人地址；记录城区培训教师、街道管理员、社区志愿者的通讯方式。社区下的居民小区菜单记录了小区地址、联系人、户数、通讯方式；垃圾袋发放时间、领用人及地址、数量规格和使用时间、数量规格及对应条形码；垃圾清运时间、分类垃圾桶数量及位置等信息。每天按时自动读取垃圾分类投放系统数据（居民户号、垃圾袋条码、垃圾投放时间，次数等）。

（2）质量检查

记录了市级和各城区、街道、社区的检查人员、检查日期、分类正确率、投放准确率、存在问题和扣分情况。

（3）统计信息

市级、各城区、街道、社区均根据系统权限，随时对各规格垃圾袋发放使用情况进行统计；市级按月、年对分类垃圾的清运量进行统计，也可随时进行统计，及时掌握动态情况。

（4）系统设置

管理部门为市级用户、城区用户、街道用户和社区用户创建并录入名称等信息；用户管理为所设置的下级管理部门创建用户，并将用户名和密码分发给下级管理部门；备份还原保证系统数据信息的可靠性。

3 结束语

生活垃圾分类投放智能化，将大大促进城市生活垃圾分类投放和监管水平的提高。一是可有效推进垃圾分类“实户制”，促进垃圾分类效果，提高“两率”；二是可以提高垃圾分类信息化管理水平，便于各级职能单位和部门对垃圾分类情况进行日常检查、考核统计和垃圾袋的发放管理；三是改变居民小区垃圾房、垃圾箱半开放或全开放的状况，减轻垃圾房散发的不良气味，减少蚊蝇，提高居民小区环境卫生水平。

[1]张春燕,赵振峰,唐宇欣,等.一种基于电容式传感器原理的自动分类垃圾桶,中国,201210141139.9[P],2012.

[2]王冰梅,我国分类垃圾箱的缺陷及其智能化改造[J].资源节约与环保,2016(1):78-79.

[3]吕维霞,杜娟.日本垃圾分类管理经验及其对中国的启示[J].华中师范大学学报人文社会科学版,2016,55(1):39-53.

[4]沈佳璐,陈季华,刘芳.上海市城市生活垃圾分类投放运行模式的探讨[J].环境卫生工程,2005,(03):25-27.

[5]刘云.城市生活垃圾分类投放的新思路[J].城市管理与科技,2007,(05):26-27.

Study on Intelligent Disposal of Municipal Solid Waste

ZUO Ming*,HUA Yuyan
（Hangzhou Academy of urban construction,Zhejiang Hangzhou,310003,China）

in the process of garbage classification,traditional garbage classification based on man and on the management mode will be difficult to adapt to the development of garbage classification work requirements,the need for garbage put in intelligence research,in order to improve the effect of garbage and the level of supervision.In this paper,the intelligent garbage disposal system based on wireless communication and Internet based management information system are researched.

garbage classification; garbage delivery device; intelligent

TP799.3

A

1672-9129(2017)04-0184-04

左明,华玉艳.生活垃圾分类投放智能化研究[J].数码设计,2017,6(4):184-187.

Cite：ZUO Ming,HUA Yuyan.Study on Intelligent Disposal of Municipal Solid Waste[J].Peak Data Science,2017,6(4):184-187.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.04.047