城市大腦助力包裝廢棄物資源化系統(tǒng)構(gòu)建研究

李小龍

(蘭州工商學(xué)院 會計學(xué)院，蘭州 730101)

城市大腦是以數(shù)據(jù)、算力、算法等為基礎(chǔ)和支撐，運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、通信信息等新技術(shù)，全面、全程、全域推動實現(xiàn)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的數(shù)字系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施。

垃圾分類是實現(xiàn)人類社會良性發(fā)展以及發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的必由之路，是人類文明發(fā)展的重要標志。隨著我國經(jīng)濟與科技的迅猛發(fā)展，城市生活垃圾中的成分也發(fā)生了巨大的變化，快件垃圾及包裝物垃圾的成分日益復(fù)雜，包括塑料垃圾、紙質(zhì)垃圾、木料垃圾、玻璃垃圾等。大量的包裝廢棄物產(chǎn)生了巨大的污染以及包裝的產(chǎn)值和回收率差距不斷拉大，對我國垃圾分類的治理形成了巨大的挑戰(zhàn)。近年來，我國部分區(qū)域建立起了靜脈產(chǎn)業(yè)園區(qū)和相對完善的廢棄物回收體系，對包裝廢棄物的循環(huán)利用起到了重要的促進作用。為了提高垃圾分類的效率和進行資源化處理，我國先后頒布了《循環(huán)經(jīng)濟促進法》《清潔生產(chǎn)促進法》《固體廢物污染環(huán)境防治法》等法律法規(guī)來保障廢棄物的資源化利用程度。

基于大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)等，探討如何利用城市大腦構(gòu)建包裝廢棄物資源化利用系統(tǒng)，打通生產(chǎn)者、流通領(lǐng)域、包裝廢棄物末端治理的通道，實現(xiàn)政府、企業(yè)、非政府組織、社區(qū)、居民等的協(xié)同治理，從而實現(xiàn)垃圾分類治理的“三化”原則，保護生態(tài)文明，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的良性發(fā)展。

一、我國包裝廢棄物資源化的現(xiàn)狀

包裝廢棄物資源化是指對已經(jīng)使用過的包裝物經(jīng)過回收再處理，以改變其物理特性和化學(xué)特性的方式使其成為新的包裝材料，從而變廢為寶，實現(xiàn)廢棄包裝物的資源綜合利用。包裝廢棄物在資源化過程中也要遵循垃圾分類的“3R”原則。

近年來，隨著經(jīng)濟與科技的進步，產(chǎn)品的生命周期不斷縮減，同時伴隨市場的激烈競爭和人民生活水平的日益提高，人們對產(chǎn)品和包裝的個性化需求越來越多，導(dǎo)致產(chǎn)品包裝市場的需求旺盛。2018年，我國快遞業(yè)務(wù)量首次突破500億；2019年，增至635多億件，累計收入約749.80億元；2020年，受新冠疫情的影響，快遞業(yè)務(wù)量出現(xiàn)了新的增長趨勢，1月至11月累計收入約為965億元，同比增長21.3%。在我國特大城市中，快遞包裝垃圾增量已經(jīng)占到生活垃圾增量的93%，部分大型城市也達到85%至90%，而快遞包裝物回收率不到20%，紙板和塑料的實際回收率不到10%[1]。

二、我國包裝廢棄物資源化中存在的問題

(一)法律法規(guī)不健全

我國現(xiàn)行的立法中有關(guān)包裝廢棄物的規(guī)定并沒有構(gòu)成良好的體系，存在交叉重疊的現(xiàn)象。法律規(guī)定過于零散、原則性規(guī)定較多，可操作性差。包裝廢棄物資源化各方權(quán)利與義務(wù)不明確，無包裝物專項立法。

(二)生態(tài)消費的社會理念尚未形成

生態(tài)消費是一種生態(tài)化的消費模式，要求適度、公正、責任消費。生態(tài)消費強調(diào)個體的消費行為要在地球環(huán)境可控的合理范圍內(nèi)進行，若沒有循環(huán)經(jīng)濟的資源化意識，社會公眾在實踐中便難以通過社會行為形成包裝物循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)[2]。

(三)回收渠道混亂

目前，我國包裝物的回收主要仍為政府主導(dǎo)，市場回收系統(tǒng)尚未建立。各行各業(yè)都有專門的回收機構(gòu)或部門，但是既缺乏統(tǒng)一的回收系統(tǒng)和組織，也缺乏統(tǒng)一的管理部門和回收技術(shù)標準。

(四)分類收集水平較低

一是由于包裝物標準不統(tǒng)一，導(dǎo)致包裝物的質(zhì)量優(yōu)劣各異、規(guī)格大小不同，優(yōu)質(zhì)的包裝物重復(fù)利用程度較高，而絕大多數(shù)使用過的包裝物很難再重復(fù)利用，或者在回收時會造成資源浪費；二是由于技術(shù)落后，參與包裝物回收利用的企業(yè)普遍存在研發(fā)動力不足、資金短缺、技術(shù)創(chuàng)新較弱等問題，在目前包裝廢棄物回收利用過程中仍然是以傳統(tǒng)手工分揀為主。

如何破解包裝廢棄物“圍城”現(xiàn)象以及如何提高包裝廢棄物資源化利用效率成了現(xiàn)代城市治理的難題。近年來，我國的包裝廢棄物資源化受到了國家和地方政府的高度重視，如出臺一系列的法律法規(guī)文件完善回收途徑并進行政策性的指引，為包裝廢棄物循環(huán)利用起到了積極的推動作用。在政府的廣泛宣傳指引下，居民的生態(tài)消費理念正在逐步形成，環(huán)保意識逐步加強。以“城市大腦”為核心的智慧城市建設(shè)為我國城市治理現(xiàn)代化注入了新鮮的血液[3]。截至2020年，我國近500個城市啟動“城市大腦”建設(shè)規(guī)劃，其中包括杭州、上海、北京、福州等，建設(shè)資金超過數(shù)百億元。研究表明，通過技術(shù)創(chuàng)新可以降低城市公共事務(wù)治理中的信息不對稱，促進治理主體發(fā)揮比較優(yōu)勢，形成共同解決問題的方案[4]。

三、基于城市大腦的包裝廢棄物資源化系統(tǒng)構(gòu)架

基于城市大腦的包裝廢棄物資源化系統(tǒng)是建設(shè)智慧城市不可或缺的一個重要組成部分，它可以作為垃圾分類系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，與智慧環(huán)衛(wèi)平臺、固廢處置廠監(jiān)管平臺、生活垃圾全流程監(jiān)管平臺協(xié)同運作，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能實現(xiàn)包裝廢棄物資源化利用，由傳統(tǒng)手工模式、“手工+信息化”模式向“智慧回收”模式轉(zhuǎn)變。

(一)構(gòu)建原則

1.統(tǒng)一目標，完善機制

在垃圾分類治理中，不能以垃圾分類這一單一目標制定評價指標，而要挖掘在城市治理中垃圾分類對循環(huán)經(jīng)濟的促進作用，從而制定全面系統(tǒng)的評價指標。結(jié)合地方經(jīng)濟發(fā)展的特點，以現(xiàn)有的國家層面的法律法規(guī)為基礎(chǔ)，按照“三化四分”的原則，建立垃圾治理的投入機制和成本分攤機制，全面落實生產(chǎn)者責任延伸制度，完善垃圾分類治理體系。

2.技術(shù)標準

按照我國目前已經(jīng)頒布的《生活垃圾分類標準》《大件垃圾收集和利用技術(shù)要素》《生活垃圾收集運輸技術(shù)規(guī)范》等垃圾分類處理技術(shù)標準和信息技術(shù)標準[5]，完成數(shù)據(jù)的收集和挖掘。

3.協(xié)同治理

社會治理的變革與調(diào)適是智慧城市良性發(fā)展的長續(xù)動力和戰(zhàn)略支撐。因此，在建設(shè)過程中要注重技術(shù)創(chuàng)新、人才培養(yǎng)和儲備戰(zhàn)略。應(yīng)該充分調(diào)動政府各部門之間、政府與其他主體之間的協(xié)調(diào)性，還應(yīng)該精心設(shè)計流程及標準化的格式，各組織之間形成“共商共治”的良好生態(tài)。

(二)構(gòu)建過程

該系統(tǒng)的構(gòu)建包括如下5個層級。

1.基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層是構(gòu)建該系統(tǒng)的基石，重點是利用大數(shù)據(jù)、云計算服務(wù)器、物聯(lián)網(wǎng)、5G、信息通信技術(shù)等為該系統(tǒng)提供硬件和軟件支持。通過技術(shù)支撐推動系統(tǒng)互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通，建立覆蓋區(qū)縣(市)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)及社區(qū)在線協(xié)同系統(tǒng)，是其他層級建設(shè)的前提條件。

2.數(shù)據(jù)交互層

數(shù)據(jù)交互層主要利用大數(shù)據(jù)、云計算及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)收集包裝廢棄物處置的動態(tài)信息，對包裝廢棄物資源化的全程進行監(jiān)控，將這些動態(tài)信息進行挖掘、清洗，形成數(shù)據(jù)倉庫并存儲于云服務(wù)器端，形成包裝廢棄物處理信息圖，將處理信息在各個治理主體中進行共享。

3.數(shù)據(jù)資源層

數(shù)據(jù)資源層主要集成社會科學(xué)類、經(jīng)濟文化類等領(lǐng)域的開放專題科學(xué)數(shù)據(jù)、公開的研究報告及相關(guān)政策法規(guī)等。以此為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)環(huán)境，建立公共數(shù)據(jù)中心、垃圾分類專題數(shù)據(jù)庫，包裝廢棄物回收利用數(shù)據(jù)庫，企業(yè)基本信息數(shù)據(jù)庫，用戶管理數(shù)據(jù)庫，以及智能分析模型和智能決策模型等，滿足用戶的數(shù)據(jù)智慧化服務(wù)需求。

4.信息服務(wù)層

信息服務(wù)層是包裝廢棄物資源化利用系統(tǒng)的核心層。主要利用城市大腦實現(xiàn)一網(wǎng)統(tǒng)管，利用大數(shù)據(jù)分析、圖像識別、人工智能算法等對制造企業(yè)生成過程進行監(jiān)督、及時收集包裝廢棄物的物流動態(tài)信息、進行環(huán)境監(jiān)測、對政府各個職能部門業(yè)績進行評價、獲取居民的參與度信息，以便完善法律法規(guī)、彌補基礎(chǔ)設(shè)施的不足等。

5.用戶訪問層

用戶訪問層通過接口幫助用戶進入該系統(tǒng)，實現(xiàn)處理信息實時共享，降低各參與主體的信息不對稱性，實現(xiàn)政府—企業(yè)—非政府組織—社區(qū)—居民的協(xié)同治理，提高包裝廢棄物的資源化效率和效果。

四、系統(tǒng)功能

包裝廢棄物資源化系統(tǒng)是城市垃圾分類治理體系必不可少的組成部分。通過技術(shù)創(chuàng)新倒逼城市生活垃圾治理體系的變革與創(chuàng)新是現(xiàn)代化城市建設(shè)的特點。大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)的應(yīng)用增加了信息的共享性，智能化的流程優(yōu)化使得資源配置過程更加合理。該系統(tǒng)的功能主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理與分析、信息安全及維護、數(shù)據(jù)共享服務(wù)、決策支持、建立各個數(shù)據(jù)接口等。主要功能如圖1所示。

圖1 基于城市大腦的包裝廢棄物資源化系統(tǒng)功能

基于城市大腦的包裝廢棄物資源化系統(tǒng)架構(gòu)的核心思想是充分利用“大共享”的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過大數(shù)據(jù)對收集的原始數(shù)據(jù)進行分析、挖掘，提取反映包裝廢棄物產(chǎn)生的特點、處理過程的效率、處理難點等，重點關(guān)注包裝廢棄物的資源化利用程度，并直觀地利用可視化技術(shù)將多種信息同時呈現(xiàn)，幫助管理者提出解決問題的方案。基于城市大腦治理公共事務(wù)的過程也是多元主體互融互通的過程。在城市生活垃圾分類治理中，應(yīng)該充分發(fā)揮多元主體“協(xié)同作戰(zhàn)”的動力，通過政府—企業(yè)—居民—非政府組織構(gòu)建包裝廢棄物資源化系統(tǒng)。具體功能如下。

(一)政府部門主導(dǎo)服務(wù)

主要包括：利用城市大腦中心數(shù)據(jù)維運平臺掌握現(xiàn)有包裝廢棄物資源化系統(tǒng)及末端處置系統(tǒng)的軟硬件資源建設(shè)情況，完善基礎(chǔ)設(shè)施；通過實時監(jiān)督資源化過程、處置效率及居民的配合和意見反饋完善法律法規(guī)；提供資金和技術(shù)保障支持。

(二)企業(yè)協(xié)同服務(wù)

主要包括：及時學(xué)習和掌握國家制定的法律法規(guī)、履行企業(yè)的社會責任，及時披露環(huán)境會計信息，充分利用社會資源，加強技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新，向綠色包裝、綠色物流等方面發(fā)展；末端處置企業(yè)通過平臺實時收集包裝物的生產(chǎn)信息，及時掌握新型包裝材料對生態(tài)環(huán)境的影響程度，嚴格執(zhí)行國家制定的廢棄物處置標準，完善基礎(chǔ)設(shè)施、提高處置效率；包裝廢棄物資源化企業(yè)按照行業(yè)標準對回收的廢棄物進行無害化處理及修復(fù)，參與回收利用行業(yè)標準的制定，與制造企業(yè)無縫對接，建立綠色智能回收系統(tǒng)。通過企業(yè)協(xié)同提高居民參與分類回收的準確率，降低回收的人工成本及時間成本。

(三)居民與政府互動

居民利用該系統(tǒng)及時了解國家關(guān)于包裝廢棄物回收、處置的法律法規(guī)，利用平臺提供的視頻、音頻、圖片資料及時學(xué)習并掌握分類方法，做好包裝廢棄物的資源化的中間環(huán)節(jié)，同時利用平臺數(shù)據(jù)監(jiān)督制造企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)、循環(huán)利用、末端處置等全程處理；政府部門利用該系統(tǒng)，通過城市大腦監(jiān)督居民社會責任的履行情況，指導(dǎo)居民正確參與包裝廢棄物資源化利用。

(四)非政府組織協(xié)同服務(wù)

利用城市大腦及時獲得包裝廢棄物資源化的信息，積極參與城市大腦的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，設(shè)立包裝廢棄物智慧回收利用的裝置，廣泛參與垃圾分類法律法規(guī)、知識、技術(shù)的宣傳與推廣，協(xié)助政府部門監(jiān)督企業(yè)與消費者的責任履行情況。

五、基于城市大腦的包裝廢棄物資源化工作流程

基于城市大腦模型構(gòu)建包裝廢棄物資源化系統(tǒng)的工作流程如下：

第一，通過二維碼、APP及時獲得包裝物的生產(chǎn)材質(zhì)及包裝廢棄物的處置說明；

第二，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計算技術(shù)及時掌握包裝物的物流及處置信息；

第三，利用人工智能、計算機視覺等算法將包裝廢棄物資源化或末端處置信息通過城市大腦實現(xiàn)大共享；

第四，通過數(shù)據(jù)挖掘與處理對處置過程和結(jié)果建立評價模型，形成智能決策系統(tǒng)，如完善法律法規(guī)、預(yù)算加大的財政投入、提高宣傳和推廣力度、進行財務(wù)審計、完善監(jiān)督機制等。

六、結(jié)論

利用城市大腦構(gòu)建包裝廢棄物資源化系統(tǒng)是垃圾分類治理中的創(chuàng)新路徑，是將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境治理的具體體現(xiàn)。基于智慧城市建設(shè)，利用城市大腦構(gòu)建包裝廢棄物資源化系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上深入分析了該系統(tǒng)應(yīng)該具備的主要功能及業(yè)務(wù)處理流程，旨在利用建設(shè)智慧城市的時代契機，通過技術(shù)創(chuàng)新充分發(fā)揮參與垃圾分類治理主體的優(yōu)勢，提高包裝廢棄物資源化利用的效率。