居民家庭生活垃圾調(diào)查信息平臺設(shè)計研究

張麗　王桂琴　陳日暉　張紅玉　馮亞北

摘要：研究基于智慧環(huán)衛(wèi)先進理念，借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段，開展居民家庭生活垃圾調(diào)查信息平臺設(shè)計研究工作，設(shè)計開發(fā)了“移動端APP”+“網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)”兩個平臺，實現(xiàn)了生活垃圾調(diào)查數(shù)據(jù)的快速獲取、即時錄入、實時分析，克服了傳統(tǒng)問卷調(diào)查方式質(zhì)量不高、信息滯后等突出問題，有效確保了數(shù)據(jù)的真實性、準確性和時效性，提高了效率質(zhì)量，節(jié)約了人力物力。經(jīng)過長時間的研發(fā)與在現(xiàn)場環(huán)境中的實際應(yīng)用，已與居民家庭生活垃圾調(diào)查數(shù)據(jù)有效銜接，實現(xiàn)了生活垃圾調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，也為主管部門開展生活垃圾全流程精細化管理工作奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：調(diào)查數(shù)據(jù)；平臺；移動端APP；網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)

中圖分類號：X32 文獻標志碼：A

前言

2020年5月新版《北京市生活垃圾管理條例》正式實施以來，北京市按照減量化、資源化、無害化和全品類、全鏈條、全覆蓋原則，推動近1.6萬個居住小區(qū)（村）、11.7萬個垃圾分類管理責(zé)任人和廣大群眾全面實施垃圾分類，各品類垃圾收運處理全鏈條基本貫通，市民自主分類習(xí)慣逐步養(yǎng)成。為深入了解新版《條例》實施效果，有必要持續(xù)開展北京市居民家庭參與生活垃圾分類情況以及生活垃圾產(chǎn)生量數(shù)據(jù)的調(diào)查工作，從而為生活垃圾分類管理的政策制定提供數(shù)據(jù)支撐。由于該項工作涉及的樣本量較多，且需獲取不同類別垃圾的詳細數(shù)據(jù)，如若采用紙質(zhì)問卷調(diào)查方式，后期開展數(shù)據(jù)錄入、照片整理、統(tǒng)計分析等工作需要耗費較長的時間，進而影響調(diào)查成果的時效性。為全面解決此類問題，文章基于智慧環(huán)衛(wèi)的先進理念，系統(tǒng)開展居民家庭生活垃圾調(diào)查信息平臺設(shè)計研究工作，具體實現(xiàn)過程如下。

1 平臺設(shè)計

1.1 需求分析

根據(jù)居民家庭生活垃圾調(diào)查需求，文章通過設(shè)計開發(fā)“移動端APP”+“網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)”兩個平臺來實現(xiàn)生活垃圾基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和后臺管理的需求。移動端APP可實現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)查人員實時采集居民家庭生活垃圾調(diào)查信息（居民家庭基本信息情況、參與生活垃圾分類情況、生活垃圾產(chǎn)生量和不同種類生活垃圾產(chǎn)生量等），并將采集數(shù)據(jù)和照片上傳至云服務(wù)器；網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢查人員利用瀏覽器訪問地址實時查看和審核調(diào)查人員上傳的所有數(shù)據(jù)和照片信息，并能夠及時反饋數(shù)據(jù)錄入和調(diào)研操作過程中的錯誤信息等。如圖1所示，平臺需求分析概覽圖，其中設(shè)計平臺過程中對軟件需求與技術(shù)實現(xiàn)方案需求見表1。

1.2 框架設(shè)計

平臺框架結(jié)構(gòu)設(shè)計以業(yè)務(wù)層、運行支持層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)設(shè)施層六層架構(gòu)為基礎(chǔ)（如圖2所示），實現(xiàn)各種復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯，為終端提供一系列查詢、增加、刪除、修改等數(shù)據(jù)交互接口，并將終端提交的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫供用戶進行數(shù)據(jù)查詢及操作。

（1）業(yè)務(wù)層：負責(zé)系統(tǒng)與用戶或外部系統(tǒng)交互，根據(jù)居民家庭生活垃圾調(diào)查需求，業(yè)務(wù)范圍包含數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)存儲、照片上傳、照片查看等模塊；（2）運行支持層：負責(zé)網(wǎng)絡(luò)的連接與網(wǎng)絡(luò)通道，將Nginx服務(wù)器上的靜態(tài)文件（如HTML、圖片）通過HTTP協(xié)議展現(xiàn)給客戶端；（3）服務(wù)層：負責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，主要包括基本信息管理、基本信息修改、調(diào)查數(shù)據(jù)管理、調(diào)查數(shù)據(jù)操作、賬號管理、數(shù)據(jù)刪除等服務(wù)；（4）數(shù)據(jù)層：負責(zé)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)讀取與用戶緩存信息的存儲與獲取，是系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲和管理的中心，由地理信息數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、管理支撐數(shù)據(jù)庫等組成；（5）數(shù)據(jù)庫：負責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲，采用的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL，可充分滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲需求；（6）基礎(chǔ)設(shè)施層：為用戶提供最基本的應(yīng)用訪問環(huán)境，用戶訪問的網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)可通過瀏覽器輸入網(wǎng)址的方式進行訪問。

1.3 應(yīng)用環(huán)境

移動端APP和網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)主要依托移動終端手機和PC網(wǎng)絡(luò)瀏覽器等資源建設(shè)運行，具體應(yīng)用環(huán)境要求如下。

1.3.1 移動端APP的環(huán)境要求

操作系統(tǒng)：安卓系統(tǒng)（安卓版本需大于等于An-droid8）；網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：WI - FI或4G／5G流量的GPRS；運行內(nèi)存：4 GB及以上運行內(nèi)存；存儲容量：16 GB及以上存儲容量；使用權(quán)限：拍照權(quán)限和訪問文件權(quán)限；使用方式：指定二維碼或下載鏈接進行下載安裝。

1.3.2 網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)的環(huán)境要求

操作系統(tǒng)：Windows7及以上系統(tǒng)、macOS系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)；運行內(nèi)存：4 GB及以上運行內(nèi)存；存儲容量：64 GB及以上存儲容量；訪問方式：谷歌、火狐、微軟、歐朋等瀏覽器。

2 平臺實現(xiàn)

目前，開發(fā)設(shè)計的居民家庭生活垃圾調(diào)查信息平臺已投入使用，數(shù)據(jù)調(diào)查人員通過使用移動端APP，將每次調(diào)查的居民家庭生活垃圾調(diào)查數(shù)據(jù)實時上傳到云服務(wù)器上，從而保證調(diào)查數(shù)據(jù)的時效性；數(shù)據(jù)管理人員利用瀏覽器訪問地址登陸網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)，實時查看采集上來的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)調(diào)查人員進行監(jiān)督，從而保證調(diào)查數(shù)據(jù)的真實性和準確性。經(jīng)統(tǒng)計，上傳到該平臺的調(diào)查數(shù)據(jù)已達數(shù)十萬條，涉及1 000余戶居民家庭，1.7萬多個調(diào)查樣本量，14萬余張調(diào)查照片。從平臺長期穩(wěn)定運行結(jié)果來看，已與居民家庭生活垃圾調(diào)查數(shù)據(jù)有效銜接。移動端APP和網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)實現(xiàn)的具體功能見圖3。

2.1 移動端APP

移動端APP實現(xiàn)了從登錄到基本信息錄入及調(diào)查數(shù)據(jù)錄入等六大完整功能模塊，具體如下：

模塊一是用戶登錄界面，數(shù)據(jù)調(diào)查人員需通過輸入賬號和密碼后方可進入首頁展示等界面，以便確保軟件的安全性；模塊二是用戶主界面，為居民家庭生活垃圾調(diào)查信息的主界面，數(shù)據(jù)調(diào)查人員可根據(jù)調(diào)查內(nèi)容點擊相應(yīng)的菜單進行數(shù)據(jù)錄入；模塊三是基本信息錄入界面，可實現(xiàn)居民家庭基本信息的錄入、查詢和修改等功能?；拘畔⒌匿浫氚ㄕ{(diào)查區(qū)域和定位、調(diào)查人員信息以及與調(diào)查問卷相匹配的數(shù)十項詳細居民家庭信息情況；模塊四是調(diào)查數(shù)據(jù)錄入界面，包含調(diào)查區(qū)域信息情況（調(diào)查區(qū)域、定位和居民家庭提供的生活垃圾照片等）、居民家庭參與生活垃圾分類情況、不同種類生活垃圾產(chǎn)生量的稱重數(shù)據(jù)和對應(yīng)照片；模塊五是更新升級界面，移動端APP內(nèi)置了APP在線升級功能，以便APP在使用過程中出現(xiàn)任何問題后可及時修復(fù)與升級；模塊六是退出界面，可保證APP在使用后能夠及時退出并防止密碼泄漏。（見圖4）

2.2 網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)主要嵌入了七大功能模塊，具體如下：

模塊一是系統(tǒng)登錄界面，數(shù)據(jù)管理人員需通過輸入賬號和密碼后方可進入主界面；模塊二是系統(tǒng)主界面，可展示不同居民家庭生活垃圾調(diào)查信息情況，并通過點擊基本信息、稱重記錄、稱重列表等相應(yīng)的菜單查看數(shù)據(jù)調(diào)查人員上傳的具體調(diào)查數(shù)據(jù)；模塊三是基本信息查看界面，可展示數(shù)據(jù)調(diào)查人員錄入的居民家庭全部基本信息，以及可執(zhí)行信息刪除和查詢等操作；模塊四是調(diào)查數(shù)據(jù)查看界面，可展示數(shù)據(jù)調(diào)查人員錄入的所有調(diào)查數(shù)據(jù)和照片。此外，數(shù)據(jù)管理人員可進入此界面審查調(diào)查數(shù)據(jù)的真實性，如若發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，可點擊刪除按鈕刪除無效數(shù)據(jù)；模塊五是系統(tǒng)管理界面，展示了不同管理員角色之間的關(guān)系列表與賬號列表，可進行賬號的增加、刪除與秘密重置；模塊六是數(shù)據(jù)導(dǎo)表界面，包含居民家庭基本信息、居民家庭生活垃圾調(diào)查數(shù)據(jù)、不同居民家庭人均生活垃圾日產(chǎn)生量等數(shù)據(jù)的導(dǎo)出下載功能，并支持多類別導(dǎo)表；模塊七是密碼修改界面，數(shù)據(jù)管理人員可手動修改系統(tǒng)登錄密碼以達到安全防泄露的目的。（見圖5）

3 結(jié)束語

研究設(shè)計開發(fā)的居民家庭生活垃圾調(diào)查信息平臺移動端APP和網(wǎng)絡(luò)端管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了快速監(jiān)測居民家庭生活垃圾分類效果和生活垃圾產(chǎn)生量調(diào)查結(jié)果，有效確保了調(diào)查數(shù)據(jù)的真實性、準確性和時效性，極大程度簡化了信息采集工作，提高了調(diào)查工作的效率，減輕了各個環(huán)節(jié)工作人員的工作量。經(jīng)過長時間的研發(fā)與在現(xiàn)場環(huán)境中的實際應(yīng)用，已與居民家庭生活垃圾調(diào)查數(shù)據(jù)有效銜接，實現(xiàn)了生活垃圾調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，也為北京市生活垃圾精細化管理提供了技術(shù)支撐。