張 靜

（上海市綠化和市容管理信息中心，上海 200040）

1 研究背景

目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子計(jì)量、GPS、GIS、人工智能以及現(xiàn)代物流相關(guān)技術(shù)在許多城市生活垃圾管理中得到應(yīng)用，并幫助提高了環(huán)衛(wèi)管理效率。但生活垃圾收集、運(yùn)輸、處置以及計(jì)量收費(fèi)等全過(guò)程的信息化管理以及上述多種技術(shù)的集成應(yīng)用還較少。在上海生活垃圾收運(yùn)與處理過(guò)程中，具有相應(yīng)的技術(shù)基礎(chǔ)，其中包括應(yīng)用計(jì)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)生活垃圾的計(jì)量；運(yùn)用車(chē)輛監(jiān)管技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生活垃圾物流過(guò)程監(jiān)管與管理；運(yùn)用計(jì)量信息采集與相關(guān)通訊、信息技術(shù)，建立生活垃圾管理與結(jié)算平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生活垃圾的信息化管理［1］。

在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究運(yùn)用RFID讀卡、GPS等衛(wèi)星定位、車(chē)載計(jì)量、壓力稱(chēng)重等傳感器測(cè)量等各種M2M技術(shù)的技術(shù)集成，從生活垃圾收運(yùn)源頭進(jìn)行信息采集與技術(shù)管理，將運(yùn)輸車(chē)輛、垃圾站、中轉(zhuǎn)站、各類(lèi)分類(lèi)處置場(chǎng)所等垃圾分類(lèi)計(jì)量采集數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)集成，以GPRS、3G無(wú)線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，研究構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的特大城市生活垃圾物流管理平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生活垃圾從源頭分類(lèi)收集、運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)到處置全過(guò)程每個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)管。

同時(shí)進(jìn)一步研究生活垃圾分類(lèi)管理內(nèi)容、管理流程與整個(gè)生活垃圾的管理體系，從生活垃圾源頭管理入手，建立生活垃圾源頭建檔、定量考核、收運(yùn)處理全程監(jiān)控、處置過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)管的生活垃圾全程監(jiān)管體系，通過(guò)生活垃圾的源頭申報(bào)、收運(yùn)過(guò)程的物流管理，采集信息的統(tǒng)計(jì)分析與資金結(jié)算，實(shí)現(xiàn)生活垃圾的信息流、物流與資金流的一體化管理，建立相應(yīng)的日常管理與應(yīng)急處置機(jī)制，為生活垃圾的輔助決策提供數(shù)據(jù)支持。

2 生活垃圾物流管理體系的研究

2.1 產(chǎn)生單位源頭建檔

這里主要研究產(chǎn)生單位的生活垃圾，其中包括餐廚垃圾與廢棄油脂?？偨Y(jié)各類(lèi)餐飲場(chǎng)所以及企事業(yè)單位、學(xué)校食堂產(chǎn)生的餐廚垃圾、廢油脂的收集及無(wú)害化處理管理現(xiàn)狀，對(duì)源頭分類(lèi)責(zé)任的落實(shí)是工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，目前亟需建立餐廚垃圾、廢油脂、地溝油產(chǎn)生單位“一戶(hù)一檔”，管理檔案的建立，將有利于餐廚垃圾、廢油脂的規(guī)范管理，進(jìn)一步維護(hù)城市整潔，保障市民身體健康。

“一戶(hù)一檔”的建立，首先需要對(duì)全市各區(qū)鎮(zhèn)、街道餐廚垃圾、廢油脂產(chǎn)生單位開(kāi)展地毯式排摸登記，建立全市餐廚垃圾、廢油脂產(chǎn)生單位的管理檔案。產(chǎn)生單位主要包括食品加工單位、飲食經(jīng)營(yíng)單位、單位食堂等餐廚垃圾產(chǎn)生單位（包括個(gè)體戶(hù)）。

產(chǎn)生單位管理檔案主要包含單位類(lèi)別、單位聯(lián)系人及聯(lián)系方式、資質(zhì)收運(yùn)服務(wù)單位名稱(chēng)、合同收運(yùn)量（包括日均量、全年量）、收運(yùn)時(shí)間及頻率、存放地和收運(yùn)車(chē)量等內(nèi)容。

待完整檔案建立后，市容環(huán)衛(wèi)部門(mén)既可以對(duì)登記在冊(cè)單位的餐廚垃圾的申報(bào)量、收集量以及處置量進(jìn)行物流情況的監(jiān)控，又可以進(jìn)行精細(xì)化的統(tǒng)計(jì)。

2.2 生活垃圾收運(yùn)計(jì)量

隨著政府對(duì)垃圾量監(jiān)管力度的加大，建立精準(zhǔn)、高效、智能的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)勢(shì)在必行。采用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與計(jì)量技術(shù)相結(jié)合的車(chē)載稱(chēng)重系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌握居民小區(qū)內(nèi)所有的垃圾收運(yùn)車(chē)輛裝運(yùn)垃圾的質(zhì)量及收集原始數(shù)據(jù)，并與垃圾處理廠計(jì)量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管、協(xié)同運(yùn)營(yíng)。通過(guò)收運(yùn)計(jì)量可以掌握每個(gè)產(chǎn)生單位、居民小區(qū)的生活垃圾源頭產(chǎn)生量，通過(guò)數(shù)據(jù)積累，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)源頭垃圾分類(lèi)情況、分類(lèi)效果進(jìn)行考量，可以用于對(duì)各產(chǎn)生單位、居民小區(qū)、街道進(jìn)行定量化的考核與管理，并結(jié)合相應(yīng)的管理措施進(jìn)行生活垃圾減量化管理，提升垃圾減量的控制手段與管理措施。為進(jìn)一步建立環(huán)境補(bǔ)償機(jī)制、經(jīng)濟(jì)結(jié)算機(jī)制、市場(chǎng)化管理機(jī)制提供技術(shù)與數(shù)據(jù)支撐［2-3］。

2.3 收運(yùn)過(guò)程全程監(jiān)管

收運(yùn)過(guò)程的全程監(jiān)管包括對(duì)收運(yùn)車(chē)輛的源頭收運(yùn)、小壓站的源頭中轉(zhuǎn)、中轉(zhuǎn)站的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)，以及部分垃圾分揀點(diǎn)、粗加工點(diǎn)的過(guò)程監(jiān)管；收運(yùn)過(guò)程的全程監(jiān)管是生活垃圾物流環(huán)節(jié)的重要管理措施，沒(méi)有過(guò)程的監(jiān)管無(wú)法實(shí)現(xiàn)從源頭到處置過(guò)程連接，餐廚垃圾、廢棄油脂的管理漏洞往往產(chǎn)生于收運(yùn)過(guò)程的監(jiān)管缺位導(dǎo)致中間過(guò)程的流失。

2.4 處置過(guò)程全程監(jiān)控

生活垃圾的處置過(guò)程采用的是工廠化的處置加工方式，監(jiān)管的目的是防止處理過(guò)程中可能產(chǎn)生的二次污染，因此對(duì)處置過(guò)程的工藝監(jiān)控，過(guò)程監(jiān)管是處置監(jiān)管的主要內(nèi)容，其中包括工藝參數(shù)、殘?jiān)?、廢水、廢氣等各類(lèi)參量的監(jiān)控與管理。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市生活垃圾分類(lèi)收運(yùn)中的應(yīng)用

3.1 物流流向監(jiān)管

建設(shè)集全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS、射頻識(shí)別RFID、地理信息系統(tǒng)GIS以及無(wú)線通信技術(shù)于一體的綜合監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生活垃圾運(yùn)輸車(chē)輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度，對(duì)收運(yùn)垃圾源頭小區(qū)、街道、小壓站的識(shí)別。

由安裝在車(chē)輛上用于采集、測(cè)量、上報(bào)信息以及提供通信和其他輔助功能的衛(wèi)星定位終端，為生活垃圾運(yùn)輸車(chē)輛管理提供了一個(gè)可靠的、強(qiáng)有力的前端平臺(tái)，結(jié)合車(chē)輛上安裝的無(wú)線RFID讀寫(xiě)器，讀取向各小區(qū)門(mén)房、小壓站操作人員等發(fā)放的RFID信息，識(shí)別生活垃圾收集點(diǎn)，完成生活垃圾源頭收運(yùn)時(shí)間、路線、收集點(diǎn)信息的采集。

再通過(guò)無(wú)線通信鏈路，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括車(chē)輛定位、收運(yùn)時(shí)間、生活垃圾收集點(diǎn)等信息，以及作業(yè)指令等信息的傳輸。生活垃圾運(yùn)輸車(chē)輛監(jiān)控管理通過(guò)GPS定位技術(shù)，可以了解各類(lèi)環(huán)衛(wèi)作業(yè)車(chē)輛的線路軌跡、位置、速度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，達(dá)到對(duì)作業(yè)、運(yùn)輸過(guò)程監(jiān)督的目的［1］。

最終由特大城市生活垃圾收運(yùn)與處理管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生活垃圾運(yùn)輸車(chē)輛的全程跟蹤和管理，形成整個(gè)生活垃圾收運(yùn)與處理的物流網(wǎng)絡(luò)?？梢蕴峁?duì)生活垃圾運(yùn)輸車(chē)輛的信息化管理，尤其是在處理突發(fā)環(huán)衛(wèi)事件之時(shí)，能夠很好地應(yīng)對(duì)和調(diào)度；同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控全市生活垃圾從源頭收集、中轉(zhuǎn)運(yùn)輸?shù)教幚硖幹玫奈锪髁飨颍酶呖萍际侄?，最大限度地?yōu)化生活垃圾物流信息管理。

3.2 物流流量監(jiān)管

掌握生活垃圾收運(yùn)處理的物流量，是實(shí)現(xiàn)生活垃圾減量化、無(wú)害化和資源化的基礎(chǔ)，也是建立生活垃圾全過(guò)程管理的重要數(shù)據(jù)支撐，對(duì)科學(xué)、準(zhǔn)確分析垃圾分類(lèi)收運(yùn)處理設(shè)施的使用效率和制定科學(xué)的作業(yè)規(guī)劃發(fā)揮積極的作用。

對(duì)于生活垃圾源頭收運(yùn)的稱(chēng)重主要采用運(yùn)輸車(chē)輛車(chē)載計(jì)量系統(tǒng)和小壓站地平秤稱(chēng)重方式，進(jìn)行收運(yùn)量數(shù)據(jù)的采集，包括以GPS等衛(wèi)星定位、RFID讀卡、壓力稱(chēng)重等傳感器測(cè)量等各種技術(shù)設(shè)計(jì)，以及無(wú)線RFID讀寫(xiě)器、手持機(jī)讀寫(xiě)器、車(chē)載計(jì)量單元和車(chē)載計(jì)量?jī)x表等構(gòu)成的計(jì)量系統(tǒng)。中轉(zhuǎn)、處置階段的稱(chēng)重主要以接入中轉(zhuǎn)站、中轉(zhuǎn)碼頭以及處理處置場(chǎng)所已安裝的地磅秤采集的稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)為主。再通過(guò)無(wú)線通信鏈路，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括識(shí)別車(chē)輛信息、收集點(diǎn)信息、稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)等，主要采用GPRS數(shù)據(jù)服務(wù)方式實(shí)現(xiàn)車(chē)載及固定點(diǎn)稱(chēng)重計(jì)量數(shù)據(jù)到控制中心的無(wú)線傳輸。

通過(guò)車(chē)載計(jì)量系統(tǒng)的應(yīng)用，結(jié)合在小壓站安裝的地平秤，各小區(qū)干垃圾基本通過(guò)小區(qū)保潔員直接駁運(yùn)至小型壓縮式收集站，因此，采用IC卡識(shí)別技術(shù)。各小區(qū)保潔員配置專(zhuān)用IC卡，在小型壓縮式收集站直接讀取地衡計(jì)量數(shù)據(jù)，建立干垃圾收運(yùn)與小區(qū)垃圾清運(yùn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。接入中轉(zhuǎn)站、中轉(zhuǎn)碼頭、處理處置場(chǎng)所的地磅秤數(shù)據(jù)，可以及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握各個(gè)小區(qū)、街道、區(qū)縣每天的生活垃圾分類(lèi)收運(yùn)量，能夠?yàn)楦鱾€(gè)區(qū)域居民生活垃圾產(chǎn)生量、中轉(zhuǎn)運(yùn)輸量以及分類(lèi)處置量提供可靠的數(shù)據(jù)，形成全市生活垃圾物流量的平衡模型，為市容管理部門(mén)對(duì)于全市生活垃圾車(chē)輛的合理調(diào)配、中轉(zhuǎn)處置場(chǎng)所的重復(fù)利用提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)［4］。

3.3 收運(yùn)處置全過(guò)程監(jiān)管

綜合以上對(duì)生活垃圾物流量以及各個(gè)環(huán)節(jié)所采集數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合對(duì)生活垃圾各個(gè)分類(lèi)收運(yùn)處理流程的分析，得出對(duì)廚余垃圾、其他垃圾、有害垃圾、可回收垃圾以及廢油脂、餐廚垃圾收集、運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)、處置全過(guò)程的物流、信息流監(jiān)管的流程框圖，如圖1所示。

圖1 收運(yùn)處置工作流程

4 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研究

竇蘊(yùn)平等針對(duì)目前北京城區(qū)垃圾收集的概況，論述了開(kāi)發(fā)城市生活垃圾分類(lèi)計(jì)量和分類(lèi)貯存新型設(shè)備的必要性和可行性，重點(diǎn)論述了該設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［5］。周良亞以垃圾稱(chēng)重計(jì)量的實(shí)際應(yīng)用需求性能指標(biāo)為前提，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套嵌入式車(chē)載稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)并在上海長(zhǎng)寧區(qū)進(jìn)行了試點(diǎn)［3］。

通過(guò)構(gòu)建車(chē)載計(jì)量系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模型基礎(chǔ)，采集車(chē)載計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立了符合生活垃圾清運(yùn)特點(diǎn)的計(jì)量及數(shù)據(jù)分析對(duì)象，并通過(guò)GIS、GPS等引入，為生活垃圾清運(yùn)鏈的管理、監(jiān)控、調(diào)度提供了有效的信息平臺(tái)。

收運(yùn)車(chē)輛上安裝GPS定位終端、車(chē)載計(jì)量單元、RFID讀卡器等M2M硬件設(shè)備。GPS終端接收到的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)、車(chē)載計(jì)量單元記錄的稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)以及讀卡器識(shí)別到的有源射頻標(biāo)簽信息，都由終端機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后，通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到信息中心機(jī)房的中心服務(wù)器。中心服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)的不同做相應(yīng)的處理，并存儲(chǔ)到中心數(shù)據(jù)庫(kù)中，為各區(qū)縣管理單位、廢棄油脂單位、中轉(zhuǎn)站、處置場(chǎng)所等管理、應(yīng)用單位，提供生活垃圾，包括餐廚垃圾的動(dòng)態(tài)物流信息的查詢(xún)管理的數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)生活垃圾分類(lèi)物流信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控、業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、物流管理以及對(duì)收運(yùn)過(guò)程的監(jiān)控等功能。而整個(gè)條線部門(mén)的各級(jí)單位則可以按照系統(tǒng)管理權(quán)限的分配，通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)來(lái)共享信息，實(shí)現(xiàn)生活垃圾的全過(guò)程統(tǒng)一監(jiān)管。

4.1 稱(chēng)重傳感器的研究

在基于物聯(lián)網(wǎng)的管理平臺(tái)設(shè)計(jì)中，稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)尤其是車(chē)載計(jì)量系統(tǒng)是方案中的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，同時(shí)也是技術(shù)難點(diǎn)。而稱(chēng)重傳感器是稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)的心臟。在車(chē)載計(jì)量系統(tǒng)中傳感器一般安裝在車(chē)輛箱體外部，長(zhǎng)時(shí)間暴露在自然環(huán)境之中，一般工作條件均很惡劣，如溫度年變化量最高可達(dá)70℃，在車(chē)輛行駛時(shí)承受較大的沖擊。所以對(duì)傳感器的選擇有溫度范圍寬、密封防潮、過(guò)載能力強(qiáng)、長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠等要求。

通過(guò)對(duì)各類(lèi)生活垃圾收運(yùn)車(chē)輛結(jié)構(gòu)及載重方式的研究，發(fā)現(xiàn)不同載重受力的支撐面或者支撐點(diǎn)的受力情況也有所不同，傳感器的安裝位置也有相應(yīng)的調(diào)整。所以，在綜合考慮性能指標(biāo)、環(huán)境、安裝等多種因素后，選擇了2款稱(chēng)重傳感器，一是懸臂式稱(chēng)重傳感器，另一款是馬鞍型傳感器，分別應(yīng)用于不同車(chē)型的稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)。

懸臂式稱(chēng)重傳感器有受力后自動(dòng)調(diào)心好、安裝容易、使用方便、互換性好的特性，一般用于制做各種超薄子型電子汽車(chē)衡、單軌吊秤、料斗秤等，比較符合側(cè)裝式、車(chē)箱可卸式垃圾車(chē)稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。選用國(guó)內(nèi)很少使用的馬鞍型傳感器的主要原因有：

1）上下2個(gè)結(jié)合面為弧面結(jié)合，改變了普通傳感器的點(diǎn)或面接觸的結(jié)構(gòu)，有利于增加受力面積，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性?；∶娼佑|的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)傳感器受力大時(shí)，接觸面就大，當(dāng)傳感器受力小時(shí)接觸面就小，可以有效地隨機(jī)增減受力接觸面調(diào)整車(chē)輛的穩(wěn)定狀況。

2）馬鞍型傳感器在固定安裝時(shí)，不用靠螺栓和車(chē)輛底盤(pán)攔截固定，而是用騎馬螺栓固定在車(chē)輛底盤(pán)上，這樣就避免了在車(chē)輛附梁之上打孔安裝傳感器對(duì)車(chē)輛底盤(pán)造成的強(qiáng)度影響。同時(shí)避免了使用螺栓時(shí)帶來(lái)很大的剪切力對(duì)車(chē)輛安全性的影響。

3）馬鞍型傳感器兩受力面為弧面結(jié)合，受力面之間可以產(chǎn)生相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就可以保證在不同的作業(yè)場(chǎng)地上，傳感器的受力始終互相垂直。即當(dāng)車(chē)輛在坡道上加載作業(yè)時(shí)，也可以有效地保證計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4）由于該類(lèi)環(huán)衛(wèi)車(chē)輛裝載的主要是液態(tài)垃圾，因此在車(chē)輛行駛的過(guò)程中會(huì)不斷晃動(dòng)。造成質(zhì)量的轉(zhuǎn)移，一般會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的計(jì)量穩(wěn)定性。而使用馬鞍型傳感器則能夠有效地克服這一問(wèn)題。在一定的程度上馬鞍型傳感器可以憑借其獨(dú)特的受力方式克服承載器內(nèi)質(zhì)量轉(zhuǎn)移而對(duì)計(jì)量造成的影響。

綜上所述，采用馬鞍型傳感器支撐可以有效地保證車(chē)輛的安全承載性能和行駛穩(wěn)定性，在保證車(chē)輛穩(wěn)定性的前提下，使得傳感器的受力部位能夠有微量的轉(zhuǎn)動(dòng)空間。這樣當(dāng)車(chē)輛行駛在不平的路面或裝載偏載較大的情況下，傳感器也可以準(zhǔn)確受力，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)量精度。由于餐廚垃圾車(chē)內(nèi)裝的多是可流動(dòng)的垃圾，受力點(diǎn)的受力情況比較復(fù)雜，采用能夠有一定轉(zhuǎn)動(dòng)位移的馬鞍型傳感器可以有效地克服上述問(wèn)題對(duì)計(jì)量精度造成的影響。因此在該類(lèi)車(chē)輛上安裝馬鞍型傳感器可以有效地解決很多普通傳感器所無(wú)法解決的問(wèn)題。

4.2 稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)的研究

4.2.1 車(chē)載計(jì)量系統(tǒng)

生活垃圾收運(yùn)車(chē)輛車(chē)載稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)，首先需要對(duì)收運(yùn)車(chē)輛進(jìn)行改裝，根據(jù)各種收運(yùn)車(chē)輛車(chē)型的不同，在支撐面或支撐點(diǎn)上安裝至少四通道的稱(chēng)重傳感器，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)采集模塊測(cè)量結(jié)果通過(guò)串行接口發(fā)送到駕駛室內(nèi)的終端機(jī)。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后，存入存儲(chǔ)器，輔以稱(chēng)重儀表提供友好的人機(jī)界面，駕駛員可以通過(guò)對(duì)稱(chēng)重儀表的操作實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)打印、區(qū)點(diǎn)選擇、時(shí)間日期、重新測(cè)量等功能。通過(guò)GPRS方式無(wú)線傳輸將數(shù)據(jù)上傳到市局中心機(jī)房，存入生活垃圾稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，提供遠(yuǎn)程用戶(hù)的數(shù)據(jù)查詢(xún)，并為生活垃圾物流平衡分析提供收運(yùn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.2.2 箱載計(jì)量系統(tǒng)

箱載計(jì)量系統(tǒng)可以準(zhǔn)確計(jì)量每桶垃圾質(zhì)量，也可以計(jì)量大鐵斗的質(zhì)量，便于對(duì)垃圾的規(guī)范化收集與收費(fèi)，為垃圾數(shù)據(jù)信息管理提供有效的數(shù)據(jù)源頭。計(jì)量系統(tǒng)由稱(chēng)重傳感器、數(shù)據(jù)采集器、稱(chēng)重儀表3部分組成。稱(chēng)重傳感器負(fù)責(zé)感知車(chē)載質(zhì)量，負(fù)責(zé)將傳感器的質(zhì)量信號(hào)進(jìn)行處理，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的標(biāo)定，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，將稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)傳給GPS終端進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳及計(jì)量?jī)x表顯示稱(chēng)重?cái)?shù)值。

箱載計(jì)量系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)，是在原箱式車(chē)輛固定支架旋轉(zhuǎn)處，加裝傳感器模塊，并通過(guò)儀表的雙線性感知所稱(chēng)量的物料對(duì)象。其中傳感器采用特殊不銹鋼材質(zhì)，精度高，抗腐蝕性強(qiáng)，具有良好的抗震性能力，適合惡劣環(huán)境下使用?？梢詼?zhǔn)確計(jì)量每桶垃圾質(zhì)量，也可以計(jì)量大鐵斗的質(zhì)量。

在試點(diǎn)區(qū)域?qū)嵤┻^(guò)程中，根據(jù)各個(gè)小區(qū)的實(shí)際情況不同，分別選用以下2種小區(qū)生活垃圾收運(yùn)量數(shù)據(jù)采集方案。

其一，可以使用GPS結(jié)合電子圍欄來(lái)識(shí)別上傳的稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)歸屬小區(qū)。需要在后臺(tái)預(yù)設(shè)置框定監(jiān)管區(qū)域內(nèi)所有小區(qū)的具體范圍，所有的收運(yùn)車(chē)輛安裝GPS衛(wèi)星定位設(shè)備，系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收車(chē)輛的位置信息。然后在收運(yùn)車(chē)輛進(jìn)入或者離開(kāi)預(yù)先框定的某小區(qū)電子圍欄范圍時(shí)，自動(dòng)采集并上傳當(dāng)時(shí)的稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)，由后臺(tái)系統(tǒng)計(jì)算，取進(jìn)出小區(qū)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的差值，即是該小區(qū)1次的垃圾收運(yùn)量。

其二，使用RFID技術(shù)識(shí)別小區(qū)。需要向小區(qū)門(mén)房發(fā)放RFID電子標(biāo)簽，每個(gè)小區(qū)都有惟一的識(shí)別號(hào)記錄到電子標(biāo)簽內(nèi)，在收運(yùn)車(chē)輛進(jìn)入及離開(kāi)小區(qū)時(shí)，使用RFID讀卡器讀卡，識(shí)別所在的小區(qū)，同時(shí)上傳車(chē)載的稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)。然后由后臺(tái)系統(tǒng)計(jì)算，取進(jìn)出小區(qū)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的差值，得到指定小區(qū)1次垃圾收運(yùn)量的數(shù)據(jù)。

4.2.3 底盤(pán)稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)

底盤(pán)稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)采用六點(diǎn)計(jì)量的方式，是在車(chē)輛底盤(pán)上安裝6個(gè)傳感器受力點(diǎn)，這樣可以增加車(chē)輛底盤(pán)的受力點(diǎn)和受力距離，有利于車(chē)身受力的均勻分布，同時(shí)增加計(jì)量數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，便于不同情況下各種受力方式下計(jì)量數(shù)據(jù)的采集。例如當(dāng)車(chē)輛剛開(kāi)始裝載時(shí)，垃圾在車(chē)輛的前方裝載位置，這時(shí)前4個(gè)受力傳感器受力較多，而后2個(gè)傳感器受力較少。這樣也可以保證有4個(gè)傳感器的采集數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，供系統(tǒng)使用。保證計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)有效地克服了偏載對(duì)車(chē)輛本身計(jì)量的影響。

底盤(pán)稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)輛稱(chēng)重、位置等數(shù)據(jù)的本地信息處理、監(jiān)控，以及為信息管理平臺(tái)完成前端數(shù)據(jù)的獲取工作。該設(shè)備主要應(yīng)用于戶(hù)外作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，其主要功能包括垃圾質(zhì)量的獲取、保存，車(chē)輛裝載率、位置等信息的實(shí)時(shí)跟蹤，以及通過(guò)多種方式將各種相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至各級(jí)數(shù)據(jù)中心。關(guān)于收運(yùn)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)所屬小區(qū)的識(shí)別方案，除了箱載計(jì)量系統(tǒng)方案中所介紹的，即支持GPS結(jié)合電子圍欄識(shí)別以及RFID識(shí)別2種方式之外，若選用手持儀表設(shè)備，則可以由作業(yè)人員在收運(yùn)稱(chēng)重時(shí)，讀取垃圾箱或垃圾收集點(diǎn)上相關(guān)的RFID標(biāo)簽內(nèi)的信息，即可識(shí)別所在的小區(qū)。

4.2.4 平臺(tái)秤

針對(duì)較為大型擁有獨(dú)立垃圾分類(lèi)房的小區(qū)，或者是小壓站等固定的垃圾分類(lèi)場(chǎng)所，特別是小區(qū)到小壓站采取的是小推車(chē)運(yùn)輸，不涉及收運(yùn)車(chē)輛的小區(qū)，可以采用固定地磅秤稱(chēng)重的方式。

方案實(shí)施時(shí)需要給各個(gè)收運(yùn)作業(yè)人員發(fā)放RFID電子標(biāo)簽，在進(jìn)行生活垃圾分類(lèi)稱(chēng)重時(shí)，作業(yè)人員先刷卡，然后分別對(duì)滿載以及空載時(shí)的小推車(chē)進(jìn)行稱(chēng)重，通過(guò)GPRS方式上傳數(shù)據(jù)到中心機(jī)房，然后由后臺(tái)系統(tǒng)計(jì)算去除皮重，得到該小區(qū)采集點(diǎn)或者小壓站的實(shí)際收運(yùn)量數(shù)據(jù)。

4.2.5 地磅秤

目前所有的中轉(zhuǎn)站、中轉(zhuǎn)碼頭以及處置場(chǎng)所已經(jīng)安裝地磅秤，進(jìn)行出入車(chē)輛的整體稱(chēng)重，實(shí)現(xiàn)了中轉(zhuǎn)量、處置量數(shù)據(jù)的采集。所以在本方案中，不涉及地磅秤硬件設(shè)備的選型及安裝，主要實(shí)現(xiàn)地磅秤采集稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的接入及上傳。

中轉(zhuǎn)站、中轉(zhuǎn)碼頭以及處置場(chǎng)所使用的地磅秤稱(chēng)重范圍一般為30～200 t。主要由承重傳力機(jī)構(gòu)、高精度稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重顯示儀表3大主件組成，從而實(shí)現(xiàn)其稱(chēng)重功能。承重傳力機(jī)構(gòu)即秤體，將物體的質(zhì)量傳遞給稱(chēng)重傳感器的機(jī)械平臺(tái)，常見(jiàn)有鋼結(jié)構(gòu)及鋼混結(jié)構(gòu)2種型式；高精度稱(chēng)重傳感器是地磅的核心部件，它的優(yōu)劣性直接關(guān)系到整臺(tái)衡器的品質(zhì)，起著將質(zhì)量值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的可測(cè)電信號(hào)的作用；稱(chēng)重顯示儀表用于測(cè)量傳感器傳輸?shù)碾娦盘?hào)，再通過(guò)專(zhuān)用軟件處理顯示質(zhì)量讀數(shù)，并可將數(shù)據(jù)進(jìn)一步傳遞至打印機(jī)、大屏幕顯示器、電腦管理系統(tǒng)。

現(xiàn)在所使用的地磅秤相對(duì)于早期的地磅秤，穩(wěn)定性能高、操作方便、精度高。一般都已經(jīng)連接相應(yīng)電腦管理系統(tǒng)，可以通過(guò)管理系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的進(jìn)一步處理、儲(chǔ)存、傳輸?shù)取１敬畏桨钢薪y(tǒng)一了稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的GPRS傳送方式，同時(shí)兼容多種傳輸協(xié)議，建立了中間數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)一儲(chǔ)存管理各個(gè)中轉(zhuǎn)站、中轉(zhuǎn)碼頭以及處置場(chǎng)所上傳的稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)。

4.3 生活垃圾物流信息化管理系統(tǒng)

系統(tǒng)平臺(tái)充分考慮了本系統(tǒng)部署實(shí)施的總體規(guī)模大、時(shí)間跨度長(zhǎng)、系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)多等特點(diǎn)，因此在系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上一方面將其作為一個(gè)整體集成平臺(tái)考慮，以達(dá)到資源的充分共享，而另一方面滿足項(xiàng)目實(shí)施的分期、分步特點(diǎn)，采用組件化設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)無(wú)縫對(duì)接的模式，支持系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行、隨時(shí)擴(kuò)充，滿足項(xiàng)目的實(shí)施步驟與業(yè)務(wù)需求。

構(gòu)建了車(chē)載計(jì)量系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模型基礎(chǔ)，通過(guò)車(chē)載計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立了符合生活垃圾清運(yùn)特點(diǎn)的計(jì)量及數(shù)據(jù)分析對(duì)象，并通過(guò)GIS、GPS等引入，為生活垃圾清運(yùn)鏈的管理、監(jiān)控、調(diào)度提供了有效的信息平臺(tái)，從而最終對(duì)城市大范圍內(nèi)的生活垃圾清運(yùn)信息進(jìn)行采集分析和處理，滿足領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家對(duì)數(shù)據(jù)分析的日常需要，并具備跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)比對(duì)能力，滿足跨部門(mén)業(yè)務(wù)分析的需要，從而提供對(duì)生活垃圾收集清運(yùn)流程的計(jì)量、結(jié)算、監(jiān)管的保障。

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