垃圾的智能分類與大數據處理

摘 要：在城市垃圾分類對策執行過程中，政府部門必須變換職責，主要管控垃圾分類與處理工作，新政策出臺適用與確保廢棄物計量檢定收費規章制度的實行，鼓勵和引導公司進到城市新節能環保產業。公司則需要把握機遇，運用移動互聯、大數據等前沿科技，敢于探索城市日常生活垃圾分類處理新模式，發掘完成垃圾分類的大數據價值，參加打造出將來新制造、新零售、新環保的閉環控制綠色經濟傳動鏈條。群眾要提升垃圾分類的觀念，積極參加城市新環保行動，意識到垃圾分類是為民造福，事關每一個人生存的大事。

關鍵詞：垃圾分類；大數據；新環保

引言

隨著社會的發展與人民收益水平的提升，快消費品的數量與日俱增，類型和成分日益繁雜，再加上我國龐大的人口數量，進一步加劇了有限的資源城市垃圾處理能力與日益增長的廢棄物量間的矛盾。怎樣積極應對和處理這一矛盾是中國生態文明建設的要求，是經濟發展可持續的規定。垃圾分類回收處理城市垃圾問題能夠減少污染，同時還可以推動廢物回收再利用，發展循環經濟，一舉多得，是為民造福的大事。本文根據理論與實踐剖析融合前沿技術科學研究如何解決城市日常生活垃圾的處理問題。

一、我國城市垃圾分類處理的現狀

（一）城市垃圾處理

大家通常說的垃圾就是指在制造、生活與其他主題活動過程中產生的缺失原來利用價值，或是雖沒缺失利用價值但被舍棄的固態、半固體和放置容器里的氣態物品和化學物質，及其法律、法規規定列入廢物管理的物品和化學物質。

第一，垃圾填埋法。當代垃圾處理場一般采用垃圾填埋法，即最底層防滲透，垃圾分層次掩埋，掩埋后高層填土夯實的技術和加工工藝，適宜解決低污染或零污染的垃圾。但隨著人們生活水平的提高，生活垃圾越來越復雜，比如漆料里的重金屬超標、有機溶液等。這種垃圾假如沒經妥善處置就進行垃圾填埋，其中的有毒成分就會蔓延，并通過食物網進入人體內，傷害人民健康。

第二，垃圾焚燒處理。當代垃圾焚燒處理近幾十年在全球范圍內持續發展得十分迅速，焚燒處理一般是把日常生活垃圾與助燃劑混合推至垃圾燃燒爐里，各種有害氣體也可以在高溫下溶解，煙塵里的有害物質經過處理合格后排出。焚燒處理一方面可以降低90%以上的垃圾體積，減少了對垃圾處理場地的要求。另一方面能夠利用垃圾點燃的熱能給予發電和取暖所需要的熱量，符合資源再生與利用的需求。

第三，回收再利用。現階段我國回收再利用的主力軍是拾荒人及部分社區保潔職工，將住戶投放日常生活垃圾中使用價值比較高的紙箱子、金屬材料等東西分揀出去。但以拾荒人歸類回收方式存有許多問題：分揀的標準及品質難以控制，貯存裝運也存在二次污染。應該考慮創建新型商業模式，正確引導環境保護回收公司參與進來，促進資源回收行業發展。

（二）我國城市垃圾分類處理

我國提倡垃圾分類已有十余年，比如北京市、上海市等，近些年取得了一些階段性成績，但大體上效果并不是很好。依據2013年北京市政市容環境聯合會對北京六百多個試點小區的垃圾分類管理狀況的數據報告：住宅小區居民對垃圾分類規范知道的占60％，不知道的占24％，廢棄物投放準確率僅占31％。表明垃圾分類欠缺廣大群眾的高效參與。

最近上海市的一項數據顯示：超出90%的居民適用垃圾分類，可是參加垃圾分類的居民只占20%。歸根結底除開居民的垃圾分類意識較弱與行為不夠外，在垃圾分類時存在分類機器設備匱乏、分類工作不配套狀況。上海市居民小區內分類的垃圾桶數量不足，分類回收主力軍還是要以拾荒人和流動性回收利用商人為主導，居民習慣性混合投放生活垃圾。在垃圾清理與處理的落實階段也存在不配套狀況，環衛垃圾車也是將垃圾混合清運，之后在垃圾轉運站縮小后運到焚燒場或填埋場。上海市的垃圾分類在一定程度上讓群眾樹立了垃圾分類觀念，但在垃圾分類實踐中依舊是困難重重。

二、智能垃圾分類信息平臺設計

（一）可行性分析

系統的可行性分析目的是用盡可能小的代價并在短時間內確定系統存在的問題能否解決。因此就需要幾種解決方法，從而判斷原定的系統目標是否可行，以及系統完成后利用價值是否能大于開發價值，由此要簡化系統，減少成本。在進行可行性分析時，首先需要分析目前系統的問題和定義。盡可能在問題的定義階段初步確定規模和目標，在確定問題后，導出系統邏輯模型。從系統模型出發，確定若干個可供選擇的主要方法，同時對每種方法都研究可行性，可行性分析應該達到下面的要求。

技術可行性。本系統采用設計簡單友好的人機交互界面，便于用戶清楚理解和快速操作。隨著科技的不斷發展，硬件的更新速度極快，內容量強大，可靠性非常高，且價格相對便宜，故硬件能夠滿足本系統所需。

操作可行性。涉及登錄界面開發設計時，盡量保持操作簡單化，登錄界面使用通用的窗口界面，利用計算機進行訪問操作。企業網站的登錄和普通的計算機操作一樣簡便。本系統用Java語言進行開發，并且基于B/S結構，可以使本系統更完整且易操作、易管理。

經濟可行性。由于目前已經具備了開發軟件的硬件條件，一個好的電腦足以支撐開發環境、開源的服務器和免費的客戶端，并且開發的設備是獨立安全的操作系統，所以本次開發的基礎設備費用是較少的。

（二）系統非功能性需求分析

系統性能應滿足響應時間在10秒內。系統登錄時間在5秒內，頁面跳轉時間在3秒內，系統可以滿足1000人同時在線，系統有效工作時間要大于99.5%，Web服務器連續穩定運作時間大于72小時，每分鐘可以同時處理100條數據的操作，當并發訪問時，最大響應時間不得超過10秒，系統對業務的處理每秒鐘的請求數量大于4次。系統應滿足其運行的可靠性，運行期間系統如遇到故障，應盡快恢復系統，應盡量降低系統的失效頻率。

系統應滿足易用性和較高的維護性，在滿足需求的前提下，最大程度降低使用難度，系統在使用期間出現的問題能及時得到處理改進，應選擇便于維護的程序設計語言，在系統研發生命周期的各個階段提高系統的可維護性。

系統應具有低依賴性，系統的運行不依賴操作系統和電腦的基礎配置，盡量做到對不同平臺和瀏覽器的兼容。系統開發期間不過度封裝底層架構，按照各類框架的API進行開發作業，采用通用的方式進行編程和邏輯實現。

（三）功能分析

完成了對系統的需求分析后，使用模塊化的劃分思想對整個系統進行模塊化，劃分依據是不同人群使用的不同設備下擁有的功能模塊。本系統從管理人員所使用的管理端、員工所使用的移動端、用戶所使用的小程序端進行設計，由于每部分的功能都有區別，所以對每個子端分為多個不同功能的子模塊如圖1所示。

（四）系統總體設計

根據需求分析并結合軟件系統開發設計思想，將系統的架構體系設計如圖2所示。整體共三個部分，分別是前端、服務端和數據庫。

智能垃圾分類管理系統前端選用組件化觀念設計制作單頁面應用，網頁頁面僅負責將幾個組件融合成進行清潔的容器，頁面上的組件能夠自由組合，各自應用過的系統架構有輕量前端ui框架vue、全局狀態管理方法vuex、路由器自動跳轉vue-router、模塊化設計封裝工具webpack、javascript版本號規范es6詞匯和css預處理器less。前端架構從上向下各自代表的意思為：表現層view表示是業務流程界面，界面上每個組件的展示主要是由component組件來描述，不一樣界面間的自動跳轉由Router提供的vue-router去完成，組件狀態由Vuex集中式存儲管理方法，業務層service解決從服務器請求返回數據信息，API層封裝形式了各種http請求的api。Util層封裝形式了通用性的一種手段函數公式與方法。基礎梁中init為項目復位的環境變量，dev記載了新項目需要第三方依靠，deploy相匹配源代碼的編譯程序分析和發布作用。

系統軟件服務器端往上提供RestFul API。服務器端選用express架構，在業務層中通常是開展數據服務邏輯性解決。中間件層為express中間件，主要是對請求對象和回應對象做進一步的解決。模型層為MongoDB投射的實體線對象。

數據庫系統提供了存儲服務，以MongoDB作為文件存儲的數據庫，數據信息以Json方式存儲在數據庫中。

（五）信息管理及大數據分析頁面

當進入管理頁面時，會向網絡服務器要求全部垃圾桶狀態信息。管理頁面上邊應用數據圖表的儀表圖記錄了總體垃圾桶的容量信息概覽，這里用車內儀表盤測算了垃圾桶的容量信息，主要利用了智能化垃圾桶的智能攝像機，智能攝像機收集垃圾桶的照片信息，照片傳送至后臺管理開展算法設計以后，容量比例會傳到前面，前面把所有的垃圾桶的容量開展求和取平均值獲得全部垃圾桶的一個容量信息，也可以根據總容量信息開展新增加垃圾桶營業網點鋪裝等行為。應用扇形圖記錄回收垃圾類型占比，前面傳送數據要求到后面，后面從數據庫系統里讀取數據信息回到前面。應用柱狀統計圖記錄每日回收利用量統計的整體信息。頁面右側則以目錄的方式展現了安置區每一個垃圾桶的具體信息，點擊時可查看此垃圾桶的各項信息及工作狀態，同時對有關信息錯誤設置權限更改。

大數據分析主要包括各區域回收垃圾比例、回收箱體鋪設網點動態分布圖、回收司機狀態、回收數據統計、公告處、回收數量對比、月度回收完成指標幾個部分所組成，每個部分都是一個單獨的組件，整體設計如圖3所示。

總結

文中給出了適宜推動垃圾分類的智能垃圾分類管理系統。針對用戶來講，垃圾桶的監控攝像頭將所拍的垃圾照片傳到垃圾桶后臺管理展開分析，借助垃圾桶電子裝置進行自動遞送，省時省力。針對解決垃圾的員工來講，員工登錄移動終端的APP開展工作中的工作交接，垃圾桶即將滿負荷時自動提醒，每日簽到和業績還可在APP中方便快捷地查詢。對管理人員來講，管理人員可以登錄PC端網站查詢垃圾網絡輿情的可視化大數據，使員工和用戶擁有方便快捷的溝通橋梁。垃圾分類融合大數據的方法，根據Web技術對垃圾開展實時采集，省時省力；垃圾數據信息以圖表形式展現，更加直觀；通信層面融合時尚的辦法促使管理人員和員工的通訊更為快捷方便；系統軟件含有管理人員專用型網址、員工專用型APP、用戶專用型小程序，三端互連，相輔相成。

項目名稱：垃圾的智能分類與大數據處理，項目編號：202110240104。

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*通訊作者