■ 潘海澤 陳東

西南石油大學土木工程與測繪學院 成都 610500

0 引言

“公廁革命”是指對發(fā)展中國家的廁所進行改造的一項舉措，最早由聯(lián)合國兒童基金會提出[1]?？v觀全球，廁所問題是大多數(shù)國家面臨的共同問題，很長一段時間，廁所問題也是我國社會文明和公共服務體系中的一塊短板[2]。而隨著科技的發(fā)展使得政府職能部門可利用更加便利和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，這也使得“公廁革命”的意義內(nèi)涵有著深刻的變化。國務院同意出臺的《關于促進智慧城市健康發(fā)展的指導意見》中指出：在大力倡導智慧城市建設的同時，要求公廁精細化、數(shù)字化、智能化[3]。我國住房城鄉(xiāng)建設部出臺的《關于做好推進“廁所革命”提升城鎮(zhèn)公共廁所服務水平有關工作的通知》中要求，打造城市公廁云平臺，推動智慧公廁的建設。公廁智能化要求的提出，標志著我國公廁服務體系進入智慧化階段。

自2014年國務院同意出臺《關于促進智慧城市健康發(fā)展的指導意見》以來，國內(nèi)學者開始對智慧公廁有所研究，戈晶晶[4]對智慧公廁應具備的智慧功能進行說明。吳梅[5]認為智慧公廁其實質(zhì)是將公廁升級改造和物聯(lián)網(wǎng)結合，通過升級公廁設施設備，提升公廁服務質(zhì)量。同時物聯(lián)網(wǎng)、信息技術、云計算、大數(shù)據(jù)挖掘和處理等技術不斷融入公廁新建和改造中，取得一些進展。比如，張勁松，劉媛[6]利用大數(shù)據(jù)的挖掘?qū)崿F(xiàn)了公廁數(shù)據(jù)的采集，在此基礎上研發(fā)出一套如廁人流量統(tǒng)計、環(huán)境監(jiān)測、通風除臭等功能的智能化公廁除臭技術，為進一步促進城市公廁基礎信息完善和公廁管理系統(tǒng)的建立等工作提供技術支撐。高士娜、王澤南等人[7]在其文章中提到青浦區(qū)智慧公廁除基本的智能化功能外，內(nèi)部還設置智能驅(qū)蚊、驅(qū)鼠、人臉識別取紙等智能化設施，用戶體驗感良好。深圳市建筑設計研究總院在智慧城市的大背景下，研發(fā)了數(shù)款可移動智慧環(huán)保公廁產(chǎn)品，著眼解決廁所臟、亂、差等痛點，助力全國智慧城市的建設[8]。沈陽市將自動化控制技術和自動化管理程序運用于公廁管理服務中，實現(xiàn)人流、照明、氣味等功能自動監(jiān)測上傳[9]；深圳市南山區(qū)以“智慧城市、智慧公廁”為主題建設了馬家龍公廁，該公廁帶有無線WⅠFⅠ，語音提示、自動洗手機等[10]；位于重慶市開州區(qū)的石龍船公廁，安裝感應設備，顯示屏自動提示氣溫、蹲位使用情況等[11]。國外關于智慧公廁的研究較少，主要集中在利用傳感器和信息通信技術組成衛(wèi)生操作系統(tǒng)，通過搜集公廁使用數(shù)據(jù)，提供響應性維護，優(yōu)化服務[12]。以及利用手機移動端發(fā)布應用，供市民查詢附近有無公廁和公廁蹲位使用情況[13]。綜上所述，在公廁新建和改造的理論和實踐上涌入了一系列智慧化元素，然而通過實地走訪調(diào)查，智慧公廁雖然在全國的普及率較高，但大部分市民對智慧公廁的使用滿意度較低，究其原因在于建設部門沒有真正地了解市民對公廁的使用需求，在公廁新建和改造上沒有清晰地設計與定位，比較盲目地興建智慧公廁。

故本文以重慶市主城區(qū)公共廁所為例，采用問卷調(diào)查法確定影響公廁滿意度的主要因素，運用解釋結構模型對影響因素進行識別與分析，根據(jù)分析結果構建“智慧公廁”，以期能更好地推廣智慧公廁，提高市民滿意度。

1 影響公廁滿意度主要因素的確定

影響公廁滿意度的因素很多，只有合理的選取主要因素，才能提供準確的滿意度研究。本文首先通過文獻調(diào)查法和專家訪談等多種方法初步選取影響公廁滿意度的影響因素，包括公廁保潔質(zhì)量、設施設備完好情況、尋廁花費時間、廁內(nèi)公共物資是否充足等13 個影響因素，其次根據(jù)初步選取的影響因素，以重慶市主城區(qū)公廁為研究對象設計調(diào)查問卷并向渝中區(qū)、沙坪壩區(qū)、江北區(qū)等9 個主城區(qū)發(fā)放問卷900 份，問卷100%回收。其中信息不完整、可信度不高的問卷剔除后，有效問卷806份，有效回收率為92.8%，置于可信區(qū)間，具體問卷回收情況如表1，從中提取了表2所列出的影響公廁滿意度的主要因素

表1 問卷調(diào)查范圍及回收情況

2 基于ISM的公廁滿意度主要因素的分析

解釋結構模型是現(xiàn)代系統(tǒng)工程廣泛運用的一種分析方法，利用人們的知識和經(jīng)驗借助計算機的幫助，將復雜的結構系統(tǒng)分解成若干個子系統(tǒng)，對各個子系統(tǒng)之間的相互關系進行構建，最終構成一個多級階梯的結構模型。該模型可以使模糊不清的思維、錯綜復雜的因素具有層次和條理[14]。故此次研究影響公廁主要的滿意度因素可運用解釋結構模型來進行分析和處理。

2.1 建立鄰接矩陣

鄰接矩陣（A）是表示系統(tǒng)要素間基本二元關系或直接聯(lián)系情況的方陣。通過邀請環(huán)衛(wèi)行業(yè)內(nèi)專家5名以及重慶市環(huán)衛(wèi)各部門主要負責人12名組成專家組，根據(jù)工作實踐和專業(yè)知識，對影響公廁滿意度的8 個主要因素進行分析和討論，確定和建立了因素之間的關聯(lián)程度。8 個影響因素i 依次與因素j 相互獨立地進行比較，在元素之間分配四個不同的符號，表示因素間的相互影響關系：

V：因素i影響因素j；A：因素j影響因素i；X：因素i、j相互影響；O：因素i、j相互無影響

最終得到了公廁滿意度影響因素的關系矩陣，表3。

表3 公廁滿意度影響因素的關系確立

將表2轉(zhuǎn)化為二進制矩陣，若A=（aij）n×n，則其定義式為：

其中，當i≠j 時，因素i,j 關系為“V”時，表示aij=1;因素i,j關系為“A”時，表示aji=1;因素i,j關系為“o”時,aij=aji=0;因素i,j 關系為“X”時,aij=aji=1.建立公廁滿意度影響因素的鄰接矩陣:

2.2 建立可達矩陣

通過表3可得8×8的鄰接矩陣A，Ⅰ表示單位矩陣，可達矩陣M可由矩陣A經(jīng)過以下運算求得：

(A+I)2=I+A+A2同理：(A+I)k=I+A+A2+...+AK

如果矩陣M滿足條件：(A+I)k-1≠(A+I)k=(A+I)k-1=M

則稱M為可達矩陣。本文利用Matlab2018B計算可達矩陣M，如表4所示：

表4 可達矩陣M

2.3 要素之間層級的劃分

根據(jù)可達矩陣得到各個因素的可達集R（Yi）、先行集A（Yi），并確定兩者的共同交集C（Yi）=R（Yi）∩A（Yi）,結果如表所示，根據(jù)R（Yi）=C（Yi）重復迭代，將因素逐級分解。且Y1，Y2 ，Y3 ，Y4 ，Y5 為解釋結構模型的第一層，其中Y1，Y2 具有強連接關系；Y6 為第二層；Y7、Y8為第三層即為影響公廁滿意度的底層影響因素，如表5。

表5 影響因素層級區(qū)分與確定

通過參考可達矩陣M 以及要素等級的劃分，如果影響因素i 和j 之間存在關系，則通過i 指向j 的箭頭表示，開發(fā)了影響公廁滿意度主要因素的初始解釋結構模型，如圖1所示[15,16]。

對圖1 增加虛節(jié)點進行適當調(diào)整，得到調(diào)整后的解釋結構模型如圖2：

2.4 模型分析

從圖2 可以看出，公廁滿意度主要因素的解釋構模型是一個具有3層階梯的系統(tǒng)。

圖2 公廁滿意度主要因素的解釋結構模型

（1）影響公廁滿意度最直接的因素為第一層級因素，包括：保潔質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量、公共物資充足、維修響應速度、設施維修質(zhì)量，其中保潔質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量具有強連接關系，相互影響。環(huán)境質(zhì)量很大程度上受到保潔質(zhì)量的影響。如果保潔質(zhì)量得到提升，環(huán)境質(zhì)量也將得到優(yōu)化，同理，環(huán)境質(zhì)量得以優(yōu)化也意味著保潔質(zhì)量得到提升。另一方面，公共物資是否充足、維修響應速度和維修質(zhì)量也是影響公廁滿意度的直接因素，公廁的定位與功能本身就決定了其在一個行政區(qū)域內(nèi)廣泛分布的地理特征，加之現(xiàn)行報修模式浪費時間導致公廁維修不及時，響應速度不夠迅速，致使廁內(nèi)大部分設施常年處于破損失修狀態(tài)，影響市民對公廁滿意度。

（2）第二層為信息反饋渠道，為間接影響因素，是通過對直接影響因素的作用來間接影響公廁滿意度。因為城市管理工作從來不應該孤立的存在，應該與當?shù)氐娜罕娙跒橐惑w，積極拓寬信息反饋渠道，比如，城管熱線，城管信箱，網(wǎng)絡投訴等。如果能夠準確、全面地收集到市民對公廁使用情況的真實反饋，對公廁管理制度，公廁保潔次數(shù)、公共物資等能更加準確的調(diào)配。

（3）第三層是人性化設施、智能化設施是底層影響因素。對公廁滿意度的提升有一定促進作用。比如，在公廁內(nèi)增設無線WⅠFⅠ、前端顯示屏、嬰兒床、母嬰間等，既彰顯了人性化管理，又拓寬了信息獲取和反饋的渠道。

通過上述分析，保潔質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量、公共物資充足、維修響應速度、設施維修質(zhì)量是影響公廁滿意度的關鍵因素。

3 智慧公廁的構建研究

《人民日報》在《人民日報人民時評：公共管理要有“質(zhì)量意識”》的評論文章里指出：城市的公共管理，既要抓“看得見”的硬件，也要強“看不見”的軟件，不僅要完善設施，更要提升服務，因此，我們不能把“公廁革命”簡單地理解為只是建造更多更好的廁所，而是針對公廁的長效管理，生成一套有著創(chuàng)新性和革命性特點的智慧解決方案，來面對我國公廁現(xiàn)階段存在的問題，智慧公廁應運而生。

通過模型分析，本文主要從提高保潔質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量、公共物資充足、維修響應速度、設施維修質(zhì)量五個方面出發(fā)，運用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維構建智慧公廁，解決傳統(tǒng)公廁服務過程中存在的問題，提高市民對公廁的滿意度。

3.1 系統(tǒng)架構設計

智慧公廁是“公廁革命”和物聯(lián)網(wǎng)技術結合的產(chǎn)物，運用了3G、4G 和WⅠFⅠ等無線通信技術，安裝所需的傳感器，如：紅外對射客流統(tǒng)計器、氣味傳感器、溫、濕度傳感器等。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)分層概念，該系統(tǒng)可分為3個層次，如表6：感知層、網(wǎng)絡層、應用層[17]，如圖3。

圖3 智慧公廁系統(tǒng)架構

3.2 系統(tǒng)設備部署

1、在公廁大廳安裝廣播儀與PC端無線連接

2、在男女廁入口處各安裝“紅外對射客流統(tǒng)計器”來統(tǒng)計如廁人數(shù)

3、在男女公廁洗手間各安裝一臺“考勤清潔刷卡器”

4、在公廁大廳安裝監(jiān)控，監(jiān)督公廁管理人員打掃情況

5、在公廁大廳、男女公廁大廳分別安裝溫濕度傳感器、氣體探測器檢測公廁內(nèi)溫濕度、NH3、H2S 等氣體濃度[18]，如圖4

圖4 智慧公廁設備布點圖

3.3 具體運用

3.3.1 提高保潔質(zhì)量

“紅外對射客流統(tǒng)計器”能夠分別統(tǒng)計男女衛(wèi)生間的出入人次，如設定男廁累計50 人次出入之后，PC 端發(fā)出指令，廣播儀提醒公廁保潔人員前去打掃，保潔人員打掃后需在“考勤清潔刷卡器”上打卡，語音提醒方會結束，只有打卡后才會算作一次有效的清潔任務，該打掃數(shù)據(jù)便會傳輸?shù)皆贫?，同時攝像頭會記錄保潔人員是否前去打掃。通過PC 端也可設定固定清掃時段，如每天中午12:00 做一次整體清潔，系統(tǒng)便會語音提醒公廁保潔人員進行打掃，后臺處理方式同上。通過智慧公廁系統(tǒng)，管理部門可根據(jù)人流動態(tài)調(diào)整保潔時間、保潔次數(shù)以及能定時、定量地監(jiān)督并指導保潔人員對公廁進行清掃保潔，從而提升公廁保潔服務質(zhì)量。

3.3.2 提高環(huán)境質(zhì)量

氣體檢測器監(jiān)測到的氨氣與硫化氫濃度數(shù)據(jù)將通過網(wǎng)絡傳到PC 端，當氨氣與硫化氫濃度達到預設峰值后，PC 端發(fā)出指令啟動新風機，通過新風機將室外空氣凈化后傳入室內(nèi)，通過導管將室內(nèi)空氣抽出，氨氣與硫化氫濃度低于預設峰值后便會自動關閉新風機；同時溫度傳感器實時進行溫、濕度采集，PC 端通過采集到的數(shù)據(jù)跟標準溫、濕度進行比對，調(diào)節(jié)中央空調(diào)，使廁內(nèi)溫度、濕度達到令人舒適的預設值。讓如廁的每一位市民能夠享受一個四季如春、身心舒適的如廁環(huán)境，提升了公共廁所的環(huán)境質(zhì)量，拓寬了公共廁所的服務理念。

3.3.3 合理調(diào)配公共物資

通過“紅外對射客流統(tǒng)計器”獲得公廁定期使用人數(shù)，數(shù)據(jù)將通過網(wǎng)絡層傳輸給PC 端，管理部門通過PC端對數(shù)據(jù)進行分析，從而可判斷出公廁公共資源的消耗強度，方便管理部門合理的分配、增減公共資源，提高公共物資分配率，保證物資充足。

3.3.4 提高維修質(zhì)量和響應速度通過移動端向公廁維修人員提供信息發(fā)布平臺，如發(fā)現(xiàn)公廁設備出現(xiàn)損壞或故障可拍照+錄像，并填寫必要信息，如：公廁位置、設備破損情況、需更換哪些零部件等后就可立即發(fā)布。管理人員通過PC 終端及時指導維修，提高維修響應速度和維修質(zhì)量。

4 結論與展望

本文以重慶市主城區(qū)公共廁所為例，用問卷調(diào)查法提取影響公廁滿意度的主要因素，運用解釋結構模型對主要影響因素進行層級結構劃分，根據(jù)模型分析結果運用物聯(lián)網(wǎng)等技術構建了“智慧公廁”，具體的結論如下：

（1）重慶市主城區(qū)公廁管理現(xiàn)狀情況良好，但距人民群眾的期望仍然有一定的差距。通過問卷調(diào)查可知市民普遍對保潔質(zhì)量、廁內(nèi)設施設備能正常使用等滿意度不高，反映出“重建設，輕管理”，是推進“公廁革命”過程中存在的主要問題；通過調(diào)查問卷還反映出公廁缺少無障礙通道、母嬰間、殘疾人蹲位等人性化設施，給老弱病殘如廁帶來一定的困難，所以基于“互聯(lián)網(wǎng)+”思維構建的智慧公廁成為破除“重建設、輕管理”的觀念，增加公廁人性化、智能化關懷，提升市民滿意度的關鍵。

（2）通過ⅠSM 模型對辨識出的8個影響因素包括：公廁保潔質(zhì)量、公廁內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量、公廁公共物資充足、設施維修響應速度、設施維修質(zhì)量、信息反饋渠道、人性化設施、智能化設施進行了層級劃分，由ⅠSM 模型圖分析得到：保潔質(zhì)量、工作態(tài)度、公共物資充足、維修響應速度、設施維修質(zhì)量是影響公廁滿意度最重要的因素，是公廁服務能力最直觀的體現(xiàn)，也是市民最期望得以提升的方面。

（3）以ⅠSM 模型圖分析得到的結果為方向構建的智慧公廁系統(tǒng)，包含感知層、網(wǎng)絡層和應用層：其中感知層的核心技術包括射頻紅外線識別、新興傳感器、無線網(wǎng)絡組網(wǎng)、無線路由器、無線網(wǎng)關等；網(wǎng)絡層則由接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)兩部分組成；應用層由PC 端、移動端、智能管理平臺、信息處理平臺等組成，完成儲存、計算、分析、發(fā)布指令等功能，提供面向如廁市民的服務。

目前，重慶已經(jīng)試點建成一座智慧公廁，以更敏銳的感知，更全面的互聯(lián)互通，更科學的決策制度與實施，使得政府部門靈活地調(diào)整了保潔強度和時間、合理地分配了公共物資、高效地提高了維修響應速度，通過如廁用戶的訪問得到，智慧公廁的運用一定程度上提高了公眾滿意度，但仍然存在著一些不足，比如，未對試點建成后的智慧公廁做出前后對比的用戶滿意度調(diào)查，對重慶市智慧公廁的布點建設，未做出科學性的規(guī)劃意見，以上的不足將在以后更深入的研究中加以解決，以期能為全國推廣智慧公廁建設，起到很好的參考作用。