论信息化智能环卫“综合管理+规划”系统软件的研发
2018-01-10高雁
高 雁
(天津市市容环境工程设计研究所,天津 300201)
1 研究目的
1)通过一套城市矢量电子地图,记录一个城市环境元素的基础分布状况,地理图形详实、清晰,信息分布真实、可信。
2)从最源头的小区、道路、设施开始动态模拟环境卫生工作和垃圾处理的线路、轨迹。通过软件,根据基础数据的不断变化,实现日常动态管理和规划。
3) 软件既要高科技、高水平,还要操作简单,使用方便。
2 主要研究内容与技术路线
2.1 为用户制作简便、实用的矢量电子地图
1)下载用户管理区域的地理图形。
2)通过地理信息系统将地理图形进行经纬度转换。
3)以带有经纬度的电子地图为基准,激活图中的城市道路、河流、快速路、铁路等。完善一套详实、准确的矢量电子地图,为正确进行信息的模拟、运作提供基础保证。
2.2 配备正版地理信息系统软件,保证良好的操作环境
地理信息系统具有处理地理图形智能化的超强功能和地理数据处理能力。它提供了完善的地理工作按钮,保证数据、图片之间的衔接,为进行各项地理信息的制作、计算配置了全面的功能。
2.3 帮助建立行业所需要的图形、大数据信息
为各城市制作道路基础定位矢量图层。以道路最短路段为基础,即对应图形上每条道路2个路口之间的最短距离建立数据信息。包括:道路名称、起点、止点、道路长度等。道路定位图层是建立其它地理图层的有效参照物、基准。
有城市道路矢量图,有地理信息系统,又有道路定位矢量图层,就可以分层制作环境管理和垃圾处理规划所需要的所有信息。所有环卫元素都可以在地理图形上以点、线、面来描述。
1) 线段信息(所有长度信息都可以进行描述):道路定位图是最好的长度基础图层,对应每段道路,录入工作中需要的各项道路属性。点击哪段道路,该段道路立即进入屏幕中央变色,点击看数据(见图1)。
图1 道路定位图层明细列表
道路定位图层录入后,录入的每项属性都可以进行相关信息的显示。例如:录入道路级别,每条道路可按不同级别分不同颜色显示。录入道路宽度后,图上道路也按不同宽度定义显示(见图 2~3)。
图2 道路级别的显示
图3 道路宽度的显示
2)各项设施(可以用点来描述的数据信息):在一张电子地图正确位置分层标注所有的环卫设施,如垃圾桶、果皮箱、转运站、垃圾处理厂、公厕、集贸市场、餐饮点等。这些点位信息要按性质分层,每层下录入多项设施信息。
对应每个设施可录入相对应的多项数据属性、连接照片、视频等(见图4)。
图4 公厕信息查询窗口
点位图层是运用最多的图层,一套软件下可容纳多层,所有信息位置准确,不会重叠。每个图层都可进行编辑、查询、计算等。
3)区域分布(所有封闭区域都可以用面层来描述):根据道路完整勾画出环卫需要的不同区域的四至范围,如小区等(见图5)。
图5 城市小区分布区域
对应每个分布区域录入各项信息,如区域名称、四至范围、所属街、所属居委会、环卫管理部门、垃圾箱、路灯、户数、人口等。
通过上述方法就能全部完成所需环卫元素的录入。这样,一套真正属于行业部门的大数据信息基本建立,并反映在一套矢量电子地图上。图文并茂,一目了然(见图6)。
图6 图层设置窗口
2.4 开发GIS在环境卫生工作中的实用专业管理软件
运用地理信息系统的二次开发功能,根据环境卫生工作的特点、需求,编制、开发适用于环卫部门使用的专业管理软件,使管理人员通过简单操作就能完成动态管理、分析、决策。
1) 对每种设施的分布密度是否符合国家标准、民众需求进行分析。如以转运站每个点位为中心,设定距离看同步扩展情况,了解服务范围是否合理等(见图7)。一个命令即可完成,直观看到设施疏密程度,服务范围。结合周边人口等情况进行评估、分析,做出建设、改造年度计划。
图7 转运站服务半径显示窗口
2)运距计算。计算任意收集站到转运站、转运站到处理厂几点间运距。在道路定位图基础上,确认车辆可行路线,车辆运行图即可完成(见图8)。
图8 运距计算窗口
3)道路各项信息的计算。只要在每条道路下标明承包部门、承包内容等关键信息,就可以分别计算任一管理部门或人员、任一管理内容累加的道路、便道总条数、总面积、总长度的汇总(见图9)。
图9 道路数据显示与总计窗口
4)任意小区、道路信息汇总。在每个垃圾桶(箱)下注明所属小区、道路,点击小区、道路,立刻汇总小区、道路垃圾桶(箱)总数量;将每块绿地面注明归属的小区、道路名称,一个命令轻松计算道路、小区绿化总块数、总面积,位置清晰,方便快捷(见图10)。
图10 绿化总面积统计计算功能
5)任意信息都可提取汇总。设定图层都可以按日期、按类型、按部门分类提取汇总(如某年建公厕),被选内容立即在所在位置闪烁显示,点击查询信息,显示数据列表,可放大浏览详细内容(见图11)。
图11 数据列表窗口
6)综合统计。区域所有点、线、面信息通过这一功能全部汇总。不论管辖的是一个城市、一个班队点、小区,只要是一个封闭区域,想要汇总的数据一个命令全计算。只需点击管辖区域,区域内的点层数据计算数量、线层数据计算条数和总长度、面层数据计算块数和总面积,智能化效果明显(见图12)。
图12 按属性数据统计功能
可以看出,上述功能为所有设施、道路、区域(点、线、面)图层的动态运作、准确提取、计算、分析提供了智能化功能。
3 环境卫生综合管理与规划
环卫管理工作涉及范围广而且复杂,有些工作需要进行综合的处理和处置。软件可以通过多个图层的结合,灵活运用上述功能分步完成各项工作(见图13)。
图13 图层结合
3.1 废弃物处理:小区居民(垃圾源) →垃圾中转站→垃圾处理厂
通过小区分布、人口、垃圾桶(箱)等计算垃圾产生量;根据路程的远近分配到中转站,记录每个中转站的位置、垃圾收集量;计算每个中转站到垃圾处理厂的运距;处理厂的位置、接受能力是定值。通过一张表记录一个城市的垃圾从收集站、中转站到处理厂的运作状况(见图14)。
图14 垃圾转运站到处理厂的数据、分布都可以通过单项功能完成
软件提供一个界面,按照每个转运站每天的垃圾产生量(日产生量可以是变量),动态调配垃圾转运站到处理厂的分配方案,点击去同一个处理场的转运站,随即计算出垃圾产生量总和,可以与接收量对比、调配(见图15)。
图15 垃圾中转站的垃圾分配到垃圾处理厂的垃圾产生量和动态显示
通过这项运作可以得出许多结论:①记录每个转运站垃圾日产生量,进一步计算平均日产生量;②每个转运站的日均总量值,更适合去哪个处理厂;③同样方法计算转运站到处理厂需用的车辆和车辆行驶总距离;④计算垃圾处理厂每天实际接收垃圾量;⑤整个运作方式是否满足需求,是否需要调整,怎样调整?
餐饮垃圾、医疗垃圾、粪便、建筑废弃物的处理方法大致相同。需要进行再处理的垃圾等也可以采用上述方法。
这样,一个城市的垃圾处理方式、方法、运作路线,清晰完成。
3.2 环境卫生规划
环卫规划的重点就是要做好各项基础信息工作。事实上,单项图层是最基础的大数据。平时的动态累计、年度规划等都是在基础图下通过编辑得出的,相对基础图的制作要简单的多。如:公厕现状图完成,在现状图的基础上平时只需标注变化的建设、改造日期和类型等,改变后的分布图随即产生,想调哪年的数据、想规划哪年的数据,想看哪年的分布图轻而易举(见图16)。
图16 各种设施的建设、改造、类型、不同部门情况
如在垃圾处理中,如果小区数据统计中人口、垃圾产生量、保洁员配置、清运人员配置变化会引起各种设施、车辆数量增减,转运站、垃圾处理场接受能力评估、再选址等等问题随之产生。
由此看出,环卫规划就是要在现状图的基础上进行图层的动态标注、分析和决策。作各项设施、道路清扫、垃圾处理等分年度增减计划、进一步作各年度投资估算表等。生成无数张分析图、规划图。
但无论哪一步模拟软件产生的都是矢量图,分布清晰、有理有据。而且,随着信息的不断变化,规划图形不断更新,规划数据、总数据不断变化,规划的年度也会不断延伸,规划报表随之更新。
可以这样说,软件是为各城市在摸清现状的基础上,进行文本规划的模拟演示、检验规划的可行性。也可以说是在原有文本规划的基础上增加了转型、升级、创新内容。