小型環衛作業車輛在城市環衛精細化管理中的應用探究

曾光 胡朝輝 徐英芝 周志勤

長沙中聯重科環境產業有限公司 湖南長沙 410006

1 前言

我國城市傳統環衛作業主要以人工作業為主，配套的作業工具多為掃帚、鐵鏟、畚斗、鐵鉗、鏟刀等傳統勞作工具。隨著國內環衛市場化的推進[1]、裝備生產制造能力的優化創新，如清掃車、清洗車、灑水車、除雪車、吸污車等各類大型環衛車輛層出不窮，環衛作業模式更加機械化、現代化，大型環衛車輛出現在城市的主次干道，有效提高了主次干道的保潔效率、安全性和環保性。

相較于傳統環衛作業模式，我國環衛工作獲得了巨大的飛躍，但在人行道、輔道、背街小巷、公園景區、校園、商業區、生活社區等“城市毛細血管”的清掃保潔工作卻仍然未得到有效改善[2]，大部分“城市毛細血管”區域仍采用的是比較原始的作業模式，現有的大型環衛設備無法滿足“城市毛細血管”的作業需求。在傳統的環衛作業模式下，背街小巷、公園廣場人工清掃每班次作業面積約3 500～6 000 m2，在北京、深圳或省會城市的人工清掃保潔每班次作業面積約1 500～2 500 m2，作業效率、作業安全、作業環保性依然得不到保證[3]。

精細化的城市管理離不開環衛作業模式、作業理念的優化升級以及配套設施設備的更新換代。尤其是在當前城市現代化程度逐漸增加，整體老齡化嚴重，人工成本逐年遞增的時代背景下，市場內環衛工人的供應量與需求量不相適應，傳統環衛模式受到嚴重挑戰，且在未來10～20年時間內會愈演愈烈，環衛行業也需要尋求變機，迅速破局。

習近平總書記參加2017年3月5日上海代表團審議時強調指出：“城市管理應該像繡花一樣精細”。提高城市管理水平，要在科學化、精細化、智能化上下功夫[4]，5G、人工智能、云計算、大數據、圖像識別等新興技術的高速發展促進環衛作業進入“小型設備精細化作業”階段。

2 小型設備市場概況和產品特點

國內環衛作業方式正在加速向小型化、智能化、新能源化、少人化甚至無人化轉變，實行小型化設備精細化作業。據行業市場報告可知，2020年國內小型環衛設備市場容量約13億元，已出現近100款型號小型設備，目前可以根據作業內容的不同把小型設備分為三類：清掃類、清洗類及輔助類。

小型化設備主要是應用于城市的人行道、輔道、廣場、景區、校區、園區、背街小巷、商業區等“城市毛細血管”區域，小型智能環衛設備的作業工藝主要由“清掃、沖洗、保潔、巡回撿拾”組成，在降低環衛項目人力成本壓力的同時，可有效提高該類區域的作業質量及作業效率[5]。

2.1 清掃類小型設備

清掃類小型設備簡稱小型掃路機，其主要功能是對市政人行道、輔道、背街小巷、公園景區、社區等場景道路進行模塊式精細化清掃。小型掃路機由底盤、動力系統、風機、清掃裝置、液壓系統、電氣系統等部件組成，一般清掃作業寬度不超過2 m，實際作業速度3～8 km/h，具體作業車速視實際路況而定。該類小型設備主要有如下幾種特性：

a.靈活度高

清掃裝置主要是由兩個掃盤組成，其主要功能是將分布在掃路機外的垃圾掃入機體吸嘴范圍內，實現對路面的清掃。掃盤具有防撞避讓功能，在清掃過程中，如遇到前方較大障礙時能自動收縮避讓，當障礙過后又能自動恢復工作。掃盤的高度、傾角以及掃毛接地壓力都可進行調整，以適應實際場景中多變的路況；小型掃路機理論速度可達15 km/h，實際作業速度3～8 km/h，可根據路況、人流量、臟亂程度以及人機配合情況進行適當調整。

b.作業效率高

小型掃路機可與保潔員形成人機結合作業，有效提高普掃及保潔作業的工作效率。數據顯示，普掃時間一般在1.5～2 h之間，小型設備人機配合作業模式下，可有效節省1/3左右的作業時間。

2.2 清洗類小型設備

小型清洗機的核心作用是使用側噴功能平移垃圾，將地面上的垃圾推至指定區域，和其他設備配合使用。小型清洗機由底盤、邊刷機構、角噴裝置、水路系統、電氣系統等部分組成，其自帶清水箱和污水箱，駕駛員可通過調節腳噴系統噴嘴壓力，形成側向沖壓水柱，有效沖洗2.5～2.8 m距離內的垃圾、污漬等，與小型掃路機形成組合作業。清洗作業最大沖洗流量為15～30 L/min，最高作業速度可達20～25 km/h，且清洗能力穩定持久，接水10min左右，可穩定作業2 h。

2.3 輔助式小型設備

輔助式小型設備主要是輔助完成各類場景中的精細化作業及困難作業，通過“吹、吸、撿”等動作實現道路的清掃保潔，以滿足豐富的的場景及城市精細化管理需求。主要類型如下所示：

a.便攜式吸塵裝置

便攜式吸塵裝置分為手提式和自跟隨式吸塵小型裝置，適用于背街小巷內狹窄過道、市政道路車底作業、綠化帶撿拾等。

b.手持式掃盤

手持式掃盤可與小型清洗機進行配套使用，主要用于路面的沖洗和油漬的沖刷，掃盤上裝有15～25個噴射頭及藥劑添加裝置，可有效處理車底作業以及商業區、生活社區、背街小巷場景中地面污漬。

c.智能保潔機器人

智能保潔機器人搭載有多線激光雷達、超聲波雷達、高精度GPS以及深度攝像頭等傳感器，可實現全自主移動、智能撿拾作業，在廣場景區、輔道、人行道等應用場景進行吸拾、清掃。

感應裝置的有效探測距離達100 m，能夠快速識別環境中行人、車輛以及可行駛區域，從而實現高效安全環衛保潔作業[6]。充滿一次需2～3 h，車輛續航里程可達90 km，確保6 h滿負荷作業需求，作業速度為0～7 km/h，同時可以根據路面垃圾識別智能切換多種作業模式。

3 小型環衛設備存在的一些問題

3.1 配套設施不健全

配套設施的不健全主要體現在三個方面：

a.充電設施。目前市場上的小型環衛設備大部分是純電動型，使用電池和電動機為動力驅動系統。我國正在大力推廣新能源車輛的使用，充電基礎設施建設卻整體滯后，存在較大缺口。

b.停放場所。受小型環衛設備續航能力的制約，為避免長距離往返路程電量的消耗，有必要在不同保潔區域設置小型環衛設備的臨時停放場地，保障作業時間和效率，但目前在小型環衛設備的作業場景內基本未設置臨時停放場地。

c.配件及維修設施。國內新能源環衛車配件生產還不穩定，一些核心的電機、驅動器等零配件還要依賴進口，部分小型環衛設備雖然以智能化、自動化、無人化著稱，但其配件生產、組裝、維修體系并不健全，若設備出現問題，則需要較長的維修周期和較高的維修成本。

3.2 作業人員要求提高

小型環衛設備的應用，替代了部分人工，徹底顛覆了原有的作業模式，傳統人工作業模式下，保潔員普遍年齡偏大，欠缺對環衛作業標準的專業認知，對新事物的接受程度不高[7]。小型環衛設備的駕駛需要獲取駕駛資格證書，駕駛車輛的保潔員至少需要持有C照，但目前大部分保潔員沒有駕照。

因此，許多城市在購買小型環衛設備后需要提高駕駛人員工資，重新招聘保潔員，并進行統一培訓，方能上崗作業。以深圳福田區為例，小型環衛設備的駕駛人員均是一批20歲出頭的年輕人，大部分都是大學畢業生，作業人員整體素質明顯提高。

3.3 場景適用性有待精細化

小型環衛設備主要應用在城市的人行道、輔道、廣場、景區、校區、園區、背街小巷、商業區等大型環衛車輛無法到達的場景，而這些城市的“毛細血管”區域布局、功能、人流量、覆蓋范圍等都有較大異同。

目前，小型環衛設備的研發和應用還處于起步階段，設備類型和功能都比較單一，若粗放地將現有的設備用于這些場景，必不能達到最大的作業效率和作業效果。因此，有必要根據“城市毛細血管”區域的特點，針對性地研發最適合的小型環衛設備或功能模塊，真正實現城市環衛工作的精細化作業。

4 小型環衛設備的應用趨勢

小型環衛設備的應用將越來越廣泛，主要基于以下幾點考慮：

a.設備自身的優勢。綠色、環保、智能、靈活、效率高、美觀，小型環衛設備的優勢有目共睹。

b.人工成本的提高。小型環衛設備將最先用于一線城市，目前環衛工人收入最高的主要分布在上海、深圳、廣州、北京，最高可達到5000元/(人·月)，而駕駛類比普通類環衛工人的收入還要高。隨著我國人口老齡化的加劇，環衛勞動力持續短缺，人工成本將進一步提高。

c.環衛管理者對作業效率、作業安全的重視。傳統作業模式下，人工作業效率低下，作業安全性差，而在同等作業時間內，機械作業面積可達人工作業面積的10倍以上，作業安全性也得到了有效保障。

d.城市形象提升的需要。城市環衛工作直接影響著一個城市的形象，隨著各個城市逐步將城市的精細化管理提升到重要地位，環衛作業模式優化、作業人員形象提升、作業車輛場景匹配也需要同步進行。

5 結語

環衛工作的精細化作業和設備替代人工是大勢所趨，小型化、智能化、甚至無人化的環衛設備是以后環衛作業的“主力軍”。目前，小型環衛設備的配套設施還不健全，作業人員整體素質需進一步提高，場景適用性也有待精細化，政府、設備生產商應該各司其職，精準發力，助力小型環衛設備的推廣應用。

隨著城市管理的要求和市場的需求逐步提高，小型環衛設備的類型和功能將更加豐富，與不同作業場景的適用性也會不斷提高，真正實現精準作業。