葉堅堯 董苗

上海開平環(huán)境建設發(fā)展有限公司 上海 200023

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1 環(huán)境衛(wèi)生管理模式改革的新形勢

各級政府一項非常重要的工作就是對于城市衛(wèi)生管理，現(xiàn)有模式是由政府的環(huán)境管理部門（如環(huán)保局、城管局、市容委等）主導生活垃圾的收集、轉運、處理，負責對環(huán)衛(wèi)車輛統(tǒng)一進行招標、采購，負責對環(huán)衛(wèi)車輛的管理運營、維護、保養(yǎng)，對環(huán)境衛(wèi)生效果負責并自我監(jiān)督，即政府部門是“運動員”也是“裁判員”。

隨著城市化進程的不斷深入，生活垃圾量呈幾何級增長，這種由政府主導的管理模式弊端日益突現(xiàn)，如生活垃圾收運效率低下，環(huán)衛(wèi)車輛維護更新投入大導致財政負擔重，環(huán)境衛(wèi)生效果不佳，環(huán)境衛(wèi)生管理存在職責交叉推諉扯皮等。

環(huán)境衛(wèi)生管理模式改革勢在必行，新的管理模式即環(huán)衛(wèi)收集、轉運交由環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)來運營，政府以購買服務方式與環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)形成合作與客戶關系，即環(huán)境衛(wèi)生管理模式市場化：

a.政府部門：從宏觀上制定環(huán)衛(wèi)車輛的標準要求，對環(huán)境衛(wèi)生起監(jiān)督管理職責，即“裁判員”作用。

b.環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)：與政府形成服務關系，自行采購、管理運營、維護、保養(yǎng)環(huán)衛(wèi)車輛，達到政府部門要求的環(huán)境標準，受政府部門監(jiān)督，并從政府獲取報酬，企業(yè)化自負盈虧，即“運動員”作用。

c.環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)企業(yè)：研發(fā)制造符合政府部門、環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)要求的環(huán)衛(wèi)車輛,即為“運動員”提供運動所需的硬件設備。

環(huán)境衛(wèi)生管理市場化是改革的新形勢，充分解決了原模式的弊端，據(jù)不完全統(tǒng)計，從開始實施環(huán)境衛(wèi)生管理市場化以來，全國較大規(guī)模的環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)已達500多家，如廣東的環(huán)衛(wèi)收運管理模式已全部實現(xiàn)市場化，全國其它省份也已全面逐步實施環(huán)境衛(wèi)生管理市場化運作的模式。

2 新形勢下環(huán)衛(wèi)車輛的特點

環(huán)境衛(wèi)生管理市場化的新形勢下，政府部門、環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)、環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)企業(yè)三者形成互為客戶的關系，相互合作、監(jiān)督、制約。對環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)企業(yè)來說，其研發(fā)生產(chǎn)的環(huán)衛(wèi)車輛需適應環(huán)境衛(wèi)生管理的新模式。從環(huán)衛(wèi)車輛技術的發(fā)展趨勢來看，技術先進的環(huán)衛(wèi)車輛將向集成化方向發(fā)展。即：從一般的機械化向裝備技術集成方向發(fā)展，這是集成化的技術基礎；從單一功能的設備向裝備系統(tǒng)集成方向發(fā)展，這是集成化的形態(tài)體現(xiàn)[1]。

新形勢下環(huán)衛(wèi)車輛的技術發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點：

a.高效化作業(yè)功能：環(huán)衛(wèi)車輛的高效化作業(yè)功能是指對生活垃圾的收集、轉運過程效率高，即單車作業(yè)時垃圾“裝載多、裝得快”，高效作業(yè)功能可以在同等條件下，所需車輛數(shù)量更少、環(huán)衛(wèi)作業(yè)人員更少，盡可能減少環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)的車輛投入成本和人員投入成本，這是適應環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)自負盈虧的需求。

b.收運作業(yè)過程更加節(jié)能：環(huán)衛(wèi)車輛的作業(yè)更加節(jié)能，即降低垃圾收集、轉運過程中每噸垃圾的耗油值，每噸垃圾收運的耗油越低，環(huán)衛(wèi)車輛的使用成本就越低，這也是適應環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)自負盈虧的需求。

c.環(huán)衛(wèi)車輛網(wǎng)絡管理功能：單車作業(yè)無法實現(xiàn)其車輛的位置、裝載程度、車輛狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)等監(jiān)控及調(diào)度，通過環(huán)衛(wèi)車輛網(wǎng)絡平臺，可以實現(xiàn)從單機版向網(wǎng)絡版的管理。通過平臺或手機終端實現(xiàn)了垃圾轉運物流、設備狀態(tài)監(jiān)管、汽車定位路線監(jiān)管。提高了車輛的管理效率，保證了環(huán)衛(wèi)車輛的有效可靠運行，降低環(huán)衛(wèi)車輛的無效或停工時長，降低了運行成本，這也是適應環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)自負盈虧的需求。

d.環(huán)衛(wèi)車輛純電動化：隨著國家對環(huán)保要求的提高，燃油型環(huán)衛(wèi)車輛除排放要求由國Ⅴ提高到國Ⅵ外，還在大力推行環(huán)衛(wèi)車輛的純電動化，如深圳市已要求新購環(huán)衛(wèi)車輛全部純電動化，這是適應政府部門監(jiān)督和環(huán)境宏觀管理的要求。

e.更高的作業(yè)環(huán)保性：這是適應政府部門監(jiān)督和環(huán)境管理標準的要求，車輛作業(yè)時，必須更加環(huán)保。環(huán)保化作業(yè)包括作業(yè)噪聲和污水外滲兩方面，盡可能減少對市民和環(huán)境的影響。

f.環(huán)衛(wèi)車輛特殊鎖車功能：環(huán)境衛(wèi)生管理市場化改革正逐步深入，參差不齊的環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)較多，購置車輛時分期付款購車情況多，各種原因造成逾期未還款相對突出，環(huán)衛(wèi)車輛特殊鎖車功能也就應運而生，這是適應環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)企業(yè)自身的要求。

3 環(huán)衛(wèi)車輛的技術路線

為了更好地滿足新形勢下環(huán)衛(wèi)車輛的上述六個特點，各個環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)企業(yè)均加大了研發(fā)投入，通過不同的技術路線來實現(xiàn)的最佳效果，以下針對六個特點介紹了其實現(xiàn)的技術路線。

3.1 環(huán)衛(wèi)作業(yè)更加高效

環(huán)衛(wèi)車輛高效化作業(yè)，使作業(yè)過程中垃圾“裝載多、裝得快”,在收運垃圾量同等條件下所需車輛數(shù)量更少、環(huán)衛(wèi)作業(yè)人員更少，環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)車輛投入成本和人員投入成本更低。

一般技術路線是采用滑板正向壓縮垃圾，這種單向壓縮的控制方式，垃圾壓實密度低，同等車廂容積下裝載量少。圖1是某款壓縮式垃圾車控制原理圖，采用了反向壓縮與正向壓縮相結合的雙作用壓縮模式，使得壓縮垃圾過程中，垃圾受了兩個方向的壓縮力，大大提高壓縮密度，“裝載量多”（提高裝載量的25%左右）。

如圖2所示，為了提高裝載速度，專用裝置的液壓控制系統(tǒng)采用了雙泵運行模式，其中泵A提供翻轉進料運行控制，泵B提供壓縮機構刮板滑板的運行控制。泵A與泵B單獨運行，且提高了泵A（排量40 mL/r）、泵B（排量80 mL/r）排量，一方面實現(xiàn)了翻轉進料與垃圾壓縮的同時作業(yè)，翻轉進料、壓縮垃圾速度更快，大大提高裝載速度，垃圾“裝載快”；另一方面，提高了控制系統(tǒng)壓力（20 MPa），有利于垃圾的強力壓縮，垃圾“裝載多”。

圖2 雙泵控制進料與壓縮原理圖

單桶作業(yè)進料速度慢，圖3是雙桶進料示意圖，圖4是雙桶翻轉架結構圖，翻轉進料架上設置桶1工作位和桶2工作位，可單桶進料，也可實現(xiàn)雙桶進料，雙桶進料可以比單桶進料提高一倍的進料速度，有利于保證垃圾“裝載快”。

圖3 雙桶進料示意圖

圖4 雙桶進料結構圖

通過正反向雙作用壓縮方式，提高系統(tǒng)工作壓力，使垃圾壓實密度更高，相同車廂容積下垃圾“裝載多”；通過雙泵運行、雙桶進料模式、提高泵工作排量，使垃圾作業(yè)速度更快，垃圾“裝載快”。

3.2 環(huán)衛(wèi)作業(yè)更加節(jié)能

環(huán)衛(wèi)車輛收運每噸垃圾耗油值越低，環(huán)衛(wèi)車輛的使用運行成本就越低。如圖5所示為一種環(huán)衛(wèi)車輛作業(yè)工作時發(fā)動機轉速隨動變化（變頻）的控制原理。

圖5 變頻控制原理

環(huán)衛(wèi)裝置工作時，發(fā)動機轉速固定不變，機構在輕載快進和重載工進作業(yè)的工況下，發(fā)動機輸出功率無法充分利用，無用耗油狀態(tài)突出。運用圖5所示變頻控制原理，通過壓力變速器信號實時檢測壓力狀態(tài)變化，自動識別作業(yè)工況，反饋信號至專用裝置PLC，PLC運算后得出發(fā)動機轉速最佳值，與發(fā)動機電控單元交互后，發(fā)出ni指令，發(fā)動機按動態(tài)ni要求進行調(diào)速，實現(xiàn)了作業(yè)過程發(fā)動機隨動變頻，確保以最佳轉速工作，油耗更低，減少了無用耗油的狀態(tài)。實現(xiàn)發(fā)動機轉速變頻控制后，大大降低了收運每噸垃圾耗油值。

據(jù)試驗，某款壓縮式垃圾車原噸垃圾油耗為1.8 L，實現(xiàn)發(fā)動機轉速變頻控制后，噸垃圾油耗為1.3 L，降低27%。

3.3 網(wǎng)絡管理的智慧環(huán)衛(wèi)

圖6是環(huán)衛(wèi)車輛網(wǎng)絡管理平臺組成示意圖，前端把垃圾量狀態(tài)（作業(yè)人員手機APP）、車輛運行狀態(tài)（車聯(lián)網(wǎng)模塊）、車輛位置路線信息（車載T-BOX）等通過5G網(wǎng)絡實時上傳至云平臺服務器，實時監(jiān)控管理，通過垃圾轉運物流系統(tǒng)、設備狀態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)、汽車定位路線系統(tǒng)三個系統(tǒng)的高度融合，實施垃圾轉運物流、設備狀態(tài)監(jiān)管、汽車定位路線監(jiān)管。但是由于國內(nèi)環(huán)衛(wèi)工人現(xiàn)狀年齡普遍偏大，在打造智能管理系統(tǒng)時也要考慮到工人的實際情況，若環(huán)衛(wèi)工人不能完全接受先進智能管理系統(tǒng)，也可采用智能呼叫的形式完成資源分配，最大程度實現(xiàn)合理配置環(huán)衛(wèi)資源[2]。

圖6 網(wǎng)絡管理平臺組成示意圖

圖7是監(jiān)管平臺界面示意圖，可以選擇不同的時間段和標段地區(qū)與工作網(wǎng)絡來查詢整體作業(yè)情況；可以查詢出在崗人數(shù)、路網(wǎng)覆蓋率、有效在崗時間及人均在崗時間；可以查看所有車輛，在線車輛與非在線車輛，還可以根據(jù)車牌號模糊查詢出具體的車輛；實時監(jiān)控車輛的詳細信息以及車輛報警信息，選中具體的車輛時可以在地圖上查看車輛的具體位置，點擊車輛圖標會顯示車輛具體信息，也可以查看該車輛的軌跡回放，詳細信息及通訊記錄。

圖7 監(jiān)管平臺界面示意圖

可以看出，通過環(huán)衛(wèi)作業(yè)監(jiān)管平臺，實現(xiàn)了環(huán)衛(wèi)車輛從單機版向網(wǎng)絡版的管理。車輛的位置、裝載程度、車輛狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)等實時呈現(xiàn)，提高了車輛的管理效率，保證了環(huán)衛(wèi)車輛的有效可靠運行，降低環(huán)衛(wèi)車輛的無效或停工時長，降低了運行成本。

圖8所示是一款應用廣泛的車聯(lián)網(wǎng)模塊，通過此模塊，把環(huán)衛(wèi)車輛的作業(yè)動態(tài)、裝載量、工作壓、發(fā)動機工作轉速值、故障信息等綜合信息上傳至云平臺，還可以實現(xiàn)車輛的動態(tài)動作仿真，是環(huán)衛(wèi)車輛由單機向網(wǎng)絡管理的關鍵部件。

圖8 車聯(lián)網(wǎng)模塊

3.4 環(huán)衛(wèi)車輛純電動化

為了治理大氣污染，實踐綠水青山就是金山銀山的理念，燃油型環(huán)衛(wèi)車輛除排放要求由國Ⅴ提高到國Ⅵ外隨著國家政策的引導以及終端市場需求的釋放[3]，大力推行環(huán)衛(wèi)車輛的純電動化，環(huán)衛(wèi)車輛純電動化有底盤純電動技術路線及上裝技術路線。

如圖9純電動環(huán)衛(wèi)車輛動力驅(qū)動示意圖，所示純電動底盤的動力電池組，采用鉛酸電池類，故障率高、電池壽命短，更多地采用鋰電類電池，故障率低而且壽命更長，動力強勁，更加適合環(huán)衛(wèi)車輛的工況，為了提高電池電量密度，減小電池體積，逐步向刀片電池技術方向發(fā)展。

圖9 純動力環(huán)衛(wèi)車動力驅(qū)動示意圖

專用裝置——動力驅(qū)動裝置一般依據(jù)底盤電池電壓和上裝功率需求大小，動力驅(qū)動電機采用異步電機（價格低、技術成熟穩(wěn)定但體積偏大、噪音偏高）或同步電機（價格高、故障略高但體積小、低噪聲），當采用同步電機作驅(qū)動電機時，依據(jù)功率大小，還需采用風冷或水冷裝置，以降低電機溫度，一般超過15 kW采用水冷效果更佳。

3.5 環(huán)衛(wèi)作業(yè)環(huán)保性能提升

環(huán)衛(wèi)車輛的環(huán)保性能包括作業(yè)噪聲和污水外滲外漏兩方面，需提高兩方面性能，盡可能減少對市民和環(huán)境的影響。

圖10所示為壓縮式垃圾車柔性作業(yè)控制原理圖，翻轉進料與壓縮機構（刮板、滑板）是作業(yè)頻次最高的作業(yè)機構，通過減壓節(jié)流、溢流節(jié)流相結合實施負載反饋，動態(tài)控制電磁比例多路閥的工作閥口大小，使刮板、滑板動作及翻轉架進料沖擊大大減小，達到動作速度快且動作柔和，有效降低了作業(yè)噪聲。

圖10 柔性作業(yè)控制原理圖

圖11是某廠家采用的船式存污水防漏技術，該車為高位上料船型裝載，下部轉載部位為船型裝載倉無泄漏風險。圖12是某廠家采用的車廂預存式防漏技術，該車為高位上料推板卸料，內(nèi)部裝載倉內(nèi)后部設計成高于前部的坡度，此設計增加了一定垃圾滲濾液的儲存空間，此兩種技術均是采用了廂內(nèi)貯藏污水的方式，避免污水外滲外漏，對此類方式而言，必須做好廂體的完全密封性能和其它因素影響（如行車對污水的震動震蕩），以達到防止污水二次污染的最佳效果。

圖11 船式存污水防漏

圖12 車廂預存式防漏

3.6 鎖車功能應用

如圖13所示為一種鎖車功能的控制策略，此種控制策略可以在手機終端APP，通過5G網(wǎng)絡與圖14所示的鎖車物聯(lián)網(wǎng)模塊實現(xiàn)遠程信，由鎖車物聯(lián)網(wǎng)模塊發(fā)出控制信號操控專用裝置PLC：一方面對環(huán)衛(wèi)作業(yè)動作功能進行限制，如只能手動作業(yè)，無法自動作業(yè)等，或?qū)ぷ鲏毫M行限制，如只能裝載到一小半裝載量；另一方面，專用裝置PLC還與底盤T-BOX實施聯(lián)合控制，對整車速度進行限制，如只能行駛在低速狀態(tài)，或?qū)Πl(fā)動扭矩進行限定，整車爬坡能力大大下降。當然這種控制策略可以實現(xiàn)上裝功能完全癱瘓或底盤根本無法行駛，這需根據(jù)需求而定。

圖13 鎖車控制策略

圖14 鎖車物聯(lián)網(wǎng)模塊

為了防止用戶故意拆除鎖車物聯(lián)網(wǎng)模塊，以達到手機終端APP無法實現(xiàn)遠程操控鎖車功能，鎖車物聯(lián)網(wǎng)模塊采用了激活信號與專用裝置PLC進行定時通信，如拆除鎖車物聯(lián)網(wǎng)模塊，在設置的規(guī)定時間內(nèi)專用裝置PLC沒有接收到來自鎖車物聯(lián)網(wǎng)模塊的激活信號，將自動實施鎖車，避免此情況的發(fā)生。

4 結語

通過對環(huán)境衛(wèi)生管理模式市場化改革的新形勢分析，可以看出，環(huán)境衛(wèi)生管理由政府部門、環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)、環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)企業(yè)三者共同實施，三方各負其責。從三方職能和利益角度出發(fā)，對環(huán)衛(wèi)車輛的技術特點，提出了比原來更高的要求（如環(huán)保性能、高效性能）或提出新的要求（如節(jié)能指標、網(wǎng)絡智慧管理功能、純電動化、特殊鎖車功能）。

筆者從環(huán)衛(wèi)車輛的技術特點出發(fā)，闡述了具體實施的技術路線。不同型式的環(huán)衛(wèi)車輛，由于其結構型式不同，采取的技術路線不盡相同，可以選擇性的運用前述技術路線，達到較好的技術效果。充分滿足了政府部門、環(huán)衛(wèi)服務企業(yè)的要求，同時提升了環(huán)衛(wèi)車輛生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品技術水平和產(chǎn)品的競爭力，為環(huán)衛(wèi)車輛的發(fā)展方向提供了技術借鑒。