3G技术建设智慧环卫

杨国军

【摘要】 环卫业务点多、面广，即有城市、又有农村，实时性要求高，工作量大。急需借助3G（GPS、GIS、GPRS/3G）信息化手段建设包括机械化保洁、垃圾清运、垃圾箱满溢报警、餐厨垃圾收运、保洁人员管理、远程视频监控各子系统的智慧环卫管理平台，提升环卫作业的及时性、准确性、预见性、可控性，进而提高环卫作业效率，降低运营管理成本，解除“垃圾围城”的多年困扰。

【关键词】 垃圾围城 3G技术 智慧环卫 发展趋势

引言：

有关资料表明，我国约有2/3的城市陷入“垃圾围城”，城市垃圾堆存累计侵占土地超过5亿平方米，每年的经济损失高达300亿元。如何处理城市生活垃圾，已引起社会的高度重视。保护环境，破解“垃圾围城”、“垃圾围村”现象已迫在眉睫。由于环卫业务点多，面广，即有城市、又有农村，实时性要求高，工作量大，同时环卫作业由人工作业向机械化作业的发展趋势，垃圾分类的发展趋势，餐厨垃圾收运、处置的发展趋势，都要求环卫业务管理要更加精细化更加标准化，为此急需借助3G（GPS全球定位系统、GIS地理信息处理技术、GPRS/3G无线通信技术）信息化手段提升环卫作业的及时性、准确性、预见性、可控性，进而提高环卫作业效率，降低运营管理成本，提高环卫服务水平。

一、项目概述

借助3G（GPS、GIS、GPRS/3G）技术搭建物联网接入平台和运行监控管理平台，建设环卫数据中心，实现环卫日常作业数据、生产运行数据、统计分析数据自动收集、统一管理。整个智慧环卫平台包括硬件基础设施层、软件基础设施层、管理平台管控层、前端感知设备接入层、管理人员多渠道接入层组成。

1.1方案设计

前端感知设备接入层核心部件聚合了GPS/GPRS/3G及各物联网感知接口，具备接入各种AI/DI信息。如要对终端进行控制，则以相反的方向进行数据通信，系统实现了完全的双向通信功能。模块结构：

系统的工作流程：前端感知设备终端采集的定位信号、启停信息、称重信息、油耗信息、视频图像等等信息，通过GPRS/3G无线通信发送到电信运营商数据中心，之后再通过光纤专线传输到智慧环卫平台管理中心，智慧平台结合GIS地图进行分析处理，图形化显示实时作业状态，自动处理报警信息，自动生成作业过程的考核评价报表。各分控中心通过VPN数据专线与智慧平台连接，具备远程查看、填报、修改、处理相关作业信息的权限，实现区域化、层次化、本地化的管理功能，及时准确对辖区范围内的作业人员、作业车辆、作业场所做出指挥调度、应急响应等措施。

系统组网结构如右图：

2.1机械化保洁管理子系统

系统主要针对机扫、洒水、清洗作业进行规范化、精细化、数字化管理，管理内容包括为每辆作业车进行作业区域规划、按规划实时监控作业过程、自动形成针对作业车辆的考核评价报表。

系统实时采集前端设备上报的各种状态信息和GPS信息，结合作业规划指定的作业标准确，实时分析车辆各种状态，包括：空驶状态、作业状态、停车状态、超速状态、越界状态等，并通过不同形式的图标在地图上分别将这些状态标识出来。

2.2垃圾清运管理子系统

针对所有摆臂车、压缩车、收集车等垃圾清作业过程进行管理，实现车辆定位、清运过程实时监控、油耗监控、异常事件报警、统计分析等功能。

监控车辆出车收车情况、清运车行驶状态、路线、在清运过程中有没有超速、超时停车等违规情况、负责区域及清运任务完成情况、每天清运收集点的数量垃圾桶的清运状态监管，能够在GIS地图上看到所有的垃圾桶当日清运状态，对清运清运状态及时预警、报警。

用车辆GPS结合垃圾桶位置信息及垃圾桶电子标签，通过GIS自动计算垃圾桶收运情况，监控垃圾桶清运状态，统计垃圾箱收运进度，用不同颜色图标直观区分已收及未收垃圾箱。在GIS地图上看到所有的垃圾桶当日清运状态。

2.3垃圾箱满溢报警系统

我们对大垃圾箱的收运频率主要是司机凭经验自觉收运。由于气候变化或突发事件会造成垃圾箱满溢而司机不知道，给居民生活质量带来一定的影响。为此需要为每个大垃圾箱安装箱满报警设备（GPS/GPRS/报警探测器），当垃圾箱内垃圾将要满时自动预警，系统自动通知负责该垃圾箱的司机或指挥中心调度去清运。报警值可以按高度设定，也可以按照百分比设定。

2.4餐厨垃圾收运管理子系统

餐厨垃圾收运系统，通过为车辆安装GPS、车载称重设备、车载视频、油耗传感器、语音对讲等感知设备，自动采集车辆出车时间、收车时间、行驶里程、行驶轨迹、收运餐厨垃圾量、作业油耗、作业视频等数据，防止车辆不按规定处理餐厨垃圾同时也对餐馆进行管理监控，防止餐厨垃圾他用，提高收集效率、规范收运过程、提高信息处理能力、便于实时调度。

收运过程描述如下：收运车辆进出厂检测：采集车辆、人员、进出厂时间等相关信息、并通过地磅对整车进行称重；

1.车辆沿规划线路开始收运工作。收运过程中可通过手机对讲实现实时调度、突发事件处理，通过视频监控规范收运过程， GPS定位系统对车辆进行定位、追踪 、越界报警等；

2.收运过程中，针对每一户餐厨单位，通过RFID身份识别技术采集餐厨单位及桶相关信息，并对餐厨垃圾进行分户分桶进行计重，通过对车辆提桶装置改造，实现自动称重及无线采集、实时上传等功能，另外，通过视频监控规范收运过程；

3.按照规定的收运序列，完成该线路所有餐厨单位餐厨垃圾的的收集过程；

4.收运车辆返厂，进行车辆二次称重及相关数据采集。

2.5保洁人员管理子系统

按照网格化管理思路划分作业区域，为每个人制定作业规划，规定责任区域、到岗时间、作业次数等指标。通过给每名人员配备的GPS模块或电动车辆安装的GPS终端（系统将至少每隔5秒即上报GPS模块所在的地理位置），实时采集人员位置数据，实现对人员位置实时定位、人员作业过程实时监控、历史作业轨迹回放、人员违规事件点查询预警、作业规划、考核评价等功能。通过实时作业监控解决了人员作业规划不合理、不按时到岗、越界办私事、无故滞留、聚众聊天等问题。

系统平台运用GPS技术及GIS地理信息技术，在GIS地图中，可显示责任网格内的责任区域划分，每个责任区域的负责人名称，区域名称，规划内的巡查次数、到岗时间、巡查时长等信息。

2.6视频监控系统

通过在全市重点路段、中转站、公共厕所出入口对接和安装视频监控，将摄像头位置信息全部录入到系统中，可以通过地图随时查看各摄像头的分布情况。实现重点路段、中转站出入口等关键点位的在线视频监控，监管中心可任意切换中转站监控视频，便于直观了解所有中转站周边环境卫生状况及作业是否规范。

在监控中心、手机端都能够实时看到被监控位置的视频。

三、结语

GPRS/3G从协议结构上提供了和IP网络的互通功能，用户在拥有一个电话号码的同时将拥有一个固定的或动态分配的IP地址，通过电信运营商公众网实现各实体之间的连接，具备覆盖范围大、系统建设投资少，信息服务费低、系统安装工程量小，建网快、系统运行维护工作量小等优点。GPS卫星定位技术成熟、成本低廉。GIS电子地图以直观的方式显示所有移动目标、固定目标的位置和状态，实时性强、信息量大、稳定可靠。诸上3G技术的优点和特点与智慧环卫软件平台完美结合，必将成为数字环卫的发展趋势，得到广泛应用，快速提升环卫作业的服务水平，解除“垃圾围城”的多年困扰。