3G技術(shù)建設(shè)智慧環(huán)衛(wèi)

楊國軍

【摘要】 環(huán)衛(wèi)業(yè)務(wù)點(diǎn)多、面廣，即有城市、又有農(nóng)村，實(shí)時(shí)性要求高，工作量大。急需借助3G（GPS、GIS、GPRS/3G）信息化手段建設(shè)包括機(jī)械化保潔、垃圾清運(yùn)、垃圾箱滿溢報(bào)警、餐廚垃圾收運(yùn)、保潔人員管理、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控各子系統(tǒng)的智慧環(huán)衛(wèi)管理平臺(tái)，提升環(huán)衛(wèi)作業(yè)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、預(yù)見性、可控性，進(jìn)而提高環(huán)衛(wèi)作業(yè)效率，降低運(yùn)營管理成本，解除“垃圾圍城”的多年困擾。

【關(guān)鍵詞】 垃圾圍城 3G技術(shù) 智慧環(huán)衛(wèi) 發(fā)展趨勢

引言：

有關(guān)資料表明，我國約有2/3的城市陷入“垃圾圍城”，城市垃圾堆存累計(jì)侵占土地超過5億平方米，每年的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)300億元。如何處理城市生活垃圾，已引起社會(huì)的高度重視。保護(hù)環(huán)境，破解“垃圾圍城”、“垃圾圍村”現(xiàn)象已迫在眉睫。由于環(huán)衛(wèi)業(yè)務(wù)點(diǎn)多，面廣，即有城市、又有農(nóng)村，實(shí)時(shí)性要求高，工作量大，同時(shí)環(huán)衛(wèi)作業(yè)由人工作業(yè)向機(jī)械化作業(yè)的發(fā)展趨勢，垃圾分類的發(fā)展趨勢，餐廚垃圾收運(yùn)、處置的發(fā)展趨勢，都要求環(huán)衛(wèi)業(yè)務(wù)管理要更加精細(xì)化更加標(biāo)準(zhǔn)化，為此急需借助3G（GPS全球定位系統(tǒng)、GIS地理信息處理技術(shù)、GPRS/3G無線通信技術(shù)）信息化手段提升環(huán)衛(wèi)作業(yè)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、預(yù)見性、可控性，進(jìn)而提高環(huán)衛(wèi)作業(yè)效率，降低運(yùn)營管理成本，提高環(huán)衛(wèi)服務(wù)水平。

一、項(xiàng)目概述

借助3G（GPS、GIS、GPRS/3G）技術(shù)搭建物聯(lián)網(wǎng)接入平臺(tái)和運(yùn)行監(jiān)控管理平臺(tái)，建設(shè)環(huán)衛(wèi)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)環(huán)衛(wèi)日常作業(yè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)自動(dòng)收集、統(tǒng)一管理。整個(gè)智慧環(huán)衛(wèi)平臺(tái)包括硬件基礎(chǔ)設(shè)施層、軟件基礎(chǔ)設(shè)施層、管理平臺(tái)管控層、前端感知設(shè)備接入層、管理人員多渠道接入層組成。

1.1方案設(shè)計(jì)

前端感知設(shè)備接入層核心部件聚合了GPS/GPRS/3G及各物聯(lián)網(wǎng)感知接口，具備接入各種AI/DI信息。如要對終端進(jìn)行控制，則以相反的方向進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完全的雙向通信功能。模塊結(jié)構(gòu)：

系統(tǒng)的工作流程：前端感知設(shè)備終端采集的定位信號(hào)、啟停信息、稱重信息、油耗信息、視頻圖像等等信息，通過GPRS/3G無線通信發(fā)送到電信運(yùn)營商數(shù)據(jù)中心，之后再通過光纖專線傳輸?shù)街腔郗h(huán)衛(wèi)平臺(tái)管理中心，智慧平臺(tái)結(jié)合GIS地圖進(jìn)行分析處理，圖形化顯示實(shí)時(shí)作業(yè)狀態(tài)，自動(dòng)處理報(bào)警信息，自動(dòng)生成作業(yè)過程的考核評價(jià)報(bào)表。各分控中心通過VPN數(shù)據(jù)專線與智慧平臺(tái)連接，具備遠(yuǎn)程查看、填報(bào)、修改、處理相關(guān)作業(yè)信息的權(quán)限，實(shí)現(xiàn)區(qū)域化、層次化、本地化的管理功能，及時(shí)準(zhǔn)確對轄區(qū)范圍內(nèi)的作業(yè)人員、作業(yè)車輛、作業(yè)場所做出指揮調(diào)度、應(yīng)急響應(yīng)等措施。

系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如右圖：

2.1機(jī)械化保潔管理子系統(tǒng)

系統(tǒng)主要針對機(jī)掃、灑水、清洗作業(yè)進(jìn)行規(guī)范化、精細(xì)化、數(shù)字化管理，管理內(nèi)容包括為每輛作業(yè)車進(jìn)行作業(yè)區(qū)域規(guī)劃、按規(guī)劃實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)過程、自動(dòng)形成針對作業(yè)車輛的考核評價(jià)報(bào)表。

系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集前端設(shè)備上報(bào)的各種狀態(tài)信息和GPS信息，結(jié)合作業(yè)規(guī)劃指定的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)分析車輛各種狀態(tài)，包括：空駛狀態(tài)、作業(yè)狀態(tài)、停車狀態(tài)、超速狀態(tài)、越界狀態(tài)等，并通過不同形式的圖標(biāo)在地圖上分別將這些狀態(tài)標(biāo)識(shí)出來。

2.2垃圾清運(yùn)管理子系統(tǒng)

針對所有擺臂車、壓縮車、收集車等垃圾清作業(yè)過程進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)車輛定位、清運(yùn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控、油耗監(jiān)控、異常事件報(bào)警、統(tǒng)計(jì)分析等功能。

監(jiān)控車輛出車收車情況、清運(yùn)車行駛狀態(tài)、路線、在清運(yùn)過程中有沒有超速、超時(shí)停車等違規(guī)情況、負(fù)責(zé)區(qū)域及清運(yùn)任務(wù)完成情況、每天清運(yùn)收集點(diǎn)的數(shù)量垃圾桶的清運(yùn)狀態(tài)監(jiān)管，能夠在GIS地圖上看到所有的垃圾桶當(dāng)日清運(yùn)狀態(tài)，對清運(yùn)清運(yùn)狀態(tài)及時(shí)預(yù)警、報(bào)警。

用車輛GPS結(jié)合垃圾桶位置信息及垃圾桶電子標(biāo)簽，通過GIS自動(dòng)計(jì)算垃圾桶收運(yùn)情況，監(jiān)控垃圾桶清運(yùn)狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)垃圾箱收運(yùn)進(jìn)度，用不同顏色圖標(biāo)直觀區(qū)分已收及未收垃圾箱。在GIS地圖上看到所有的垃圾桶當(dāng)日清運(yùn)狀態(tài)。

2.3垃圾箱滿溢報(bào)警系統(tǒng)

我們對大垃圾箱的收運(yùn)頻率主要是司機(jī)憑經(jīng)驗(yàn)自覺收運(yùn)。由于氣候變化或突發(fā)事件會(huì)造成垃圾箱滿溢而司機(jī)不知道，給居民生活質(zhì)量帶來一定的影響。為此需要為每個(gè)大垃圾箱安裝箱滿報(bào)警設(shè)備（GPS/GPRS/報(bào)警探測器），當(dāng)垃圾箱內(nèi)垃圾將要滿時(shí)自動(dòng)預(yù)警，系統(tǒng)自動(dòng)通知負(fù)責(zé)該垃圾箱的司機(jī)或指揮中心調(diào)度去清運(yùn)。報(bào)警值可以按高度設(shè)定，也可以按照百分比設(shè)定。

2.4餐廚垃圾收運(yùn)管理子系統(tǒng)

餐廚垃圾收運(yùn)系統(tǒng)，通過為車輛安裝GPS、車載稱重設(shè)備、車載視頻、油耗傳感器、語音對講等感知設(shè)備，自動(dòng)采集車輛出車時(shí)間、收車時(shí)間、行駛里程、行駛軌跡、收運(yùn)餐廚垃圾量、作業(yè)油耗、作業(yè)視頻等數(shù)據(jù)，防止車輛不按規(guī)定處理餐廚垃圾同時(shí)也對餐館進(jìn)行管理監(jiān)控，防止餐廚垃圾他用，提高收集效率、規(guī)范收運(yùn)過程、提高信息處理能力、便于實(shí)時(shí)調(diào)度。

收運(yùn)過程描述如下：收運(yùn)車輛進(jìn)出廠檢測：采集車輛、人員、進(jìn)出廠時(shí)間等相關(guān)信息、并通過地磅對整車進(jìn)行稱重；

1.車輛沿規(guī)劃線路開始收運(yùn)工作。收運(yùn)過程中可通過手機(jī)對講實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度、突發(fā)事件處理，通過視頻監(jiān)控規(guī)范收運(yùn)過程， GPS定位系統(tǒng)對車輛進(jìn)行定位、追蹤 、越界報(bào)警等；

2.收運(yùn)過程中，針對每一戶餐廚單位，通過RFID身份識(shí)別技術(shù)采集餐廚單位及桶相關(guān)信息，并對餐廚垃圾進(jìn)行分戶分桶進(jìn)行計(jì)重，通過對車輛提桶裝置改造，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)稱重及無線采集、實(shí)時(shí)上傳等功能，另外，通過視頻監(jiān)控規(guī)范收運(yùn)過程；

3.按照規(guī)定的收運(yùn)序列，完成該線路所有餐廚單位餐廚垃圾的的收集過程；

4.收運(yùn)車輛返廠，進(jìn)行車輛二次稱重及相關(guān)數(shù)據(jù)采集。

2.5保潔人員管理子系統(tǒng)

按照網(wǎng)格化管理思路劃分作業(yè)區(qū)域，為每個(gè)人制定作業(yè)規(guī)劃，規(guī)定責(zé)任區(qū)域、到崗時(shí)間、作業(yè)次數(shù)等指標(biāo)。通過給每名人員配備的GPS模塊或電動(dòng)車輛安裝的GPS終端（系統(tǒng)將至少每隔5秒即上報(bào)GPS模塊所在的地理位置），實(shí)時(shí)采集人員位置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對人員位置實(shí)時(shí)定位、人員作業(yè)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史作業(yè)軌跡回放、人員違規(guī)事件點(diǎn)查詢預(yù)警、作業(yè)規(guī)劃、考核評價(jià)等功能。通過實(shí)時(shí)作業(yè)監(jiān)控解決了人員作業(yè)規(guī)劃不合理、不按時(shí)到崗、越界辦私事、無故滯留、聚眾聊天等問題。

系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)用GPS技術(shù)及GIS地理信息技術(shù)，在GIS地圖中，可顯示責(zé)任網(wǎng)格內(nèi)的責(zé)任區(qū)域劃分，每個(gè)責(zé)任區(qū)域的負(fù)責(zé)人名稱，區(qū)域名稱，規(guī)劃內(nèi)的巡查次數(shù)、到崗時(shí)間、巡查時(shí)長等信息。

2.6視頻監(jiān)控系統(tǒng)

通過在全市重點(diǎn)路段、中轉(zhuǎn)站、公共廁所出入口對接和安裝視頻監(jiān)控，將攝像頭位置信息全部錄入到系統(tǒng)中，可以通過地圖隨時(shí)查看各攝像頭的分布情況。實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)路段、中轉(zhuǎn)站出入口等關(guān)鍵點(diǎn)位的在線視頻監(jiān)控，監(jiān)管中心可任意切換中轉(zhuǎn)站監(jiān)控視頻，便于直觀了解所有中轉(zhuǎn)站周邊環(huán)境衛(wèi)生狀況及作業(yè)是否規(guī)范。

在監(jiān)控中心、手機(jī)端都能夠?qū)崟r(shí)看到被監(jiān)控位置的視頻。

三、結(jié)語

GPRS/3G從協(xié)議結(jié)構(gòu)上提供了和IP網(wǎng)絡(luò)的互通功能，用戶在擁有一個(gè)電話號(hào)碼的同時(shí)將擁有一個(gè)固定的或動(dòng)態(tài)分配的IP地址，通過電信運(yùn)營商公眾網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各實(shí)體之間的連接，具備覆蓋范圍大、系統(tǒng)建設(shè)投資少，信息服務(wù)費(fèi)低、系統(tǒng)安裝工程量小，建網(wǎng)快、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)。GPS衛(wèi)星定位技術(shù)成熟、成本低廉。GIS電子地圖以直觀的方式顯示所有移動(dòng)目標(biāo)、固定目標(biāo)的位置和狀態(tài)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、信息量大、穩(wěn)定可靠。諸上3G技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)與智慧環(huán)衛(wèi)軟件平臺(tái)完美結(jié)合，必將成為數(shù)字環(huán)衛(wèi)的發(fā)展趨勢，得到廣泛應(yīng)用，快速提升環(huán)衛(wèi)作業(yè)的服務(wù)水平，解除“垃圾圍城”的多年困擾。