居民家庭生活垃圾调查信息平台设计研究

张丽　王桂琴　陈日晖　张红玉　冯亚北

摘要：研究基于智慧环卫先进理念，借助现代信息技术手段，开展居民家庭生活垃圾调查信息平台设计研究工作，设计开发了“移动端APP”+“网络端管理系统”两个平台，实现了生活垃圾调查数据的快速获取、即时录入、实时分析，克服了传统问卷调查方式质量不高、信息滞后等突出问题，有效确保了数据的真实性、准确性和时效性，提高了效率质量，节约了人力物力。经过长时间的研发与在现场环境中的实际应用，已与居民家庭生活垃圾调查数据有效衔接，实现了生活垃圾调查数据的统一管理，也为主管部门开展生活垃圾全流程精细化管理工作奠定基础。

关键词：调查数据；平台；移动端APP；网络端管理系统

中图分类号：X32 文献标志码：A

前言

2020年5月新版《北京市生活垃圾管理条例》正式实施以来，北京市按照减量化、资源化、无害化和全品类、全链条、全覆盖原则，推动近1.6万个居住小区（村）、11.7万个垃圾分类管理责任人和广大群众全面实施垃圾分类，各品类垃圾收运处理全链条基本贯通，市民自主分类习惯逐步养成。为深入了解新版《条例》实施效果，有必要持续开展北京市居民家庭参与生活垃圾分类情况以及生活垃圾产生量数据的调查工作，从而为生活垃圾分类管理的政策制定提供数据支撑。由于该项工作涉及的样本量较多，且需获取不同类别垃圾的详细数据，如若采用纸质问卷调查方式，后期开展数据录入、照片整理、统计分析等工作需要耗费较长的时间，进而影响调查成果的时效性。为全面解决此类问题，文章基于智慧环卫的先进理念，系统开展居民家庭生活垃圾调查信息平台设计研究工作，具体实现过程如下。

1 平台设计

1.1 需求分析

根据居民家庭生活垃圾调查需求，文章通过设计开发“移动端APP”+“网络端管理系统”两个平台来实现生活垃圾基础数据的采集和后台管理的需求。移动端APP可实现数据调查人员实时采集居民家庭生活垃圾调查信息（居民家庭基本信息情况、参与生活垃圾分类情况、生活垃圾产生量和不同种类生活垃圾产生量等），并将采集数据和照片上传至云服务器；网络端管理系统可实现数据检查人员利用浏览器访问地址实时查看和审核调查人员上传的所有数据和照片信息，并能够及时反馈数据录入和调研操作过程中的错误信息等。如图1所示，平台需求分析概览图，其中设计平台过程中对软件需求与技术实现方案需求见表1。

1.2 框架设计

平台框架结构设计以业务层、运行支持层、服务层、数据层、数据库和基础设施层六层架构为基础（如图2所示），实现各种复杂业务逻辑，为终端提供一系列查询、增加、删除、修改等数据交互接口，并将终端提交的数据存储到数据库供用户进行数据查询及操作。

（1）业务层：负责系统与用户或外部系统交互，根据居民家庭生活垃圾调查需求，业务范围包含数据获取、数据存储、照片上传、照片查看等模块；（2）运行支持层：负责网络的连接与网络通道，将Nginx服务器上的静态文件（如HTML、图片）通过HTTP协议展现给客户端；（3）服务层：负责数据的传输，主要包括基本信息管理、基本信息修改、调查数据管理、调查数据操作、账号管理、数据删除等服务；（4）数据层：负责数据库数据读取与用户缓存信息的存储与获取，是系统数据存储和管理的中心，由地理信息数据库、业务数据库、管理支撑数据库等组成；（5）数据库：负责系统数据的存储，采用的是关系型数据库MySQL，可充分满足系统数据存储需求；（6）基础设施层：为用户提供最基本的应用访问环境，用户访问的网络端管理系统可通过浏览器输入网址的方式进行访问。

1.3 应用环境

移动端APP和网络端管理系统主要依托移动终端手机和PC网络浏览器等资源建设运行，具体应用环境要求如下。

1.3.1 移动端APP的环境要求

操作系统：安卓系统（安卓版本需大于等于An-droid8）；网络环境：WI - FI或4G／5G流量的GPRS；运行内存：4 GB及以上运行内存；存储容量：16 GB及以上存储容量；使用权限：拍照权限和访问文件权限；使用方式：指定二维码或下载链接进行下载安装。

1.3.2 网络端管理系统的环境要求

操作系统：Windows7及以上系统、macOS系统、Linux系统；运行内存：4 GB及以上运行内存；存储容量：64 GB及以上存储容量；访问方式：谷歌、火狐、微软、欧朋等浏览器。

2 平台实现

目前，开发设计的居民家庭生活垃圾调查信息平台已投入使用，数据调查人员通过使用移动端APP，将每次调查的居民家庭生活垃圾调查数据实时上传到云服务器上，从而保证调查数据的时效性；数据管理人员利用浏览器访问地址登陆网络端管理系统，实时查看采集上来的数据并对数据调查人员进行监督，从而保证调查数据的真实性和准确性。经统计，上传到该平台的调查数据已达数十万条，涉及1 000余户居民家庭，1.7万多个调查样本量，14万余张调查照片。从平台长期稳定运行结果来看，已与居民家庭生活垃圾调查数据有效衔接。移动端APP和网络端管理系统实现的具体功能见图3。

2.1 移动端APP

移动端APP实现了从登录到基本信息录入及调查数据录入等六大完整功能模块，具体如下：

模块一是用户登录界面，数据调查人员需通过输入账号和密码后方可进入首页展示等界面，以便确保软件的安全性；模块二是用户主界面，为居民家庭生活垃圾调查信息的主界面，数据调查人员可根据调查内容点击相应的菜单进行数据录入；模块三是基本信息录入界面，可实现居民家庭基本信息的录入、查询和修改等功能。基本信息的录入包括调查区域和定位、调查人员信息以及与调查问卷相匹配的数十项详细居民家庭信息情况；模块四是调查数据录入界面，包含调查区域信息情况（调查区域、定位和居民家庭提供的生活垃圾照片等）、居民家庭参与生活垃圾分类情况、不同种类生活垃圾产生量的称重数据和对应照片；模块五是更新升级界面，移动端APP内置了APP在线升级功能，以便APP在使用过程中出现任何问题后可及时修复与升级；模块六是退出界面，可保证APP在使用后能够及时退出并防止密码泄漏。（见图4）

2.2 网络端管理系统

网络端管理系统主要嵌入了七大功能模块，具体如下：

模块一是系统登录界面，数据管理人员需通过输入账号和密码后方可进入主界面；模块二是系统主界面，可展示不同居民家庭生活垃圾调查信息情况，并通过点击基本信息、称重记录、称重列表等相应的菜单查看数据调查人员上传的具体调查数据；模块三是基本信息查看界面，可展示数据调查人员录入的居民家庭全部基本信息，以及可执行信息删除和查询等操作；模块四是调查数据查看界面，可展示数据调查人员录入的所有调查数据和照片。此外，数据管理人员可进入此界面审查调查数据的真实性，如若发现异常数据，可点击删除按钮删除无效数据；模块五是系统管理界面，展示了不同管理员角色之间的关系列表与账号列表，可进行账号的增加、删除与秘密重置；模块六是数据导表界面，包含居民家庭基本信息、居民家庭生活垃圾调查数据、不同居民家庭人均生活垃圾日产生量等数据的导出下载功能，并支持多类别导表；模块七是密码修改界面，数据管理人员可手动修改系统登录密码以达到安全防泄露的目的。（见图5）

3 结束语

研究设计开发的居民家庭生活垃圾调查信息平台移动端APP和网络端管理系统，实现了快速监测居民家庭生活垃圾分类效果和生活垃圾产生量调查结果，有效确保了调查数据的真实性、准确性和时效性，极大程度简化了信息采集工作，提高了调查工作的效率，减轻了各个环节工作人员的工作量。经过长时间的研发与在现场环境中的实际应用，已与居民家庭生活垃圾调查数据有效衔接，实现了生活垃圾调查数据的统一管理，也为北京市生活垃圾精细化管理提供了技术支撑。