基于用戶特征的垃圾分類系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

辜萍萍 鄭宇輝

1.廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院；2.廈門大學(xué)

隨著當(dāng)前我國(guó)的社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展和提高，城市化進(jìn)程加快，大量的人口由傳統(tǒng)的農(nóng)村地區(qū)轉(zhuǎn)移至其他城市，這使得城市的人口出現(xiàn)了大幅度上升，城市居民生活的垃圾分類問題日益嚴(yán)峻?，F(xiàn)階段，我國(guó)已經(jīng)開始逐步進(jìn)入生活垃圾分類新時(shí)代。因此，設(shè)計(jì)一款基于用戶特征的垃圾分類查詢系統(tǒng)，旨在有效解決對(duì)公眾思想認(rèn)識(shí)程度不足、分類的標(biāo)準(zhǔn)不清、信息的接收渠道較少等基礎(chǔ)性問題。根據(jù)用戶使用系統(tǒng)的行為習(xí)慣分析用戶特征，從源頭上引導(dǎo)和輔助社會(huì)公眾正確進(jìn)行垃圾分類。

隨著我國(guó)特色社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程持續(xù)加快，人民基本物質(zhì)生活和消費(fèi)水平實(shí)現(xiàn)了井噴式增長(zhǎng)和提高，數(shù)量和規(guī)模持續(xù)快速攀升的大型城市生活處理垃圾也隨之而來。據(jù)目前的國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)庫(kù)資料顯示，自2012年起我國(guó)城市生活及處理垃圾的清運(yùn)量逐年快速增長(zhǎng)。2021年-2025年的“十四五”時(shí)期，生活垃圾分類和處理設(shè)施建設(shè)進(jìn)入關(guān)鍵階段。當(dāng)前，城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施還存在諸多問題，處理能力不足、區(qū)域發(fā)展不平衡、管理體制機(jī)制不健全等，實(shí)現(xiàn)全面覆蓋的高質(zhì)量發(fā)展面臨較大的困難和挑戰(zhàn)。雖然北京、上海、廣州、廈門等地相繼地推行了開展強(qiáng)制垃圾分類的舉措，但對(duì)于大部分城市而言這僅是剛邁入強(qiáng)制垃圾分類時(shí)代的第一步，距離垃圾分類廣度深度覆蓋還有很長(zhǎng)的路要走。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)愈發(fā)普及的時(shí)代，利用低門檻的應(yīng)用系統(tǒng)將垃圾分類知識(shí)融入大眾的日常生活之中，無疑對(duì)提升全社會(huì)生活垃圾分類意識(shí)是極其有益的。

1 垃圾分類系統(tǒng)的前景

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)下，微信用戶基數(shù)龐大、覆蓋面較廣，且居民實(shí)際使用場(chǎng)景貼切于其小程序“用完即走”的核心理念。垃圾分類系統(tǒng)正是依托微信小程序而構(gòu)建的一款應(yīng)用程序，讓用戶更便捷地了解垃圾分類及環(huán)境保護(hù)相關(guān)資訊。從百度指數(shù)的“垃圾分類”關(guān)鍵詞的搜索數(shù)據(jù)及資訊數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，從2019年跨度到2021年，出現(xiàn)了對(duì)比鮮明的差異，資訊指數(shù)的日均值達(dá)到了20萬條以上，而大眾用戶的搜索指數(shù)整體日均值只有1萬多條，說明媒體不斷在宣傳垃圾分類的重要性，可民眾似乎對(duì)這個(gè)全新的生活方式并不格外關(guān)注，通過觀察調(diào)研發(fā)現(xiàn)，更多的老百姓是覺得無所適從不愿改變生活方式，從而選擇性地忽略。由此可見，微信小程序版本的基于用戶行為習(xí)慣特征的垃圾分類系統(tǒng)可以為生活中落地實(shí)現(xiàn)垃圾分類帶來可能。

就現(xiàn)階段我國(guó)市面上存在的生活垃圾分類平臺(tái)而言，反饋一般，主要的痛點(diǎn)在于無法根據(jù)用戶歷史交互數(shù)據(jù)分析出不同屬性特征的用戶在不同垃圾類型上存在的盲區(qū)，也由于不同城市垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)存在偏差，在目前的部分系統(tǒng)中查詢結(jié)果產(chǎn)生錯(cuò)誤，產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫(kù)不夠完善。基于前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)的一些問題，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的小程序，可以更加個(gè)性化地為用戶服務(wù)。

2 系統(tǒng)核心功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)基于前期需求調(diào)研，針對(duì)大眾在垃圾分類上的訴求，設(shè)計(jì)了五大核心功能模塊為用戶服務(wù)，包括垃圾分類查詢、在線趣味答題、新聞資訊瀏覽、垃圾分類指南及用戶數(shù)據(jù)管理分析服務(wù)。用戶包括普通用戶及管理員用戶兩大類。

普通用戶權(quán)限描述如下：

（1）微信賬號(hào)授權(quán)登錄后，可對(duì)個(gè)人中心信息（用戶名、性別、年齡、所在城市）進(jìn)行修改。

（2）程序自動(dòng)定位所在城市后，可搜索查詢有疑問、不清楚如何分類的垃圾在該地區(qū)所處類別及其處理方法。

（3）可實(shí)時(shí)瀏覽有關(guān)于垃圾分類的新聞，在內(nèi)置新聞頁(yè)面評(píng)論分享自己的心得感受。

（4）程序自動(dòng)定位或用戶手動(dòng)修改所在城市后，可查看該地區(qū)的垃圾分類指南。

（5）可完成垃圾分類測(cè)試題，檢測(cè)自己對(duì)垃圾分類的掌握程度。

（6）將使用產(chǎn)品過程中所發(fā)現(xiàn)的問題或感受建議對(duì)開發(fā)團(tuán)隊(duì)予以反饋。

（7）收藏小程序或?qū)⑿〕绦蚍窒斫o其他用戶。

管理員用戶權(quán)限描述如下：

（1）可對(duì)用戶反饋的信息進(jìn)行查詢和回復(fù)。

（2）可對(duì)用戶使用信息（垃圾查詢信息、答題情況信息）進(jìn)行查詢和導(dǎo)出。

（3）可對(duì)趣味答題模塊的題目進(jìn)行添加、刪除、修改、查詢操作。

（4）可對(duì)新聞資訊模塊的新聞進(jìn)行添加、刪除、修改、查詢操作。

2.1 垃圾分類查詢

用戶對(duì)于生活垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)的模糊是生活垃圾分類執(zhí)行情況不理想的一個(gè)關(guān)鍵所在，系統(tǒng)對(duì)各項(xiàng)生活垃圾的分類方式進(jìn)行了優(yōu)化收錄，并且為用戶提供了文字輸入查詢的方式。生活垃圾類別查詢系統(tǒng)后臺(tái)會(huì)自動(dòng)定位查詢用戶的所在城市，匹配位置以及相應(yīng)的生活垃圾分類的標(biāo)準(zhǔn)，用戶登錄后只需在分類垃圾卻不知道這些垃圾具體的類別時(shí)，打開小程序在對(duì)應(yīng)的輸入框中直接輸入垃圾的名稱進(jìn)行文字輸入搜索。用戶可在該頁(yè)面自動(dòng)查看到這些垃圾的具體名稱、類別，以及相應(yīng)的垃圾介紹和提示信息，后臺(tái)小程序會(huì)實(shí)時(shí)自動(dòng)記錄當(dāng)前用戶的垃圾查詢信息，后期提供智能化的個(gè)性服務(wù)。

2.2 在線趣味答題

對(duì)于檢測(cè)自己的實(shí)際掌握情況，測(cè)試是最優(yōu)的方法。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了趣味答題的模塊，用戶可以通過答題檢驗(yàn)自己是否已經(jīng)掌握的相應(yīng)垃圾的具體分類，查看答卷解析，有效提升自己垃圾分類掌握能力。系統(tǒng)會(huì)對(duì)用戶的答題情況進(jìn)行記錄，掌握用戶實(shí)際薄弱部分，更針對(duì)性的提供幫助。

2.3 新聞資訊瀏覽

系統(tǒng)為用戶提供了熱點(diǎn)新聞、科普講解窗口供用戶在線瀏覽，閱讀與垃圾分類政策相關(guān)的信息內(nèi)容，及時(shí)了解時(shí)事政策。用戶登錄后可以在系統(tǒng)的新聞資訊詳情頁(yè)面在線瀏覽各類熱點(diǎn)新聞標(biāo)題以及概述等相關(guān)信息，點(diǎn)擊自己關(guān)注或感興趣的熱點(diǎn)新聞跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)的詳情信息頁(yè)面，進(jìn)行詳細(xì)內(nèi)容的查看。該新聞模塊的建設(shè)旨在通過讓社會(huì)公眾更多的深入了解當(dāng)下我國(guó)垃圾分類的具體實(shí)施的情況，了解和實(shí)施綠色健康生活的方式，起到教育、宣傳和社會(huì)引導(dǎo)的重要作用。這不僅能有效的保護(hù)和改善城鄉(xiāng)的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)資源的分類回收和節(jié)約利用，也利于促進(jìn)國(guó)民素質(zhì)的提升、社會(huì)文明的進(jìn)步。

2.4 垃圾分類指南

垃圾分類指南收錄垃圾分類基本常識(shí)、常見問題等，用戶可以點(diǎn)擊分類指南進(jìn)行閱讀學(xué)習(xí)。系統(tǒng)會(huì)定期根據(jù)用戶使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，擴(kuò)充修改垃圾分類指南中對(duì)應(yīng)內(nèi)容，推廣更加環(huán)保合理的處理方式和生活方式，希望能更有效地給用戶提供真切需求的垃圾分類知識(shí)填充。

2.5 數(shù)據(jù)管理分析

數(shù)據(jù)管理功能對(duì)于團(tuán)隊(duì)內(nèi)部開放，該模塊主要針對(duì)用戶使用情況進(jìn)行管理，記錄相應(yīng)問題。將查詢、錯(cuò)題等數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，并關(guān)聯(lián)用戶注冊(cè)時(shí)的屬性特征，直觀反映各類用戶在垃圾分類中存在的分類困難，通過數(shù)據(jù)分析升級(jí)自身產(chǎn)品服務(wù)、探尋垃圾分類根本問題和解決途徑，甚至可供有關(guān)組織、部門進(jìn)行行業(yè)分析決策，為加速推行垃圾分類獻(xiàn)出自己的一份力量。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)

該系統(tǒng)的管理員端采用網(wǎng)頁(yè)的形式對(duì)垃圾類型等數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改查的操作，而普通用戶則采用微信小程序的方式進(jìn)行交互。

3.1 軟件總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用前后端完全分離的開發(fā)模式，將項(xiàng)目分成多組模塊同時(shí)運(yùn)作，以此提高開放效率，更好實(shí)現(xiàn)軟件敏捷開發(fā)，系統(tǒng)整體技術(shù)框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)技術(shù)框架圖Fig.1 System technical framework diagram

3.2 軟件開發(fā)技術(shù)環(huán)境

該系統(tǒng)在Windows10操作系統(tǒng)上進(jìn)行開發(fā)。開發(fā)工具有：jdk1.8.0_162，IntelliJ IDEA 2018.1.5 x64，JetBrains WebStorm 2018.1.5 x64，微信開發(fā)者工具，Apache Maven 3.6.1，Mysql8.0。使用框架：微信小程序端UI庫(kù)使用vantweapp，后端使用Springboot+SpringMVC+Mybatis。

開發(fā)環(huán)境采用前后端分離模式，管理員子系統(tǒng)的前端頁(yè)面使用Bootstrap+Jquery+Echarts，而移動(dòng)前端采用微信小程序SDK進(jìn)行開發(fā), 小程序界面設(shè)計(jì)由Wxml和Wxss所實(shí)現(xiàn)，其中Wxml用于實(shí)現(xiàn)頁(yè)面的基本架構(gòu)，而Wxss用于設(shè)計(jì)頁(yè)面樣式。

3.3 軟件數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)需要符合系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，本系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)如下：垃圾類別信息表（垃圾ID，垃圾名稱，類別，加入時(shí)間）；新聞資訊表（新聞ID，新聞標(biāo)題，新聞來源，新聞內(nèi)容，新聞日期，新聞圖片名稱）；新聞評(píng)論表（新聞ID，用戶ID，評(píng)論內(nèi)容）；用戶信息（用戶ID，用戶性別，出生年份，所在省份，所在城市，所在區(qū)縣，可回收物查詢次數(shù)，廚余垃圾查詢次數(shù)，有害垃圾查詢次數(shù)，其他垃圾查詢次數(shù)）；測(cè)試題目信息（題目ID，題目，選項(xiàng)信息，正確答案）；用戶答題信息（用戶ID，測(cè)試分值，錯(cuò)題ID）；垃圾分類指南表（指南ID，推送用戶ID，指南內(nèi)容）。

3.4 系統(tǒng)功能測(cè)試

功能測(cè)試用例針對(duì)測(cè)試對(duì)象的功能測(cè)試應(yīng)側(cè)重于所有可直接追蹤到業(yè)務(wù)功能和業(yè)務(wù)規(guī)則的測(cè)試需求。這種測(cè)試的目標(biāo)是核實(shí)數(shù)據(jù)的接受、處理和檢索是否正確，以及業(yè)務(wù)規(guī)則的實(shí)施是否恰當(dāng)。主要測(cè)試技術(shù)方法為用戶通過GUI（圖形用戶界面）與應(yīng)用程序交互，對(duì)交互的輸出或接受進(jìn)行分析，以此來核實(shí)需求功能與實(shí)現(xiàn)功能是否一致，這是系統(tǒng)測(cè)試階段主要的測(cè)試方法[1]。因篇幅關(guān)系，此處僅展示核心功能部分測(cè)試用例，如表1所示。

表1 核心模塊測(cè)試用例Tab.1 Core module test cases

4 結(jié)語

加快推進(jìn)生活垃圾分類和處理水平，是改善城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境、保障人民健康的有效舉措，對(duì)推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)實(shí)現(xiàn)新進(jìn)步、社會(huì)文明程度得到新提高具有重要意義。垃圾分類查詢系統(tǒng)秉承“低門檻、易學(xué)習(xí)”的理念，輔助用戶在日常生活中及時(shí)了解垃圾分類相關(guān)資訊，根據(jù)需要查詢垃圾分類信息，學(xué)習(xí)分類知識(shí)。同時(shí)，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，了解用戶特征，推送更準(zhǔn)確的新聞資訊給用戶，利于更高效地增強(qiáng)垃圾分類意識(shí)。