論信息化智能環(huán)衛(wèi)“綜合管理+規(guī)劃”系統(tǒng)軟件的研發(fā)

高 雁

（天津市市容環(huán)境工程設計研究所，天津 300201）

1 研究目的

1）通過一套城市矢量電子地圖，記錄一個城市環(huán)境元素的基礎分布狀況，地理圖形詳實、清晰，信息分布真實、可信。

2）從最源頭的小區(qū)、道路、設施開始動態(tài)模擬環(huán)境衛(wèi)生工作和垃圾處理的線路、軌跡。通過軟件，根據(jù)基礎數(shù)據(jù)的不斷變化，實現(xiàn)日常動態(tài)管理和規(guī)劃。

3） 軟件既要高科技、高水平，還要操作簡單，使用方便。

2 主要研究內容與技術路線

2.1 為用戶制作簡便、實用的矢量電子地圖

1）下載用戶管理區(qū)域的地理圖形。

2）通過地理信息系統(tǒng)將地理圖形進行經緯度轉換。

3）以帶有經緯度的電子地圖為基準，激活圖中的城市道路、河流、快速路、鐵路等。完善一套詳實、準確的矢量電子地圖，為正確進行信息的模擬、運作提供基礎保證。

2.2 配備正版地理信息系統(tǒng)軟件，保證良好的操作環(huán)境

地理信息系統(tǒng)具有處理地理圖形智能化的超強功能和地理數(shù)據(jù)處理能力。它提供了完善的地理工作按鈕，保證數(shù)據(jù)、圖片之間的銜接，為進行各項地理信息的制作、計算配置了全面的功能。

2.3 幫助建立行業(yè)所需要的圖形、大數(shù)據(jù)信息

為各城市制作道路基礎定位矢量圖層。以道路最短路段為基礎，即對應圖形上每條道路2個路口之間的最短距離建立數(shù)據(jù)信息。包括：道路名稱、起點、止點、道路長度等。道路定位圖層是建立其它地理圖層的有效參照物、基準。

有城市道路矢量圖，有地理信息系統(tǒng)，又有道路定位矢量圖層，就可以分層制作環(huán)境管理和垃圾處理規(guī)劃所需要的所有信息。所有環(huán)衛(wèi)元素都可以在地理圖形上以點、線、面來描述。

1） 線段信息（所有長度信息都可以進行描述）：道路定位圖是最好的長度基礎圖層，對應每段道路，錄入工作中需要的各項道路屬性。點擊哪段道路，該段道路立即進入屏幕中央變色，點擊看數(shù)據(jù)（見圖1）。

圖1 道路定位圖層明細列表

道路定位圖層錄入后，錄入的每項屬性都可以進行相關信息的顯示。例如：錄入道路級別，每條道路可按不同級別分不同顏色顯示。錄入道路寬度后，圖上道路也按不同寬度定義顯示（見圖 2～3）。

圖2 道路級別的顯示

圖3 道路寬度的顯示

2）各項設施（可以用點來描述的數(shù)據(jù)信息）：在一張電子地圖正確位置分層標注所有的環(huán)衛(wèi)設施，如垃圾桶、果皮箱、轉運站、垃圾處理廠、公廁、集貿市場、餐飲點等。這些點位信息要按性質分層，每層下錄入多項設施信息。

對應每個設施可錄入相對應的多項數(shù)據(jù)屬性、連接照片、視頻等（見圖4）。

圖4 公廁信息查詢窗口

點位圖層是運用最多的圖層，一套軟件下可容納多層，所有信息位置準確，不會重疊。每個圖層都可進行編輯、查詢、計算等。

3）區(qū)域分布（所有封閉區(qū)域都可以用面層來描述）：根據(jù)道路完整勾畫出環(huán)衛(wèi)需要的不同區(qū)域的四至范圍，如小區(qū)等（見圖5）。

圖5 城市小區(qū)分布區(qū)域

對應每個分布區(qū)域錄入各項信息，如區(qū)域名稱、四至范圍、所屬街、所屬居委會、環(huán)衛(wèi)管理部門、垃圾箱、路燈、戶數(shù)、人口等。

通過上述方法就能全部完成所需環(huán)衛(wèi)元素的錄入。這樣，一套真正屬于行業(yè)部門的大數(shù)據(jù)信息基本建立，并反映在一套矢量電子地圖上。圖文并茂，一目了然（見圖6）。

圖6 圖層設置窗口

2.4 開發(fā)GIS在環(huán)境衛(wèi)生工作中的實用專業(yè)管理軟件

運用地理信息系統(tǒng)的二次開發(fā)功能，根據(jù)環(huán)境衛(wèi)生工作的特點、需求，編制、開發(fā)適用于環(huán)衛(wèi)部門使用的專業(yè)管理軟件，使管理人員通過簡單操作就能完成動態(tài)管理、分析、決策。

1） 對每種設施的分布密度是否符合國家標準、民眾需求進行分析。如以轉運站每個點位為中心，設定距離看同步擴展情況，了解服務范圍是否合理等（見圖7）。一個命令即可完成，直觀看到設施疏密程度，服務范圍。結合周邊人口等情況進行評估、分析，做出建設、改造年度計劃。

圖7 轉運站服務半徑顯示窗口

2）運距計算。計算任意收集站到轉運站、轉運站到處理廠幾點間運距。在道路定位圖基礎上，確認車輛可行路線，車輛運行圖即可完成（見圖8）。

圖8 運距計算窗口

3）道路各項信息的計算。只要在每條道路下標明承包部門、承包內容等關鍵信息，就可以分別計算任一管理部門或人員、任一管理內容累加的道路、便道總條數(shù)、總面積、總長度的匯總（見圖9）。

圖9 道路數(shù)據(jù)顯示與總計窗口

4）任意小區(qū)、道路信息匯總。在每個垃圾桶（箱）下注明所屬小區(qū)、道路，點擊小區(qū)、道路，立刻匯總小區(qū)、道路垃圾桶（箱）總數(shù)量；將每塊綠地面注明歸屬的小區(qū)、道路名稱，一個命令輕松計算道路、小區(qū)綠化總塊數(shù)、總面積，位置清晰，方便快捷（見圖10）。

圖10 綠化總面積統(tǒng)計計算功能

5）任意信息都可提取匯總。設定圖層都可以按日期、按類型、按部門分類提取匯總（如某年建公廁），被選內容立即在所在位置閃爍顯示，點擊查詢信息，顯示數(shù)據(jù)列表，可放大瀏覽詳細內容（見圖11）。

圖11 數(shù)據(jù)列表窗口

6）綜合統(tǒng)計。區(qū)域所有點、線、面信息通過這一功能全部匯總。不論管轄的是一個城市、一個班隊點、小區(qū)，只要是一個封閉區(qū)域，想要匯總的數(shù)據(jù)一個命令全計算。只需點擊管轄區(qū)域，區(qū)域內的點層數(shù)據(jù)計算數(shù)量、線層數(shù)據(jù)計算條數(shù)和總長度、面層數(shù)據(jù)計算塊數(shù)和總面積，智能化效果明顯（見圖12）。

圖12 按屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能

可以看出，上述功能為所有設施、道路、區(qū)域（點、線、面）圖層的動態(tài)運作、準確提取、計算、分析提供了智能化功能。

3 環(huán)境衛(wèi)生綜合管理與規(guī)劃

環(huán)衛(wèi)管理工作涉及范圍廣而且復雜，有些工作需要進行綜合的處理和處置。軟件可以通過多個圖層的結合，靈活運用上述功能分步完成各項工作（見圖13）。

圖13 圖層結合

3.1 廢棄物處理：小區(qū)居民（垃圾源） →垃圾中轉站→垃圾處理廠

通過小區(qū)分布、人口、垃圾桶（箱）等計算垃圾產生量；根據(jù)路程的遠近分配到中轉站，記錄每個中轉站的位置、垃圾收集量；計算每個中轉站到垃圾處理廠的運距；處理廠的位置、接受能力是定值。通過一張表記錄一個城市的垃圾從收集站、中轉站到處理廠的運作狀況（見圖14）。

圖14 垃圾轉運站到處理廠的數(shù)據(jù)、分布都可以通過單項功能完成

軟件提供一個界面，按照每個轉運站每天的垃圾產生量（日產生量可以是變量），動態(tài)調配垃圾轉運站到處理廠的分配方案，點擊去同一個處理場的轉運站，隨即計算出垃圾產生量總和，可以與接收量對比、調配（見圖15）。

圖15 垃圾中轉站的垃圾分配到垃圾處理廠的垃圾產生量和動態(tài)顯示

通過這項運作可以得出許多結論：①記錄每個轉運站垃圾日產生量，進一步計算平均日產生量；②每個轉運站的日均總量值，更適合去哪個處理廠；③同樣方法計算轉運站到處理廠需用的車輛和車輛行駛總距離；④計算垃圾處理廠每天實際接收垃圾量；⑤整個運作方式是否滿足需求，是否需要調整，怎樣調整？

餐飲垃圾、醫(yī)療垃圾、糞便、建筑廢棄物的處理方法大致相同。需要進行再處理的垃圾等也可以采用上述方法。

這樣，一個城市的垃圾處理方式、方法、運作路線，清晰完成。

3.2 環(huán)境衛(wèi)生規(guī)劃

環(huán)衛(wèi)規(guī)劃的重點就是要做好各項基礎信息工作。事實上，單項圖層是最基礎的大數(shù)據(jù)。平時的動態(tài)累計、年度規(guī)劃等都是在基礎圖下通過編輯得出的，相對基礎圖的制作要簡單的多。如：公廁現(xiàn)狀圖完成，在現(xiàn)狀圖的基礎上平時只需標注變化的建設、改造日期和類型等，改變后的分布圖隨即產生，想調哪年的數(shù)據(jù)、想規(guī)劃哪年的數(shù)據(jù)，想看哪年的分布圖輕而易舉（見圖16）。

圖16 各種設施的建設、改造、類型、不同部門情況

如在垃圾處理中，如果小區(qū)數(shù)據(jù)統(tǒng)計中人口、垃圾產生量、保潔員配置、清運人員配置變化會引起各種設施、車輛數(shù)量增減，轉運站、垃圾處理場接受能力評估、再選址等等問題隨之產生。

由此看出，環(huán)衛(wèi)規(guī)劃就是要在現(xiàn)狀圖的基礎上進行圖層的動態(tài)標注、分析和決策。作各項設施、道路清掃、垃圾處理等分年度增減計劃、進一步作各年度投資估算表等。生成無數(shù)張分析圖、規(guī)劃圖。

但無論哪一步模擬軟件產生的都是矢量圖，分布清晰、有理有據(jù)。而且，隨著信息的不斷變化，規(guī)劃圖形不斷更新，規(guī)劃數(shù)據(jù)、總數(shù)據(jù)不斷變化，規(guī)劃的年度也會不斷延伸，規(guī)劃報表隨之更新。

可以這樣說，軟件是為各城市在摸清現(xiàn)狀的基礎上，進行文本規(guī)劃的模擬演示、檢驗規(guī)劃的可行性。也可以說是在原有文本規(guī)劃的基礎上增加了轉型、升級、創(chuàng)新內容。