物聯(lián)網(wǎng)技術在城鄉(xiāng)環(huán)境衛(wèi)生管理中的應用

鄭楠

[摘 要] 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)改變了人們對事物的管理方式，物聯(lián)網(wǎng)技術已應用于智能交通、智能醫(yī)療、智能物流、智能家居等諸多領域。本文研究物聯(lián)網(wǎng)技術在城鄉(xiāng)環(huán)境衛(wèi)生管理中的應用，建立智能環(huán)衛(wèi)數(shù)字化管理新模式，對創(chuàng)新環(huán)衛(wèi)管理手段、提高運行效率、降低運行成本、優(yōu)化資源配置、提升應急響應能力具有十分重要的意義。

[關鍵詞] 物聯(lián)網(wǎng)； 信息技術； 環(huán)境衛(wèi)生； 管理創(chuàng)新

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 062

[中圖分類號] TP391 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）03- 0131- 02

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將徹底改變?nèi)藗儗κ挛锏墓芾矸绞?，大大提高管理的效率。環(huán)境衛(wèi)生關系著現(xiàn)代人生活的質(zhì)量和幸福指數(shù)，廣泛推廣和應用物聯(lián)網(wǎng)技術，不僅可以完善和優(yōu)化環(huán)境衛(wèi)生管理體系，實現(xiàn)環(huán)衛(wèi)管理的合理化，而且在提高運行效率、降低運行成本、優(yōu)化資源配置、提升環(huán)衛(wèi)管理的應急響應能力等方面具有積極的推動作用。為建立高效、規(guī)范的城鄉(xiāng)環(huán)境衛(wèi)生管理體系，創(chuàng)新管理手段，本文研究物聯(lián)網(wǎng)技術在城鄉(xiāng)環(huán)境管理行業(yè)的應用。

1 物聯(lián)網(wǎng)及其關鍵技術

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)的概念起源于由RFID（射頻識別）對所有物品進行標識并利用網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換，進而實現(xiàn)智能識別和管理。經(jīng)過不斷擴充、延展、完善，現(xiàn)在人們普遍接受的物聯(lián)網(wǎng)概念是指通過信息傳感設備，運用射頻識別、紅外感應、全球定位系統(tǒng)、激光掃描等技術，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術主要包括射頻識別技術、傳感技術、網(wǎng)絡與通信技術、數(shù)據(jù)挖掘與融合技術。

1.2.1 射頻識別技術

射頻識別也被稱為電子標簽，是利用射頻信號及其空間耦合傳輸特性，通過無線電信號實現(xiàn)對靜態(tài)或移動待識別物體的自動識別，并讀寫相關無線數(shù)據(jù)的無線通訊技術，信息讀寫設備向帶有電子標簽的物品發(fā)出射頻信號，激活電子標簽，使其憑借感應電流所獲得的能量釋放存儲在芯片中的物品信息，完成對物品的管理和控制。

1.2.2 傳感技術

物聯(lián)網(wǎng)使用的另一項關鍵技術是傳感技術，作為信息獲取的重要手段，主要是通過傳感器、傳感節(jié)點和電子標簽等方式完成。集成化微型傳感器，能夠嵌入到任何物體中，并協(xié)作對其進行實時監(jiān)測，然后將采集到的信息無線上傳，從而實現(xiàn)泛在傳感。傳感節(jié)點具有感知、計算和通信能力，可進行數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸。

1.2.3 網(wǎng)絡和通信技術

物聯(lián)網(wǎng)中實現(xiàn)信息安全可靠的傳送，涉及遠程通信和近距離通信兩個方面。遠程通信方面主要包括IP互聯(lián)網(wǎng)、2G/3G/4G移動通信、衛(wèi)星通信、互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)、網(wǎng)關等技術。近程方面主要WIFI、藍牙、ZigBee、RFID和UWB等技術。

1.2.4 數(shù)據(jù)挖掘與融合技術

P2P、云計算等分布式計算技術為物聯(lián)網(wǎng)提供了新的高效率計算模式，可以從海量的數(shù)據(jù)中及時挖掘出隱藏、有效的信息，同時還可以解決各種異構(gòu)網(wǎng)絡或多個系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的融合問題，具有相對可靠的數(shù)據(jù)中心，能夠輕松實現(xiàn)不同設備間的數(shù)據(jù)與應用共享。

2 城鄉(xiāng)環(huán)境衛(wèi)生管理的現(xiàn)狀及特征

2.1 管理的范圍廣

隨著中央大力推進美麗鄉(xiāng)村建設及城鄉(xiāng)一體化戰(zhàn)略實施，環(huán)境衛(wèi)生管理已由原來的城市延伸擴展到鄉(xiāng)村，各項管理環(huán)節(jié)也隨之拓展。對一個縣級區(qū)域來說，環(huán)衛(wèi)管理的范圍已由城市市區(qū)的幾十平方千米擴大到1 000平方千米左右。

2.2 管理的環(huán)節(jié)復雜

環(huán)衛(wèi)管理有環(huán)衛(wèi)作業(yè)工具運行狀況管理、環(huán)衛(wèi)設施日常維護管理、處理的達標排放、運行的績效考核、垃圾的收集狀況和監(jiān)管等，這些環(huán)節(jié)在環(huán)衛(wèi)管理運轉(zhuǎn)體系中不可缺失，而且每一環(huán)節(jié)都必須管到位，才能保證環(huán)衛(wèi)工作正常開展。

2.3 管理的事件繁多

環(huán)衛(wèi)運轉(zhuǎn)體系中需管理的事件有作業(yè)車輛、保潔船只，有中轉(zhuǎn)站、垃圾池、垃圾焚燒廠、垃圾填埋場、公共廁所，有考核人員、清運人員、保潔人員，有收集處理的垃圾和排放的污水、煙塵等，每一事件的運行都必須有序、規(guī)范，才能確保整個環(huán)衛(wèi)管理體系高效有序運轉(zhuǎn)。

2.4 管理的應急響應能力差

環(huán)衛(wèi)管理常規(guī)只能憑借簡單的操作流程，電話單一聯(lián)系，親赴實地查找發(fā)現(xiàn)問題，處理問題，缺乏應急情況下的快速響應能力，如垃圾收運、中轉(zhuǎn)以及處置環(huán)節(jié)各類突發(fā)事件的應急指揮，終端處置容量不足或者告警時的合理派發(fā)與分流、重大安全事故的快速響應及處理、災難性天氣（如大雪等異常天氣）等，僅憑常規(guī)手段無法快速響應完成。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術在城鄉(xiāng)環(huán)境衛(wèi)生管理各環(huán)節(jié)的應用

3.1 環(huán)衛(wèi)作業(yè)工具管理環(huán)節(jié)

城鄉(xiāng)環(huán)衛(wèi)作業(yè)工具很多，有垃圾清運車輛、道路清掃車、道路清洗車、河道保潔船等，為確保這些作業(yè)工具規(guī)范、高效運轉(zhuǎn)，解決傳統(tǒng)的管理方式存在信息反饋不及時、不準確、不全面，導致運行和作業(yè)的大量浪費與運行成本居高不下等問題，運用物聯(lián)網(wǎng)的定位技術和無線數(shù)據(jù)傳輸技術等，建立全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，實現(xiàn)作業(yè)工具自動定位和智能監(jiān)控。在環(huán)衛(wèi)作業(yè)工具上安裝油量傳感器、作業(yè)狀態(tài)采集器、車輛行駛狀態(tài)記錄儀、攝像機等前端信息采集設備，采集環(huán)衛(wèi)作業(yè)工具的運行狀態(tài)，并通過無線數(shù)據(jù)傳輸技術，實現(xiàn)對作業(yè)工具的實時監(jiān)控。集全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、道路運算為一體，采用中國移動無線網(wǎng)絡和Internet國際互聯(lián)網(wǎng)，以短信息方式在兩者之間傳送包括位置信息在內(nèi)的各種信息，結(jié)合監(jiān)控中心的管理系統(tǒng)和車（船）載終端信息、互動平臺組成了一套完整的智能系統(tǒng)。采用全球衛(wèi)星定位技術實現(xiàn)對車輛（船只）的實時監(jiān)控、指揮調(diào)度。實現(xiàn)以下功能：一是信息服務，每天定時發(fā)送常規(guī)廣播信息；二是任務調(diào)度，按照任務需要向車（船）載系統(tǒng)發(fā)布文字調(diào)度命令；三是救助服務，監(jiān)控中心服務臺可接受駕駛員上傳的不同求助、咨詢信息，響應駕駛員的相關訴求；四是信息管理，管理駕駛員、車輛（船只）資料；五是監(jiān)控功能，在監(jiān)控中心GIS監(jiān)控工作站可以對所有的運行車輛（船只）進行監(jiān)控，顯示物流與車輛（船只）運行軌跡，對車輛（船只）定時跟蹤，需要時可以對車輛（船只）進行歷史軌跡回放。

3.2 環(huán)衛(wèi)設施運行管理環(huán)節(jié)

環(huán)衛(wèi)設施主要有垃圾中轉(zhuǎn)站、垃圾填埋場、垃圾焚燒廠、污水處理廠、糞便處理廠、公共廁所、垃圾池等，利用GIS技術，準確顯示垃圾中轉(zhuǎn)站、垃圾池等環(huán)衛(wèi)設施的位置信息，由于垃圾中轉(zhuǎn)站、垃圾池等環(huán)衛(wèi)設施數(shù)量多，分布廣，在建立GPS系統(tǒng)時，基于對GIS技術的應用，將其在系統(tǒng)上進行準確標注，以電子地圖方式進行展示，可直觀地了解整個區(qū)域內(nèi)環(huán)衛(wèi)設施的分布狀況，同時對存在的垃圾池、中轉(zhuǎn)站等環(huán)衛(wèi)設施進行成圖和分析，結(jié)合村莊狀況GIS，不斷充實和重新布置環(huán)衛(wèi)設施的位置。還可根據(jù)環(huán)衛(wèi)設施的地理位置信息，按照清運距離最短的原則，合理規(guī)劃運輸路線，為設施科學運行、規(guī)劃布局提供決策依據(jù)。

為確保能實時看到環(huán)衛(wèi)設施的運行、人員及車輛的進出、設施的維護管理，滿足不到現(xiàn)場亦可實時管理的要求，運用視頻監(jiān)控技術，在環(huán)衛(wèi)設施端安裝監(jiān)控攝像頭，經(jīng)由前站網(wǎng)絡視頻編碼器，將數(shù)字視頻信號通過有線或無線網(wǎng)絡傳送至數(shù)據(jù)中心。在各環(huán)衛(wèi)設施上安裝RFID閱讀器，利用射頻識別技術，可對進出環(huán)衛(wèi)設施的作業(yè)工具、人員進行準確識別；在環(huán)衛(wèi)設施上安裝液位傳感器、稱重傳感器等，利用傳感技術，對環(huán)衛(wèi)設施的滲濾液、垃圾量等實現(xiàn)信息感知和采集；利用無線/有線網(wǎng)絡傳輸技術，可實現(xiàn)環(huán)衛(wèi)設施運行狀況的遠程監(jiān)控。數(shù)據(jù)中心使用監(jiān)控系統(tǒng)，可以遠程查看，同時還可配備手機或無線移動終端設備，隨時、隨身、隨地查看監(jiān)控畫面，實時動態(tài)了解環(huán)衛(wèi)設施運轉(zhuǎn)狀態(tài)、車輛進站及出站情況、設備運轉(zhuǎn)操作流程，保證各類環(huán)衛(wèi)設施管理正常、運行維護到位、安全操作得到保障。

3.3 環(huán)衛(wèi)運行績效管理環(huán)節(jié)

環(huán)衛(wèi)運行績效考核主要有道路及村莊保潔作業(yè)考核、車輛作業(yè)考核、清運作業(yè)考核、河道保潔作業(yè)考核，運行績效考核是環(huán)衛(wèi)管理體系高效、規(guī)范、長久持續(xù)運行的助推器，考核指標體系是環(huán)衛(wèi)管理運行的度量衡。為保證考核的準確性、實時性、公平性，解決考核面廣、考核不及時、考核人員不赴現(xiàn)場等問題，運用物聯(lián)網(wǎng)移動終端技術、全球定位系統(tǒng)技術、無線網(wǎng)絡傳輸技術，在智能手機或PDA等移動終端開發(fā)相應終端軟件，設定考核指標，采用智能手機或PDA的定位功能、現(xiàn)場拍照功能、無線數(shù)據(jù)傳輸功能，將相關的考核數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡傳送至數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心使用考核管理監(jiān)控系統(tǒng)，查看各環(huán)節(jié)考核的具體結(jié)果，并可對考核的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，了解掌握管理環(huán)節(jié)的運行質(zhì)量。

3.4 環(huán)衛(wèi)處理排放管理環(huán)節(jié)

環(huán)衛(wèi)運行處理涉及諸多方面，如垃圾中轉(zhuǎn)站滲濾液排放、焚燒廠煙塵排放、填埋場滲濾液排放、污水廠出水口排放、糞便處理廠尾水排放等，為保證液位的監(jiān)控和二次排放達標，杜絕對環(huán)境的二次污染，運用物聯(lián)網(wǎng)傳感技術，通過無線網(wǎng)絡傳輸技術，監(jiān)控到排出點的情況，動態(tài)采取措施限制或開啟排放。一是對需清運的污水池安裝液位傳感器，設定液位閾值，當垃圾滲濾液水位達到一定高度時，數(shù)據(jù)中心可以收到定時告警，各中轉(zhuǎn)站污水池水位監(jiān)測信息通過無線網(wǎng)絡傳送至服務器，在獨立的監(jiān)視器上予以顯示，每個監(jiān)控點設置相應的名稱或位置信息，便于管理人員準確掌握告警站點，管理人員可隨時結(jié)合視頻監(jiān)控畫面對告警事件進行確認，進而對車輛進行調(diào)度。二是對排出口指標需控制的，如煙塵排放、污水排放口等，運用傳感技術，采用液體（氣體）濃度傳感器得出對應的濃度數(shù)據(jù)，在監(jiān)控中心設定水、氣等介質(zhì)濃度參數(shù)閾值，超閾值報警或通過短信等方式傳遞到管理者，以便采取調(diào)控措施保證達標排放。

3.5 環(huán)衛(wèi)垃圾收運管理環(huán)節(jié)

環(huán)衛(wèi)垃圾收運管理環(huán)節(jié)涉及兩個方面。一是要確保環(huán)衛(wèi)容器里的垃圾能及時收完。環(huán)衛(wèi)容器包含垃圾桶、垃圾池、垃圾房，為保證垃圾清運環(huán)節(jié)，按規(guī)定日產(chǎn)日清，避免垃圾在容器中大量囤積，影響環(huán)境，運用RFID技術，實時監(jiān)控垃圾容器的收集情況，將容器配備電子標簽，清運車輛配備PDA手持終端來識別容器電子標簽，清運時對號確認，數(shù)據(jù)中心顯示容器編號、清運時間等。二是要確保對收集的垃圾實施無害化處理。城鄉(xiāng)環(huán)境衛(wèi)生管理中，垃圾的清運處理是重頭戲，涉及村送垃圾中轉(zhuǎn)站的垃圾、垃圾中轉(zhuǎn)站進出垃圾、垃圾焚燒廠或無害化垃圾填埋場進垃圾，為保證收集的垃圾全部進行無害化處理，不傾倒、不簡易填埋，解決垃圾收集無數(shù)、去向不明等問題，采用車輛身份卡射頻識別技術、稱重傳感技術、數(shù)據(jù)傳輸技術，統(tǒng)計每個點的垃圾量。結(jié)合中轉(zhuǎn)站安裝的非接觸式IC卡讀寫設備，將垃圾轉(zhuǎn)運車輛的出站記錄與進焚燒廠（填埋場）稱重的記錄有效地統(tǒng)一起來，從而精確掌握焚燒廠（填埋場）進廠（場）垃圾量的來源。建立垃圾量信息分析系統(tǒng)，信息數(shù)據(jù)包括垃圾理論量和中轉(zhuǎn)站運出量。垃圾理論量數(shù)據(jù)，按收集覆蓋范圍內(nèi)的人口數(shù)應產(chǎn)生的垃圾量，中轉(zhuǎn)站運出量數(shù)據(jù)，就是收集清運范圍內(nèi)運出量。將中轉(zhuǎn)站運出量與理論量比較，以及每月中轉(zhuǎn)站運出量的變化，用曲線圖和柱狀圖分析垃圾量的變化，從而得出分析數(shù)據(jù)，用于管理指導保潔、清運作業(yè)等工作。

主要參考文獻

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