引言

中國(guó)每年清理的生活垃圾近1.6億噸，其中餐廚垃圾約占70%。隨著城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人口的不斷增長(zhǎng)，餐廚垃圾產(chǎn)生量還會(huì)持續(xù)上升,如果處理不慎，很容易被不法分子利用,危害極大。近年來(lái)，政府部門高度重視餐廚垃圾管理工作，制定并實(shí)施了相應(yīng)的政策、措施。例如，北京政府公報(bào)提出:“2015年，餐飲服務(wù)單位餐廚廢棄油脂回收處理實(shí)現(xiàn)規(guī)范化運(yùn)行，規(guī)范收運(yùn)率達(dá)到100%”；目前，上海市也已經(jīng)建立一定規(guī)模的餐廚垃圾回收處理體系，實(shí)現(xiàn)了提煉生物柴油的技術(shù)。

可見(jiàn)，雖然在部分大城市中對(duì)餐廚垃圾的回收處理產(chǎn)生了一定的效果，但處理能力明顯不足且缺乏全面系統(tǒng)的全過(guò)程監(jiān)管。就此，本項(xiàng)目擬利用當(dāng)前應(yīng)用較成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（RFID技術(shù)）以及無(wú)線通信技術(shù)，將兩者結(jié)合應(yīng)用于餐廚垃圾科學(xué)管理中，從而研發(fā)一種新的餐廚垃圾管理業(yè)務(wù)模式并予以實(shí)施。但本項(xiàng)目并不是針對(duì)餐廚垃圾處理的整個(gè)環(huán)節(jié)，而只是力圖解決餐廚垃圾充分回收和全程監(jiān)管的這個(gè)關(guān)鍵步驟，通過(guò)管理手段、技術(shù)手段和經(jīng)濟(jì)手段創(chuàng)新并行，予以解決。

1管理模式

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在指揮中心、工商、稅務(wù)的多部門協(xié)同條件下，針對(duì)餐館飯店的餐飲企業(yè)產(chǎn)生的餐廚垃圾的收集及運(yùn)輸環(huán)節(jié)進(jìn)行全方位的管理。具體參考如圖1所示。

1.1收集管理

通過(guò)政府制定法律法規(guī)，餐飲單位必須安裝油水隔離池、油水分離器等設(shè)施，每天定時(shí)、定量、定人、定責(zé)任地把餐廚垃圾通過(guò)油水分離器分離、提取，不能私自倒賣提取出的廢油脂。必須將廢油脂裝到專門的定量筒里，回收前采集定量筒信息和稱重信息，然后由指定的處理廠回收處理。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要通過(guò)RFID標(biāo)簽進(jìn)行餐廚垃圾回收中的回收量管理。

即便如此，仍有一部分餐廚垃圾會(huì)流入地下管道，為防止不法分子從地下管道中獲取地溝油，可以在餐飲單位輸出餐廚垃圾相關(guān)的管道井蓋上安裝位置傳感器，開(kāi)啟這些井蓋需要授權(quán)。如果有人私自開(kāi)啟，位移傳感器就會(huì)立刻報(bào)警，并將井蓋的位置信息發(fā)送到指揮中心的系統(tǒng)管理平臺(tái)上。

1.2運(yùn)輸管理

垃圾從餐廳、廚房中出來(lái)后，仍然可能人為地從運(yùn)輸過(guò)程中獲取其中的油脂，進(jìn)行違法處理行為，所以運(yùn)輸過(guò)程也應(yīng)予以嚴(yán)格的管理。其整體監(jiān)管流程如圖2所示。

借助GPS的導(dǎo)航功能，可以很好地定位車輛的位置。在垃圾稱重，裝上車后，便可對(duì)車輛的軌跡進(jìn)行跟蹤，采用GPRS無(wú)線傳輸將車輛的路徑實(shí)時(shí)傳入指定的監(jiān)控中心，對(duì)車輛予以實(shí)時(shí)的跟蹤。

這樣，在車輛行進(jìn)中進(jìn)行GPS實(shí)時(shí)定位監(jiān)控，就可以規(guī)定垃圾車按指定的路徑運(yùn)輸。如果沒(méi)有按指定的路徑運(yùn)輸或途中逗留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則系統(tǒng)管理平臺(tái)將會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并由相應(yīng)的人員進(jìn)行調(diào)查，看一下是否有違法行為發(fā)生。不法分子就比較難接觸到垃圾了。即使有人動(dòng)過(guò)垃圾，很可能就可以反應(yīng)到車輛的行駛路徑上來(lái)(如：停的時(shí)間太長(zhǎng)，路線與常規(guī)不符)。

2軟件平臺(tái)研發(fā)

根據(jù)電子標(biāo)簽的餐廚垃圾處理的業(yè)務(wù)模式，本設(shè)計(jì)主要涉及兩部分關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)工作,即餐廚垃圾管理平臺(tái)和數(shù)據(jù)采集客戶端。

2.1餐廚垃圾管理平臺(tái)研發(fā)

餐廚垃圾管理平臺(tái)是綜合性的管理系統(tǒng)，是項(xiàng)目重要研發(fā)項(xiàng)目之一。平臺(tái)采用三層體系結(jié)構(gòu)，其總體架構(gòu)如圖3所示。餐廚垃圾管理平臺(tái)負(fù)責(zé)餐廚垃圾回收各流程階段的動(dòng)態(tài)監(jiān)管、與工商和稅務(wù)等部門的協(xié)同操作、餐廚垃圾處理相關(guān)設(shè)施和相關(guān)部門的管理功能，并提供跟項(xiàng)目有關(guān)各種信息統(tǒng)計(jì)分析等功能，其主要功能包括以下5個(gè)部分。

2.1.1基礎(chǔ)GIS(GeographicInformationSystem)系統(tǒng)

該管理平臺(tái)充分利用GIS系統(tǒng)的地理數(shù)據(jù)管理和分析功能，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)，將會(huì)大大提高對(duì)餐廚垃圾管理的效率和靈活性。

2.1.2GPS搜索定位系統(tǒng)

該部分主要是對(duì)餐廚垃圾管理的運(yùn)輸環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，將在電子地圖上顯示垃圾運(yùn)輸車的實(shí)時(shí)位置和路徑，并實(shí)時(shí)進(jìn)行空間分析。如果運(yùn)輸車的實(shí)時(shí)位置超出了規(guī)定的行駛路線，則系統(tǒng)開(kāi)始報(bào)警并將該運(yùn)輸車的實(shí)時(shí)位置和錯(cuò)誤的行駛路線在電子地圖上以不同的顏色顯示或高亮顯示出來(lái)。圖4所示是運(yùn)輸過(guò)程的GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)控圖。

上述不合理的情況出現(xiàn)后，可安排管理人員進(jìn)行調(diào)查，以防不法行為的發(fā)生。

2.1.3無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

圖5所示是本系統(tǒng)的通信模式圖。圖中，每個(gè)垃圾筒上都配有無(wú)源RFID標(biāo)簽，餐廚垃圾回收人員通過(guò)手持PDA進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，每一輛餐廚垃圾的運(yùn)輸車上都配備GPS接收機(jī),運(yùn)輸過(guò)程中采集車輛的實(shí)時(shí)位置。最終這些數(shù)據(jù)將通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到餐廚垃圾管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)餐廚垃圾回收過(guò)程的動(dòng)態(tài)可視化管理。

圖5  通信模式

2.1.4異常分析和動(dòng)態(tài)管理

異常情況分析和動(dòng)態(tài)應(yīng)急管理是該系統(tǒng)平臺(tái)的核心內(nèi)容之一。系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)態(tài)變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常分析，根據(jù)系統(tǒng)的自動(dòng)分析，歹U出可能出現(xiàn)的異常情況，能夠及時(shí)向管理人員發(fā)出報(bào)警信息。借助系統(tǒng)平臺(tái)的任務(wù)管理功能,從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管。

2.1.5多部門的協(xié)同操作關(guān)系

餐廚垃圾管理平臺(tái)可以直接從工商部門調(diào)用餐飲單位或餐廚垃圾處理廠的營(yíng)業(yè)資格和營(yíng)業(yè)額信息，并從稅務(wù)部門調(diào)取各企業(yè)的納稅情況等信息，根據(jù)這些信息可以為餐飲單位產(chǎn)生的餐廚垃圾量進(jìn)行估算，以便發(fā)放適量的垃圾筒，為餐廚垃圾車制定適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸路線。

工商部門和稅務(wù)部門都可以獲取餐廚垃圾相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，可以將餐飲單位對(duì)餐廚垃圾的處理情況作為工商部門對(duì)營(yíng)業(yè)資格審核、稅務(wù)部門對(duì)納稅額度審核的一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)E通過(guò)共用一個(gè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，最終達(dá)到多部門的協(xié)同管理。圖6所示是一種多部門協(xié)同操作圖。

圖6  多部門協(xié)同操作圖

2.2數(shù)據(jù)采集客戶端研發(fā)

該客戶端負(fù)責(zé)餐廚垃圾回收數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，主要基于手持PDA研制，充分利用原有設(shè)備功能，主要功能有電子標(biāo)簽識(shí)別、統(tǒng)計(jì)記數(shù)、數(shù)據(jù)上傳等。

2.3搭建多部門數(shù)據(jù)交換平臺(tái)

搭建多部門的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)實(shí)際上就是在不同架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)共享和傳輸，需要保證以下三點(diǎn)：一是明確數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)交換平臺(tái)上傳輸?shù)慕粨Q格式并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的傳輸協(xié)議進(jìn)行傳輸[7]:二是明確各部門在數(shù)據(jù)交換平臺(tái)上的權(quán)限問(wèn)題；三是數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的安全性。

數(shù)據(jù)交換平臺(tái)將各個(gè)部門的基本需求、各個(gè)部門提供的安全平臺(tái)提供的安全機(jī)制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層與應(yīng)用層的有效隔離有機(jī)地結(jié)合在一起，使餐廚垃圾管理系統(tǒng)平臺(tái)和各部門的應(yīng)用系統(tǒng)與其底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)方式無(wú)關(guān)。各部門應(yīng)用系統(tǒng)和餐廚垃圾管理系統(tǒng)平臺(tái)與數(shù)據(jù)交換平臺(tái)相連，通過(guò)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和路由地這種連接方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)縫交換和共享訪問(wèn)，保證了各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的有效協(xié)同，同時(shí)又能保證各應(yīng)用系統(tǒng)的相互獨(dú)立性和低耦合性，從整體上提高了系統(tǒng)運(yùn)作效率和安全性。

3結(jié)語(yǔ)

本文著力于解決在城市餐廚垃圾管理中的多部門協(xié)同參與以及相應(yīng)的技術(shù)性問(wèn)題，其方法是一方面充分調(diào)動(dòng)城市相關(guān)管理部門的職能，另一方面利用物聯(lián)網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，來(lái)輔助和完善餐廚垃圾管理系統(tǒng)的建設(shè)。事實(shí)上，城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)與政府、企業(yè)和個(gè)人都是息息相關(guān)的，需要政府、企業(yè)和個(gè)人的共同努力。

20211021_6171626a9473b__基于GIS和物聯(lián)網(wǎng)的多部門協(xié)同式餐廚垃圾管理