基于高職院校智能垃圾分類系統創新實踐研究

邱 菊，崔新宇，彭 赫

（沈陽大學應用技術學院，遼寧 沈陽 110044）

為了加快生態文明建設步伐，切實推行生活垃圾分類，國務院辦公廳印發了《國務院辦公廳關于轉發國家發展改革委住房城鄉建設部生活垃圾分類制度實施方案通知》（國辦發〔2017〕26號）。目前，我國大多數城市生活垃圾都是采用“集中混合收集—集中運輸—集中處理”的傳統模式，這種粗放的處理方式不僅浪費了垃圾中的有用成分，而且增加了垃圾的處理量和處理難度，造成了巨大的物質、人力、土地資源的浪費[1]。而隨著我國高等教育事業的發展，在校大學生群體日益擴大，高校數量也不斷增多。據國家統計局公布的數據顯示：我國共有普通高校2 442所，其中高職（專科）院校1 297所，占到全國普通高校總數的53%以上。高職院校學生集中且數量大，生活消費品消耗量巨大導致垃圾的產量多、種類復雜，這使得高職院校成為實施垃圾分類的主戰場。國家在“十二五”規劃中明確提出“建立健全垃圾分類回收制度”[2]。大學生作為未來社會的主力軍，提高環保意識刻不容緩。如果能調動起高職院校參與垃圾分類的積極性，并向全社會擴展開來，必將產生更大的擴散效應，這對垃圾分類工作將起到很強的促進作用。

一、高職院校實行垃圾分類的問卷調查分析

據了解，有很多發達國家早在很多年前就開始實施垃圾分類，并且做得很好。就日本而言，小學的午餐多會配以盒裝牛奶，孩子們在飲用完后，會自行拆分盒子，去水龍頭下沖洗干凈，晾干后再整齊地收放到專門的垃圾袋里。垃圾分類，是孩子們生活的日常行為，無需特意地監督提醒。經濟發達的國家一般都擁有先進的環境意識[3]，環保意識是自小就養成的。中國經濟快速發展對國民道德文明提出了更高要求。如果我們不能跟上垃圾分類的步伐，那么道德文明也將落后于高度發展的經濟。高職院校作為培養人才的重要基地，對大學生素質的培養也是其重要任務之一。

（一）研究主題

高校學生是綜合素質較高的一個群體，他們對垃圾分類知識認識能夠側面反映城市居民的認識程度，具有較好的代表性。因此，以校園學生為研究對象，進行校園垃圾分類的研究是有效推進垃圾分類政策的普及和解決資源再利用問題的途徑之一[4]。為了解大學生對垃圾分類的認知程度和看法，以及在校園實施垃圾分類行為的可行性，針對高職院校學生我們進行了問卷調查和面對面訪談，并對收集的信息進行系統的分析與總結。問卷和面談內容主要包括：大學生是否能清楚分辨可回收和不可回收垃圾；大學生平時在處理垃圾時是否有將垃圾分類的習慣；沒有將垃圾分類的原因是什么等問題。

（二）問卷的發放與回收

本次調查問卷的調查對象為沈陽市部分高職院校學生。2019年11月，通過問卷星APP線上發布問卷進行市場調查，共發放調查問卷465份，回收問卷451份，其中有效問卷426份，回收率為97%，問卷的有效率為91.6%，已經達到了問卷調查的數據要求。在數據的統計匯總方面，運用統計軟件SPSS和EXCEL等，為后續的數據分析奠定基礎。

（三）市場調查結果分析

1．目標群體背景分析

大學生產生的垃圾大致分為以下幾種：一是每天吃飯剩下的食物殘渣，快餐盒、礦泉水瓶、快遞包裝等白色固體垃圾；二是遺棄不用的舊物，舊的學習資料，舊書舊報紙等；三是女生的化妝用品等。調查對象在性別方面，男生占40.56%，女生占59.44%。本次調研的女生占比較大，校園垃圾和情況匯總也會以女性角度居多。

2．垃圾分類意識調查分析

大學生的素質相對較高，執行力較強，根據調查結果來看，70.99%的大學生都愿意主動去了解垃圾分類的知識并且也愿意參與到垃圾分類的活動中去，這更有利于學校生活垃圾處理方法的推行[5]。除此之外，高職校園相對較小，利于宣傳。如今同學們的環境保護意識相比從前有了較大的改變，素質較高，媒體的宣傳力度也較大，一些政策的實施較徹底。環境保護意識隨著時代的發展，文明的進步有了質的飛躍，但是仍存在許多不足的地方需要我們不斷改善。具體分析如下：

第一，從問卷問題“能否正確區別可回收和不可回收垃圾?”的回答分析出，雖然大學生的環保意識比較高，但具體到垃圾分類意識，就不太樂觀了，只有34.08%的學生經常會把垃圾分類。同時大學生目前所擁有的環保知識尤其是垃圾分類知識不足以應對實際生活中的問題。

第二，從問卷問題“沒有將垃圾分類的原因是什么？”的回答分析出可以看出，52.68%的大學生只是偶爾會將垃圾分類，對分類所持態度不甚明確，惰性較強，還沒有養成垃圾分類的習慣，也不知如何分類，垃圾分類行為不能令人滿意。

第三，從問卷問題“是否考慮增設垃圾桶?”的回答分析可以看出，高職校園內資金投入不足，垃圾分類設施還不夠完善，大多數學校還處在垃圾分類的初期，相應的處理方案較少。也因為如今環境與過去相比差之甚遠，我們更要竭盡全力地愛護我們的環境。

3．垃圾分類活動宣傳調查分析

從調查問卷來看，大學生覺得通過電視廣告（占72.39%）、網絡媒體（占56.9%）、政府號召（占58.59%）等途徑的宣傳模式可以更加方便垃圾分類，也更能增加垃圾分類意識，進一步推動垃圾分類走進校園。

此外，有13.52%學生認為垃圾分類對周圍環境沒有改善或者沒有必要。其實垃圾分類對環境的保護起著很大的作用，不同的垃圾歸納在一個地方，就會對環境有很好的保護作用：有一些垃圾是可以回收的，那么就可以再利用；不能用的垃圾就進行處理，很好地保護了環境。這顯示了垃圾分類活動或者相關知識還需要進一步的宣傳。垃圾分類對于未來的環境保護將起到翻天覆地的變化，也改變了人類對垃圾的認可。在校園內垃圾分類活動宣傳對象應該是全校師生、在職工作人員以及學生家長，生活垃圾分類教育要從學生做起，校領導與教師更應該高度重視，爭作表率，引領推普教育。學生可以布置校園環境，營造宣傳氛圍[6]。以學生為宣傳紐帶，通過學生自身的實踐與宣傳，加強社會市民垃圾分類意識，大力宣傳垃圾分類的意義，真正做到垃圾分類齊動手，共同保護我們的生態環境。

4．生活區域調查分析

校園內產生的垃圾有著它獨有的特點，比如產生量大、不同區域垃圾種類不同且各區域產生垃圾種類集中。例如學生在食堂就餐，不需要自己做飯，所以學生宿舍的垃圾大多是紙張、包裝袋、飲料瓶、餐盒、電池等，基本沒有廚余垃圾。

如今外賣眾多，給學生們更多的選擇。外賣商家也會根據學生口味做調整，因此很多學生不止會選擇在食堂吃飯，在很多時候也會選擇點一份外賣在宿舍吃，這就導致外賣垃圾越來越多——殘余食物、外賣的塑料包裝盒、塑料袋以及一次性筷子等。這類垃圾數量龐大，不好分類。調查也發現63.1%的大學生都覺得單獨設立外賣垃圾區域很有必要。

其實校內垃圾桶總量不少，主要垃圾產生區都有分布，這說明學校在這方面的投入還是很大的，但是部分垃圾桶設置得并不合理[7]。比如，籃球場是大多數學生活動的場所，甚至連一些重大的露天晚會都在這里舉行，但這里只有兩個垃圾桶。另外，學校缺乏治理垃圾的好方法，對于校園垃圾缺少重視，也是造成這種情況的原因。

二、創新高職院校智能垃圾分類系統的對策

通過問卷調查和面對面訪談等調查方法，了解了學生對于垃圾分類相關知識的認識程度，以及現有環境下垃圾分類實施會遇到的問題等。針對高職院校垃圾分類的技術創新角度，從研發創新產品的層面提出建立智能垃圾分類系統，解決現有的技術問題，提出改進的對策和建議。創新建立智慧垃圾分類系統，即利用“互聯網+”和大數據的平臺背景，實施從智能垃圾分類、“高效”回收到“科學有效”處理等一系列的全過程[8]。項目任務具體包括：通過互聯網進行垃圾分類產品的智慧研發；協助高職院校進行垃圾分類行動的實施；科學高效地進行垃圾回收處理等三大模塊。

（一）垃圾分類APP模塊

垃圾分類APP是本項目的核心模塊（見圖1）。它主要由四個板塊構成：垃圾分類識別板塊、預約回收垃圾板塊、垃圾分類知識拓展板塊和娛樂和交流板塊。其目的是讓學生們更加方便快捷地對垃圾進行分類，在使用的過程中更有趣味性，在娛樂中了解垃圾分類的常識，輔助后期垃圾分類，減輕后期垃圾分類工作量。

圖1 垃圾分類APP界面圖

1．垃圾分類識別板塊功能

垃圾分類識別板塊包括以下功能：拍照自動識別垃圾的分類；查看不同分類的垃圾包含哪些垃圾；支持搜索垃圾名，顯示分類結果；了解不同分類垃圾的定義，以及投放方法。

用法如下：打開軟件，在首頁最上方有查詢垃圾條形框，點擊它，輸入垃圾名稱、點擊搜索，任何垃圾“一鍵搜索”即可快速精準定位“垃圾分類大全”提供百科全書式的專業解答。在查詢垃圾條形框的右邊有個相機的logo，點擊它，允許相機授權，即可拍照識別垃圾分類。

2．預約回收垃圾功能

上門回收功能：當學生有分好類的垃圾想要求回收時，打開軟件，點擊預約回收，點擊上門回收。這時界面會彈出回收垃圾的商家，選擇一個點進去，界面會顯示垃圾回收的價位，如果覺得價格可以，點擊立即預約，選擇時間，下單，商家會在指定時間到學校上門服務。

代理回收功能及用法：當學生有垃圾不想自己分類時，打開我們的軟件，點擊預約回收，點擊代理回收。這時界面會彈出每個團隊，自行選擇。進入界面后，會有相應的價位，點擊立即預約，選擇時間，下單，我們的團隊會在指定時間上門服務。

3．垃圾分類知識拓展功能

拓展功能內容主要是相關新聞。進入軟件的首頁，會看到每天為你推送的相關環保新聞。我們的界面還會推送一些“變廢為寶”的視頻。這個功能在我們的軟件首頁的下方，當閑暇時，可以點開，會有一個一個的小視頻，可以滑動進行觀看。

4．娛樂和交流功能

娛樂功能：在軟件中，我們會設置一些小游戲，豐富大家的生活，增加大家對垃圾分類的積極性。用法如下：在軟件界面左下方，有一個“小游戲”，點擊進入，選擇單人游戲或雙人游戲，雙人游戲可以邀請好友。之后開始游戲即可。我們的游戲界面是以卡通的垃圾形象設定，闖關形式排名。

交流功能及用法：在軟件下方還有一個“動態”，點擊進去之后可以查看別人當天分享的心情，如果你也想發表自己的心情，點擊右上方的攝像頭，即可發表自己的想法。

（二）智能垃圾桶模塊

這款全新智能垃圾桶是由樓內智能操作板、樓外垃圾運輸管道和最后的壓縮收集箱組成（智能垃圾桶見圖2）。它與市面上那些垃圾桶相比多了運輸管道，實現了足不出戶也能扔垃圾，并且它的積分模式能夠鼓勵學生更好地對垃圾進行分類[9]。

圖2 智能垃圾桶組成示意圖

一是樓內智能操作板。主要是由一塊智能屏幕和四塊投放垃圾口組成。智能屏幕可以進行身份的識別，選擇要扔垃圾的類型，控制垃圾口的開關以及進行積分。先由信號檢測電路模塊檢測環境周圍是否有人經過，當使用者投放垃圾時，AI識別系統自動掃描，攝像頭同步到后臺，有語音模塊協助操作選擇垃圾類型，由芯片控制模塊打開相應的投放口，當垃圾類型完全正確投放口關閉并進行相應的積分。

二是樓外垃圾運輸管道。垃圾運輸管道主要是由外面的管道、稱重板、自動感應阻隔板構成。每一種類型的垃圾都有獨立的運輸管道。稱重板主要是用來放置垃圾并對其進行稱重。自動感應阻隔板主要是用來隔斷上方扔下的垃圾。當兩處或兩處以上同時有垃圾經過時，阻隔板彈出，等垃圾分類后，再讓阻隔的垃圾下來。既方便下方操作人員進行操作又預防高空墜物的危險。并且阻隔板的背面有垃圾掃描識別的攝像頭，可以提高垃圾分類的準確度。

三是壓縮收集箱。壓縮收集箱主要功能是用來收集垃圾，從上方扔下來的垃圾落到壓縮收集箱，會造成垃圾的堆積。針對這一點，可以設計一個壓縮的功能，將可以壓縮的垃圾進行壓縮，節省空間，更方便后期垃圾的處理。對于容錯率的問題，我們決定將在夏季每天回收廚余垃圾，每周一、三、五、日回收可回收垃圾和不可回收垃圾，每周二、四、六回收其他垃圾。在其他季節，我們將每周一、三、五、日回收可回收垃圾和不可回收垃圾，每周二、四、六回收其他垃圾和廚余垃圾。如果碰見完整的過期牛奶這類的東西，涉及兩種垃圾成分的，請同學們自行分離出來，再進行回收。

（三）垃圾回收處理模塊

學校應選擇清運車定期到校處理垃圾箱中的垃圾。在垃圾車的選擇上，我們決定把垃圾分開存放，不同的垃圾有不同的運輸地點。例如有害垃圾，就將被運輸到不同的危險廢物處置場所，然后通過危險廢物處理設施進行無害化處置。

濕垃圾：易腐的濕垃圾則被運輸到了餐廚垃圾處理廠等易腐垃圾處置場所，通過易腐垃圾處理設施進行資源化利用和無害化處置，經厭氧消化可以生產出沼氣、生物柴油等資源。也可以經生物技術就地處理堆肥，每噸可生產0.3頓有機肥料。

干垃圾：其他垃圾最后被運輸到生活垃圾焚燒發電廠進行焚燒發電，或者被運輸到生活垃圾填埋場進行無害化處置。

可回收物：可回收物將被運輸到再生資源企業進行分揀和資源化利用，實現變廢為寶。如每回收1噸廢紙可造好紙0.85噸，節省木材0.3噸，比等量生產減少污染74%；每回收1噸塑料瓶可獲得0.7噸二級原料；每回收一噸廢鋼鐵可煉好鋼0.9噸，比用礦石冶煉節約成本47%，減少空氣污染75%，減少97%的水污染和固體廢物。

垃圾后續的處理工作是很嚴峻的，在資金上也有很高的要求，因此，選擇的公司應被國家認可，具有權威性，或者在資金上有強大的支撐，這樣才能保證垃圾無害化處理，實現資源循環再利用。

三、結論

近年來，我國加速推行垃圾分類，全國垃圾分類工作由點到面、逐步啟動、成效初顯。但在垃圾處理實施過程中仍存在很多問題，比如：垃圾產生量大；居民垃圾分類知識比較缺乏；垃圾處理能力不足和垃圾分類收集管理有難度、成本高；等等[10]。此外，在城市管理體系中，校園垃圾是生活垃圾的重要組成部分，建立完善和科學的校園垃圾分類體系具有重要的意義。其實倡導垃圾分類回收不如減少垃圾的產生，除了在大學校園中采取垃圾的分類處理外，還應該鼓勵大學生多采用可降解的塑料制品，采用環保制品，這樣才能從根本上減少垃圾的產生。由于大學生知識水平較高，思想較為開放，易于接受新事物，所以有利于環保制品和新的環保觀念的宣傳，可以從校園輻射到社會，通過學生向身邊的親戚朋友宣傳，從而減少垃圾的產生。此外，如果這些垃圾分類回收的方法能夠在大學中推行，那么可以取其精華，去其糟粕，將這些措施進一步推行到社區，從而實現社會垃圾的分類回收，產生經濟效益，有利于改變人們的環保觀念，減少垃圾對環境的污染，緩解全球自然環境面臨的急劇惡化的局面，以及人類生存環境受到的資源枯竭、氣候變暖、垃圾成山、沙塵霧霾、產能過剩等問題[11]。