論信息化智能環(huán)衛(wèi)“綜合管理+規(guī)劃”系統(tǒng)軟件的研發(fā)

高 雁

（天津市市容環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究所，天津 300201）

1 研究目的

1）通過一套城市矢量電子地圖，記錄一個(gè)城市環(huán)境元素的基礎(chǔ)分布狀況，地理圖形詳實(shí)、清晰，信息分布真實(shí)、可信。

2）從最源頭的小區(qū)、道路、設(shè)施開始動(dòng)態(tài)模擬環(huán)境衛(wèi)生工作和垃圾處理的線路、軌跡。通過軟件，根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不斷變化，實(shí)現(xiàn)日常動(dòng)態(tài)管理和規(guī)劃。

3） 軟件既要高科技、高水平，還要操作簡單，使用方便。

2 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線

2.1 為用戶制作簡便、實(shí)用的矢量電子地圖

1）下載用戶管理區(qū)域的地理圖形。

2）通過地理信息系統(tǒng)將地理圖形進(jìn)行經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換。

3）以帶有經(jīng)緯度的電子地圖為基準(zhǔn)，激活圖中的城市道路、河流、快速路、鐵路等。完善一套詳實(shí)、準(zhǔn)確的矢量電子地圖，為正確進(jìn)行信息的模擬、運(yùn)作提供基礎(chǔ)保證。

2.2 配備正版地理信息系統(tǒng)軟件，保證良好的操作環(huán)境

地理信息系統(tǒng)具有處理地理圖形智能化的超強(qiáng)功能和地理數(shù)據(jù)處理能力。它提供了完善的地理工作按鈕，保證數(shù)據(jù)、圖片之間的銜接，為進(jìn)行各項(xiàng)地理信息的制作、計(jì)算配置了全面的功能。

2.3 幫助建立行業(yè)所需要的圖形、大數(shù)據(jù)信息

為各城市制作道路基礎(chǔ)定位矢量圖層。以道路最短路段為基礎(chǔ)，即對(duì)應(yīng)圖形上每條道路2個(gè)路口之間的最短距離建立數(shù)據(jù)信息。包括：道路名稱、起點(diǎn)、止點(diǎn)、道路長度等。道路定位圖層是建立其它地理圖層的有效參照物、基準(zhǔn)。

有城市道路矢量圖，有地理信息系統(tǒng)，又有道路定位矢量圖層，就可以分層制作環(huán)境管理和垃圾處理規(guī)劃所需要的所有信息。所有環(huán)衛(wèi)元素都可以在地理圖形上以點(diǎn)、線、面來描述。

1） 線段信息（所有長度信息都可以進(jìn)行描述）：道路定位圖是最好的長度基礎(chǔ)圖層，對(duì)應(yīng)每段道路，錄入工作中需要的各項(xiàng)道路屬性。點(diǎn)擊哪段道路，該段道路立即進(jìn)入屏幕中央變色，點(diǎn)擊看數(shù)據(jù)（見圖1）。

圖1 道路定位圖層明細(xì)列表

道路定位圖層錄入后，錄入的每項(xiàng)屬性都可以進(jìn)行相關(guān)信息的顯示。例如：錄入道路級(jí)別，每條道路可按不同級(jí)別分不同顏色顯示。錄入道路寬度后，圖上道路也按不同寬度定義顯示（見圖 2～3）。

圖2 道路級(jí)別的顯示

圖3 道路寬度的顯示

2）各項(xiàng)設(shè)施（可以用點(diǎn)來描述的數(shù)據(jù)信息）：在一張電子地圖正確位置分層標(biāo)注所有的環(huán)衛(wèi)設(shè)施，如垃圾桶、果皮箱、轉(zhuǎn)運(yùn)站、垃圾處理廠、公廁、集貿(mào)市場、餐飲點(diǎn)等。這些點(diǎn)位信息要按性質(zhì)分層，每層下錄入多項(xiàng)設(shè)施信息。

對(duì)應(yīng)每個(gè)設(shè)施可錄入相對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性、連接照片、視頻等（見圖4）。

圖4 公廁信息查詢窗口

點(diǎn)位圖層是運(yùn)用最多的圖層，一套軟件下可容納多層，所有信息位置準(zhǔn)確，不會(huì)重疊。每個(gè)圖層都可進(jìn)行編輯、查詢、計(jì)算等。

3）區(qū)域分布（所有封閉區(qū)域都可以用面層來描述）：根據(jù)道路完整勾畫出環(huán)衛(wèi)需要的不同區(qū)域的四至范圍，如小區(qū)等（見圖5）。

圖5 城市小區(qū)分布區(qū)域

對(duì)應(yīng)每個(gè)分布區(qū)域錄入各項(xiàng)信息，如區(qū)域名稱、四至范圍、所屬街、所屬居委會(huì)、環(huán)衛(wèi)管理部門、垃圾箱、路燈、戶數(shù)、人口等。

通過上述方法就能全部完成所需環(huán)衛(wèi)元素的錄入。這樣，一套真正屬于行業(yè)部門的大數(shù)據(jù)信息基本建立，并反映在一套矢量電子地圖上。圖文并茂，一目了然（見圖6）。

圖6 圖層設(shè)置窗口

2.4 開發(fā)GIS在環(huán)境衛(wèi)生工作中的實(shí)用專業(yè)管理軟件

運(yùn)用地理信息系統(tǒng)的二次開發(fā)功能，根據(jù)環(huán)境衛(wèi)生工作的特點(diǎn)、需求，編制、開發(fā)適用于環(huán)衛(wèi)部門使用的專業(yè)管理軟件，使管理人員通過簡單操作就能完成動(dòng)態(tài)管理、分析、決策。

1） 對(duì)每種設(shè)施的分布密度是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)、民眾需求進(jìn)行分析。如以轉(zhuǎn)運(yùn)站每個(gè)點(diǎn)位為中心，設(shè)定距離看同步擴(kuò)展情況，了解服務(wù)范圍是否合理等（見圖7）。一個(gè)命令即可完成，直觀看到設(shè)施疏密程度，服務(wù)范圍。結(jié)合周邊人口等情況進(jìn)行評(píng)估、分析，做出建設(shè)、改造年度計(jì)劃。

圖7 轉(zhuǎn)運(yùn)站服務(wù)半徑顯示窗口

2）運(yùn)距計(jì)算。計(jì)算任意收集站到轉(zhuǎn)運(yùn)站、轉(zhuǎn)運(yùn)站到處理廠幾點(diǎn)間運(yùn)距。在道路定位圖基礎(chǔ)上，確認(rèn)車輛可行路線，車輛運(yùn)行圖即可完成（見圖8）。

圖8 運(yùn)距計(jì)算窗口

3）道路各項(xiàng)信息的計(jì)算。只要在每條道路下標(biāo)明承包部門、承包內(nèi)容等關(guān)鍵信息，就可以分別計(jì)算任一管理部門或人員、任一管理內(nèi)容累加的道路、便道總條數(shù)、總面積、總長度的匯總（見圖9）。

圖9 道路數(shù)據(jù)顯示與總計(jì)窗口

4）任意小區(qū)、道路信息匯總。在每個(gè)垃圾桶（箱）下注明所屬小區(qū)、道路，點(diǎn)擊小區(qū)、道路，立刻匯總小區(qū)、道路垃圾桶（箱）總數(shù)量；將每塊綠地面注明歸屬的小區(qū)、道路名稱，一個(gè)命令輕松計(jì)算道路、小區(qū)綠化總塊數(shù)、總面積，位置清晰，方便快捷（見圖10）。

圖10 綠化總面積統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能

5）任意信息都可提取匯總。設(shè)定圖層都可以按日期、按類型、按部門分類提取匯總（如某年建公廁），被選內(nèi)容立即在所在位置閃爍顯示，點(diǎn)擊查詢信息，顯示數(shù)據(jù)列表，可放大瀏覽詳細(xì)內(nèi)容（見圖11）。

圖11 數(shù)據(jù)列表窗口

6）綜合統(tǒng)計(jì)。區(qū)域所有點(diǎn)、線、面信息通過這一功能全部匯總。不論管轄的是一個(gè)城市、一個(gè)班隊(duì)點(diǎn)、小區(qū)，只要是一個(gè)封閉區(qū)域，想要匯總的數(shù)據(jù)一個(gè)命令全計(jì)算。只需點(diǎn)擊管轄區(qū)域，區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)層數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)量、線層數(shù)據(jù)計(jì)算條數(shù)和總長度、面層數(shù)據(jù)計(jì)算塊數(shù)和總面積，智能化效果明顯（見圖12）。

圖12 按屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能

可以看出，上述功能為所有設(shè)施、道路、區(qū)域（點(diǎn)、線、面）圖層的動(dòng)態(tài)運(yùn)作、準(zhǔn)確提取、計(jì)算、分析提供了智能化功能。

3 環(huán)境衛(wèi)生綜合管理與規(guī)劃

環(huán)衛(wèi)管理工作涉及范圍廣而且復(fù)雜，有些工作需要進(jìn)行綜合的處理和處置。軟件可以通過多個(gè)圖層的結(jié)合，靈活運(yùn)用上述功能分步完成各項(xiàng)工作（見圖13）。

圖13 圖層結(jié)合

3.1 廢棄物處理：小區(qū)居民（垃圾源） →垃圾中轉(zhuǎn)站→垃圾處理廠

通過小區(qū)分布、人口、垃圾桶（箱）等計(jì)算垃圾產(chǎn)生量；根據(jù)路程的遠(yuǎn)近分配到中轉(zhuǎn)站，記錄每個(gè)中轉(zhuǎn)站的位置、垃圾收集量；計(jì)算每個(gè)中轉(zhuǎn)站到垃圾處理廠的運(yùn)距；處理廠的位置、接受能力是定值。通過一張表記錄一個(gè)城市的垃圾從收集站、中轉(zhuǎn)站到處理廠的運(yùn)作狀況（見圖14）。

圖14 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站到處理廠的數(shù)據(jù)、分布都可以通過單項(xiàng)功能完成

軟件提供一個(gè)界面，按照每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站每天的垃圾產(chǎn)生量（日產(chǎn)生量可以是變量），動(dòng)態(tài)調(diào)配垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站到處理廠的分配方案，點(diǎn)擊去同一個(gè)處理場的轉(zhuǎn)運(yùn)站，隨即計(jì)算出垃圾產(chǎn)生量總和，可以與接收量對(duì)比、調(diào)配（見圖15）。

圖15 垃圾中轉(zhuǎn)站的垃圾分配到垃圾處理廠的垃圾產(chǎn)生量和動(dòng)態(tài)顯示

通過這項(xiàng)運(yùn)作可以得出許多結(jié)論：①記錄每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站垃圾日產(chǎn)生量，進(jìn)一步計(jì)算平均日產(chǎn)生量；②每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站的日均總量值，更適合去哪個(gè)處理廠；③同樣方法計(jì)算轉(zhuǎn)運(yùn)站到處理廠需用的車輛和車輛行駛總距離；④計(jì)算垃圾處理廠每天實(shí)際接收垃圾量；⑤整個(gè)運(yùn)作方式是否滿足需求，是否需要調(diào)整，怎樣調(diào)整？

餐飲垃圾、醫(yī)療垃圾、糞便、建筑廢棄物的處理方法大致相同。需要進(jìn)行再處理的垃圾等也可以采用上述方法。

這樣，一個(gè)城市的垃圾處理方式、方法、運(yùn)作路線，清晰完成。

3.2 環(huán)境衛(wèi)生規(guī)劃

環(huán)衛(wèi)規(guī)劃的重點(diǎn)就是要做好各項(xiàng)基礎(chǔ)信息工作。事實(shí)上，單項(xiàng)圖層是最基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)。平時(shí)的動(dòng)態(tài)累計(jì)、年度規(guī)劃等都是在基礎(chǔ)圖下通過編輯得出的，相對(duì)基礎(chǔ)圖的制作要簡單的多。如：公廁現(xiàn)狀圖完成，在現(xiàn)狀圖的基礎(chǔ)上平時(shí)只需標(biāo)注變化的建設(shè)、改造日期和類型等，改變后的分布圖隨即產(chǎn)生，想調(diào)哪年的數(shù)據(jù)、想規(guī)劃哪年的數(shù)據(jù)，想看哪年的分布圖輕而易舉（見圖16）。

圖16 各種設(shè)施的建設(shè)、改造、類型、不同部門情況

如在垃圾處理中，如果小區(qū)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中人口、垃圾產(chǎn)生量、保潔員配置、清運(yùn)人員配置變化會(huì)引起各種設(shè)施、車輛數(shù)量增減，轉(zhuǎn)運(yùn)站、垃圾處理場接受能力評(píng)估、再選址等等問題隨之產(chǎn)生。

由此看出，環(huán)衛(wèi)規(guī)劃就是要在現(xiàn)狀圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行圖層的動(dòng)態(tài)標(biāo)注、分析和決策。作各項(xiàng)設(shè)施、道路清掃、垃圾處理等分年度增減計(jì)劃、進(jìn)一步作各年度投資估算表等。生成無數(shù)張分析圖、規(guī)劃圖。

但無論哪一步模擬軟件產(chǎn)生的都是矢量圖，分布清晰、有理有據(jù)。而且，隨著信息的不斷變化，規(guī)劃圖形不斷更新，規(guī)劃數(shù)據(jù)、總數(shù)據(jù)不斷變化，規(guī)劃的年度也會(huì)不斷延伸，規(guī)劃報(bào)表隨之更新。

可以這樣說，軟件是為各城市在摸清現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)行文本規(guī)劃的模擬演示、檢驗(yàn)規(guī)劃的可行性。也可以說是在原有文本規(guī)劃的基礎(chǔ)上增加了轉(zhuǎn)型、升級(jí)、創(chuàng)新內(nèi)容。