浙江省城鄉(xiāng)生活垃圾處置智慧管理平臺(tái)分析和設(shè)計(jì)

梁利霞，胡前亮，徐滬杭，姚濱鋒，蘇翠霞

（1.浙江省建筑科學(xué)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310012；2.浙江天尚建筑設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 311113）

1 概 述

隨著經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展以及民眾生活消費(fèi)水平的不斷提高，浙江省生活垃圾產(chǎn)生量持續(xù)走高，且增速較快。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公開(kāi)發(fā)布的《城鄉(xiāng)統(tǒng)計(jì)年鑒》相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：2019年全省生活垃圾清運(yùn)量達(dá)1 530萬(wàn)t，且垃圾產(chǎn)生量仍在以每年9%～10%的速度增長(zhǎng)。

近年來(lái)，浙江省垃圾分類工作全面鋪開(kāi)，各市、縣（市、區(qū)）結(jié)合實(shí)際積極推進(jìn)垃圾分類工作，城市環(huán)境治理有了很大的突破。但是，在實(shí)際的工作監(jiān)管中暴露了一些不足。主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

1）監(jiān)督管理手段單一，技術(shù)含量不高。垃圾分類投放設(shè)施、收集設(shè)施、運(yùn)輸設(shè)備、終端處理設(shè)施，以及資源回收利用等各個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、作業(yè)數(shù)據(jù)、指標(biāo)數(shù)據(jù)，現(xiàn)階段以人工的方式進(jìn)行收集，無(wú)法形成持久作用。同時(shí)，管理主要憑經(jīng)驗(yàn)，缺少科學(xué)手段支撐，無(wú)法很好地滿足垃圾分類管理精細(xì)化的要求。

2）部門(mén)間、地區(qū)間存在信息壁壘。城鄉(xiāng)生活垃圾分類處置涉及了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門(mén)和市容環(huán)衛(wèi)行政主管部門(mén)。個(gè)別地區(qū)的部門(mén)間存在信息不對(duì)稱，各自為政的情況，數(shù)據(jù)以孤島的形式存在，沒(méi)有形成全生命周期的數(shù)據(jù)鏈。即使是同一地區(qū)的市級(jí)、區(qū)（縣）、街道（村鎮(zhèn)）間也存在信息管道不暢，上下數(shù)據(jù)不融合的情況。

3）信息化發(fā)展水平不均衡。個(gè)別地市、區(qū)縣已建成相應(yīng)的垃圾分類處置平臺(tái)，但仍然存在數(shù)據(jù)功能單一、聯(lián)動(dòng)性不強(qiáng)，歷史數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用不充分等問(wèn)題。全省各地的信息化發(fā)展水平不均衡，造成各地平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容不規(guī)范，下級(jí)的平臺(tái)無(wú)法接入上級(jí)平臺(tái)，不利于整個(gè)地區(qū)的垃圾分類處置的統(tǒng)一管理，不能很好地執(zhí)行監(jiān)督管理功能。

因此，建立科學(xué)、快捷、人性化的省級(jí)城鄉(xiāng)生活垃圾智慧監(jiān)管平臺(tái)，提高垃圾收運(yùn)處理的信息化水平和效率，有利于建立垃圾分類工作長(zhǎng)效機(jī)制，對(duì)于提高浙江省環(huán)境治理綜合水平具有重要的意義。

2 智慧管理平臺(tái)需求分析

2.1 展示需求分析

綜合信息的展示窗口，體現(xiàn)生活垃圾管理平臺(tái)的便捷性、直觀性和簡(jiǎn)潔性，可以滿足政府監(jiān)督、企業(yè)管理、用戶使用等各方主體的展示、公示、公開(kāi)的功能要求。集中顯示各地市城鄉(xiāng)生活垃圾處理情況的總體水平和考核結(jié)果，對(duì)于各項(xiàng)政策、文件做到實(shí)時(shí)公示，實(shí)現(xiàn)上下信息的快速傳遞和高效溝通。見(jiàn)圖1。

圖1 展示需求目標(biāo)框架

2.2 監(jiān)督需求分析

充分發(fā)揮信息化、物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化對(duì)垃圾處理各階段設(shè)施設(shè)備的監(jiān)督管理，實(shí)現(xiàn)垃圾處置工作可溯源、可跟蹤、可復(fù)現(xiàn)的功能。對(duì)垃圾處理前端分類投放設(shè)施、設(shè)備，中端分類運(yùn)輸車輛、站點(diǎn)、場(chǎng)所，后端回收利用、處置去向等階段環(huán)節(jié)，建立以全過(guò)程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)管為目標(biāo)的數(shù)字化長(zhǎng)效監(jiān)管模式。

2.3 評(píng)價(jià)需求分析

在大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，遵循科學(xué)有效、統(tǒng)籌兼顧、公平公正的基本原則，建立垃圾分類處理考核評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以各項(xiàng)指標(biāo)的落實(shí)情況為具體抓手，落實(shí)各參與主體的相關(guān)責(zé)任，為各部門(mén)的監(jiān)管工作提供方向和指導(dǎo)。

2.4 能力預(yù)測(cè)需求分析

以信息系統(tǒng)為紐帶，多方整合，高效協(xié)作，加強(qiáng)關(guān)聯(lián)各方信息的高度融合，發(fā)揮大數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)一定的前瞻性能力建設(shè)，結(jié)合現(xiàn)狀、趨勢(shì)形成短期和中長(zhǎng)期的能力預(yù)測(cè)機(jī)制，輔助相關(guān)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，為管理部門(mén)提供相應(yīng)的決策依據(jù)和技術(shù)支撐。

3 智慧管理平臺(tái)設(shè)計(jì)分析

圍繞健全長(zhǎng)效管理機(jī)制和提升管理能級(jí)的目標(biāo)，遵循“用數(shù)據(jù)說(shuō)話，用數(shù)據(jù)決策，用數(shù)據(jù)管理，用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的原則，強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，開(kāi)展浙江省城鄉(xiāng)生活垃圾分類處置智慧管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)和分析。按照基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、應(yīng)用技術(shù)層、功能模塊層和界面展示層，搭建總體架構(gòu)，見(jiàn)圖2。

圖2 平臺(tái)總體架構(gòu)

3.1 模塊功能

3.1.1 綜合展示子系統(tǒng)

應(yīng)用GIS地圖，形象直觀，根據(jù)空間位置圖示范圍內(nèi)各行政區(qū)域的總體概況，是整個(gè)管理平臺(tái)的中心界面。

主要需求內(nèi)容和要求包括：

1）綜合指標(biāo)展示。各行政區(qū)域內(nèi)垃圾分類情況主要指標(biāo)數(shù)據(jù)顯示，包括：垃圾總量、增長(zhǎng)率、資源化利用率、無(wú)害化利用率等關(guān)鍵參數(shù)的統(tǒng)一展示。

2）考核情況公示。展示生活垃圾分類高標(biāo)準(zhǔn)示范小區(qū)、示范片區(qū)、定時(shí)定點(diǎn)商業(yè)區(qū)、定時(shí)定點(diǎn)小區(qū)的建設(shè)完成情況，通過(guò)不同的色塊表示完成、啟動(dòng)、未開(kāi)始等各個(gè)建設(shè)階段的數(shù)量，并根據(jù)績(jī)效考核，提供績(jī)效考核結(jié)果公示。

3）重要信息公開(kāi)。實(shí)時(shí)展示現(xiàn)行政策法規(guī)及相應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)統(tǒng)一頁(yè)面進(jìn)行發(fā)布，包含文件名稱、發(fā)布時(shí)間、文件附件、在線瀏覽文件、文件下載等要素和功能。

3.1.2 運(yùn)行監(jiān)管子系統(tǒng)

通過(guò)前端、中端、后端三個(gè)環(huán)節(jié)，建立全省生活垃圾全流程監(jiān)督管理體系，獲取前端投放、垃圾收集、垃圾運(yùn)輸、末端處理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，各時(shí)期數(shù)據(jù)由各（地）市通過(guò)數(shù)據(jù)上報(bào)系統(tǒng)統(tǒng)一上報(bào)匯總，為分析評(píng)價(jià)子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。

1）前端分類監(jiān)管模塊

主要展示全省垃圾分類工作的源頭減量情況。按照居住小區(qū)、公共機(jī)構(gòu)和企業(yè)對(duì)垃圾分類主體進(jìn)行分類，其中，公共機(jī)構(gòu)包括：黨政機(jī)關(guān)、事業(yè)單位、社團(tuán)組織、公共場(chǎng)所管理單位等。企業(yè)包括國(guó)有企業(yè)和非國(guó)有企業(yè)。

2）收運(yùn)監(jiān)管模塊

按照垃圾收運(yùn)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)管，通過(guò)動(dòng)態(tài)流程圖的方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，對(duì)可回收物、易腐垃圾、其他垃圾和有害垃圾4種生活垃圾，獲取從投放、收集、運(yùn)輸?shù)教幹玫娜^(guò)程數(shù)據(jù)參數(shù)。

3）末端處置監(jiān)管模塊

垃圾處置終端設(shè)施。對(duì)各市、縣（市、區(qū)）終端處置設(shè)施進(jìn)行監(jiān)管，查看垃圾填埋場(chǎng)數(shù)量、填埋場(chǎng)規(guī)劃能力、焚燒廠數(shù)量、焚燒廠規(guī)劃能力、餐廚廠數(shù)量、餐廚廠規(guī)劃能力，以及垃圾處置終端設(shè)施基本信息和建設(shè)進(jìn)度情況，合理評(píng)估垃圾處理能力。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)處理后的廢棄物去向的監(jiān)管。

垃圾收集運(yùn)輸設(shè)施設(shè)備。對(duì)垃圾收集運(yùn)輸設(shè)施設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管，可查看車輛中轉(zhuǎn)站概況。按可回收物、易腐垃圾、其他垃圾、有害垃圾4種垃圾運(yùn)輸車輛分類，分別列出不同市、縣（市、區(qū)）的統(tǒng)計(jì)數(shù)量。按小型、中型、大型3種中轉(zhuǎn)站分別列出不同市、縣（市、區(qū)）的統(tǒng)計(jì)數(shù)量。

3.1.3 分析評(píng)價(jià)子系統(tǒng)

分析平臺(tái)以增長(zhǎng)率、覆蓋率、無(wú)害化處理率、資源化利用率、回收利用率、垃圾處理量共計(jì)6項(xiàng)參數(shù)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并通過(guò)權(quán)重賦值，得到綜合評(píng)價(jià)值，對(duì)市、縣（市、區(qū)）生活垃圾分類處置情況進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，并為考核提供相應(yīng)依據(jù)。見(jiàn)圖3。

圖3 指標(biāo)分析圖（回收利用量）

3.1.4 能力預(yù)測(cè)子系統(tǒng)

主要展示全省生活垃圾末端處置設(shè)施設(shè)備的數(shù)量和處置能力。導(dǎo)航倉(cāng)展示焚燒廠、餐廚處理廠以及填埋場(chǎng)全省當(dāng)前設(shè)施的負(fù)荷率。并結(jié)合相關(guān)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，明確可預(yù)見(jiàn)時(shí)間段的能力水平與輔助決策。見(jiàn)圖4。

圖4 能力分析部分界面

1）能力平衡分析

基于各地焚燒廠、餐廚廠和填埋場(chǎng)地的處置能力，對(duì)比分析規(guī)劃能力和現(xiàn)有能力，明確各地規(guī)劃是否與實(shí)際需求保持一致。進(jìn)一步從焚燒廠設(shè)計(jì)能力與實(shí)際處理量、餐廚廠設(shè)計(jì)能力與實(shí)際處理量、填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)能力與實(shí)際處理量三個(gè)方面進(jìn)行平衡分析。其中設(shè)計(jì)處理能力參照各場(chǎng)（廠）建設(shè)設(shè)計(jì)處理量。實(shí)際處理量為累計(jì)處理量與累計(jì)天數(shù)的比值。

2）處置結(jié)構(gòu)分析

以垃圾產(chǎn)生量為基礎(chǔ)，結(jié)合焚燒、餐廚、填埋三類處置量，分析計(jì)算各類處置方式垃圾處理量占總量的百分比。

3）處置能力預(yù)測(cè)

通過(guò)各地垃圾處理能力現(xiàn)狀和處置結(jié)構(gòu)的分析，綜合考慮焚燒、餐廚、填埋三類處置設(shè)施日處理能力并結(jié)合人口增長(zhǎng)趨勢(shì)和城鎮(zhèn)化發(fā)展水平，預(yù)測(cè)未來(lái)5～8年全省各地處置能力，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果提出相應(yīng)區(qū)域規(guī)劃的建議和意見(jiàn)。

3.1.5 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

作為數(shù)據(jù)需求方，需要從浙江省服務(wù)網(wǎng)獲取各類單位的工商基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及從省誠(chéng)信平臺(tái)獲取立項(xiàng)項(xiàng)目數(shù)據(jù)，梳理并形成數(shù)據(jù)資源目錄。

作為數(shù)據(jù)服務(wù)方，在廳業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源目錄體系基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)清洗、歸集到專項(xiàng)數(shù)據(jù)分區(qū)的方式形成專項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)及業(yè)務(wù)公共數(shù)據(jù)庫(kù)，并在統(tǒng)一的接口服務(wù)提供方式和授權(quán)管理機(jī)制下歸集至建設(shè)廳數(shù)據(jù)倉(cāng)。通過(guò)建設(shè)共享服務(wù)接口，按照省大數(shù)據(jù)管理中心要求，在公共數(shù)據(jù)共享平臺(tái)發(fā)布接口，為應(yīng)用單位提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)部署構(gòu)架分析

3.2.1 平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以政務(wù)網(wǎng)為核心，通過(guò)政務(wù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)省、市、區(qū)、縣各級(jí)相關(guān)管理部門(mén)互聯(lián)互通，達(dá)到各級(jí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的入庫(kù)與動(dòng)態(tài)更新一體化；同時(shí)，與浙江省政務(wù)服務(wù)網(wǎng)及省地理空間共享平臺(tái)建立數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共建共享。見(jiàn)圖5。

圖5 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)架構(gòu)

3.2.2 平臺(tái)系統(tǒng)部署

基于云平臺(tái)資源，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器部署于浙江省政務(wù)云平臺(tái)中，云平臺(tái)部署數(shù)據(jù)庫(kù)以及省、市、縣（區(qū)）、企業(yè)四級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)（村、鎮(zhèn)信息包含在縣（區(qū)）數(shù)據(jù)庫(kù)中），實(shí)現(xiàn)全省監(jiān)管數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)；全省所有的市級(jí)管理單位和區(qū)縣級(jí)業(yè)務(wù)管理單位通過(guò)浙江省政務(wù)外網(wǎng)訪問(wèn)管理系統(tǒng)；全省所有的市級(jí)管理單位通過(guò)市級(jí)運(yùn)維平臺(tái)資源上報(bào)與管理工具上報(bào)運(yùn)維情況和監(jiān)管數(shù)據(jù)；第三方運(yùn)維單位通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)。

3.2.3 數(shù)據(jù)傳輸流程

基礎(chǔ)設(shè)施、垃圾分類收集、垃圾分類運(yùn)輸、分類處置等信息，通過(guò)地理信息技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸至各縣、（區(qū)）垃圾分類監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺(tái)，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)交換與共享、數(shù)據(jù)融合存儲(chǔ)等技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸至市級(jí)垃圾分類監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺(tái)。市級(jí)平臺(tái)將各區(qū)（縣）基礎(chǔ)設(shè)施信息、企業(yè)運(yùn)維信息、報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析和GIS地圖信息等整合收錄。最終傳輸至省級(jí)生活垃圾分類監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺(tái)，同時(shí)上下級(jí)建立考核管理機(jī)制。見(jiàn)圖6。

圖6 平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸流程

4 數(shù)據(jù)對(duì)接測(cè)試

4.1 測(cè)試目的

通過(guò)省級(jí)平臺(tái)與市級(jí)生活垃圾分類信息化監(jiān)管平臺(tái)數(shù)據(jù)對(duì)接，檢查交互信息流暢度，傳輸內(nèi)容一致度，導(dǎo)入數(shù)據(jù)正確度。

4.2 測(cè)試內(nèi)容

以嘉興市生活垃圾分類信息化監(jiān)管平臺(tái)數(shù)據(jù)對(duì)接為例，主要測(cè)試市級(jí)平臺(tái)設(shè)備設(shè)施基礎(chǔ)信息和車輛清運(yùn)路線等內(nèi)容與省級(jí)平臺(tái)數(shù)據(jù)的一致性情況。

4.3 測(cè)試結(jié)果

結(jié)果表明：省級(jí)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地市設(shè)施設(shè)備相關(guān)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)合計(jì)，廚余垃圾廠、焚燒廠、車輛等位置信息、處置能力等數(shù)據(jù)資料，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口，交互信息流暢，傳輸內(nèi)容一致，滿足數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠的目標(biāo)要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)城鄉(xiāng)生活垃圾分類處置系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和需求分析，明確各子系統(tǒng)功能，以垃圾分類主體為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)垃圾源頭減量的動(dòng)態(tài)管理，設(shè)施運(yùn)行管控，投收運(yùn)處以及回收利用的全過(guò)程監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)垃圾治理工作信息實(shí)時(shí)展示、績(jī)效智能評(píng)估、決策綜合研判。通過(guò)數(shù)據(jù)共享機(jī)制保證垃圾分類管理信息的及時(shí)性、真實(shí)性和高效性，大大提高浙江省城鄉(xiāng)生活垃圾的綜合管理水平。系統(tǒng)的建設(shè)有利于規(guī)范城鄉(xiāng)生活垃圾分類管理業(yè)務(wù)的流程，有利于打造新時(shí)代美麗城鎮(zhèn)，有利于進(jìn)一步夯實(shí)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新基石。