关于物联网技术在城乡环境卫生管理中应用

[摘 要] 物联网的发展已经转变了人们对事物的管理方式，物联网技术已应用于智能交通、智能医疗、智能物流、智能家居等诸多领域。本文研究物联网技术在城乡环境卫生管理中的应用，建立智能环卫数字化管理新模式，对创新环卫管理手段、提高运转效率、降低运转成本、优化资源配置、提升应急响应能力具有十分重要的作用。
[关键词] 物联网； 信息技术； 环境卫生； 管理创新
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 0

3. 062

[] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）03- 0131- 02
物联网的发展将彻底转变人们对事物的管理方式，大大提高管理的效率。环境卫生关系着现代人生活的质量和幸福指数，广泛推广和应用物联网技术，不仅可以完善物联网技术在城乡环境卫生管理中的应用相关论文由www.udooo.com收集和优化环境卫生管理体系，实现环卫管理的合理化，而且在提高运转效率、降低运转成本、优化资源配置、提升环卫管理的应急响应能力等方面具有积极的推动作用。为建立高效、规范的城乡环境卫生管理体系，创新管理手段，本文研究物联网技术在城乡环境管理行业的应用。

1 物联网及其关键技术

1.1 物联网的概念

物联网的概念起源于由RFID（射频识别）对所有物品进行标识并利用网络进行数据交换，进而实现智能识别和管理。经过不断扩充、延展、完善，现在人们普遍接受的物联网概念是指通过信息传感设备，运用射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描等技术，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

1.2 物联网的关键技术

物联网的关键技术主要包括射频识别技术、传感技术、网络与通信技术、数据挖掘与融合技术。

1.2.1 射频识别技术

射频识别也被称为电子标签，是利用射频信号及其空间耦合传输特性，通过无线电信号实现对静态或移动待识别物体的自动识别，并读写相关无线数据的无线通讯技术，信息读写设备向带有电子标签的物品发出射频信号，激活电子标签，使其凭借感应电流所获得的能量释放存储在芯片中的物品信息，完成对物品的管理和制约。

1.2.2 传感技术

物联网使用的另一项关键技术是传感技术，作为信息获取的重要手段，主要是通过传感器、传感节点和电子标签等方式完成。集成化微型传感器，能够嵌入到任何物体中，并协作对其进行实时监测，然后将采集到的信息无线上传，从而实现泛在传感。传感节点具有感知、计算和通信能力，可进行数据采集、处理和传输。

1.2.3 网络和通信技术

物联网中实现信息安全可靠的传送，涉及远程通信和近距离通信两个方面。远程通信方面主要包括IP互联网、2G/3G/4G移动通信、卫星通信、互联网的组网、网关等技术。近程方面主要WIFI、蓝牙、ZigBee、RFID和UWB等技术。

1.2.4 数据挖掘与融合技术

P2P、云计算等分布式计算技术为物联网提供了新的高效率计算模式，可以从海量的数据中及时挖掘出隐藏、有效的信息，同时还可以解决各种异构网络或多个系统之间数据的融合理由，具有相对可靠的数据中心，能够轻松实现不同设备间的数据与应用共享。

2 城乡环境卫生管理的目前状况及特征

2.1 管理的范围广
随着大力推进美丽乡村建设及城乡一体化战略实施，环境卫生管理已由原来的城市延伸扩展到乡村，各项管理环节也随之拓展。对一个县级区域来说，环卫管理的范围已由城市市区的几十平方千米扩大到1 000平方千米左右。

2.2 管理的环节复杂

环卫管理有环卫作业工具运转状况管理、环卫设施日常维护管理、处理的达标排放、运转的绩效考核、垃圾的收集状况和监管等，这些环节在环卫管理运转体系中不可缺失，而且每一环节都必须管到位，才能保证环卫工作正常开展。

2.3 管理的事件繁多

环卫运转体系中需管理的事件有作业车辆、保洁船只，有中转站、垃圾池、垃圾焚烧厂、垃圾填埋场、公共厕所，有考核人员、清运人员、保洁人员，有收集处理的垃圾和排放的污水、烟尘等，每一事件的运转都必须有序、规范，才能确保整个环卫管理体系高效有序运转。

2.4 管理的应急响应能力差

环卫管理常规只能凭借简单的操作流程，电话单一联系，亲赴实地查找发现理由，处理理由，缺乏应急情况下的快速响应能力，如垃圾收运、中转以及处置环节各类突发事件的应急指挥，终端处置容量不足或者告警时的合理派发与分流、重大安全事故的快速响应及处理、灾难性天气（如大雪等异常天气）等，仅凭常规手段无法快速响应完成。

3 物联网技术在城乡环境卫生管理各环节的应用

3.1 环卫作业工具管理环节

城乡环卫作业工具很多，有垃圾清运车辆、道路清扫车、道路清洗车、河道保洁船等，为确保这些作业工具规范、高效运转，解决传统的管理方式存在信息反馈不及时、不准确、不建全面，导致运转和作业的大量浪费与运转成本居高不下等理由，运用物联网的定位技术和无线数据传输技术等，建立全球卫星定位系统，实现作业工具自动定位和智能监控。在环卫作业工具上安装油量传感器、作业状态采集器、车辆行驶状态记录仪、摄像机等前端信息采集设备，采集环卫作业工具的运转状态，并通过无线数据传输技术，实现对作业工具的实时监控。集全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、道路运算为一体，采用中国移动无线网络和Internet国际互联网，以短信息方式在两者之间传送包括位置信息在内的各种信息，结合监控中心的管理系统和车（船）载终端信息、互动平台组成了一套完整的智能系统。采用全球卫星定位技术实现对车辆（船只）的实时监控、指挥调度。实现以下功能：一是信息怎么写作，每天定时发送常规广播信息；二是任务调度，按照任务需要向车（船）载系统发布文字调度命令；三是救助怎么写作，监控中心怎么写作台可接受驾驶员上传的不同求助、咨询信息，响应驾驶员的相关诉求；四是信息管理，管理驾驶员、车辆（船只）资料；五是监控功能，在监控中心GIS监控工作站可以对所有的运转车辆（船只）进行监控，显示物流与车辆（船只）运转轨迹，对车辆（船只）定时跟踪，需要时可以对车辆（船只）进行历史轨迹回放。

3.2 环卫设施运转管理环节

环卫设施主要有垃圾中转站、垃圾填埋场、垃圾焚烧厂、污水处理厂、粪便处理厂、公共厕所、垃圾池等，利用GIS技术，准确显示垃圾中转站、垃圾池等环卫设施的位置信息，由于垃圾中转站、垃圾池等环卫设施数量多，分布广，在建立GPS系统时，基于对GIS技术的应用，将其在系统上进行准确标注，以电子地图方式进行展示，可直观地了解整个区域内环卫设施的分布状况，同时对存在的垃圾池、中转站等环卫设施进行成图和分析，结合村庄状况GIS，不断充实和重新布置环卫设施的位置。还可根据环卫设施的地理位置信息，按照清运距离最短的原则，合理规划运输路线，为设施科学运转、规划布局提供决策依据。
为确保能实时看到环卫设施的运转、人员及车辆的进出、设施的维护管理，满足不到现场亦可实时管理的要求，运用视频监控技术，在环卫设施端安装监控摄像头，经由前站网络视频编码器，将数字视频信号通过有线或无线网络传送至数据中心。在各环卫设施上安装RFID阅读器，利用射频识别技术，可对进出环卫设施的作业工具、人员进行准确识别；在环卫设施上安装液位传感器、称重传感器等，利用传感技术，对环卫设施的渗滤液、垃圾量等实现信息感知和采集；利用无线/有线网络传输技术，可实现环卫设施运转状况的远程监控。数据中心使用监控系统，可以远程查看，同时还可配备手机或无线移动终端设备，随时、随身、随地查看监控画面，实时动态了解环卫设施运转状态、车辆进站及出站情况、设备运转操作流程，保证各类环卫设施管理正常、运转维护到位、安全操作得到保障。

3.3 环卫运转绩效管理环节

环卫运转绩效考核主要有道路及村庄保洁作业考核、车辆作业考核、清运作业考核、河道保洁作业考核，运转绩效考核是环卫管理体系高效、规范、长久持续运转的助推器，考核指标体系是环卫管理运转的度量衡。为保证考核的准确性、实时性、公平性，解决考核面广、考核不及时、考核人员不赴现场等理由，运用物联网移动终端技术、全球定位系统技术、无线网络传输技术，在智能手机或PDA等移动终端开发相应终端软件，设定考核指标，采用智能手机或PDA的定位功能、现场拍照功能、无线数据传输功能，将相关的考核数据通过无线网络传送至数据中心，数据中心使用考核管理监控系统，查看各环节考核的具体结果，并可对考核的数据进行统计分析，了解掌握管理环节的运转质量。

3.4 环卫处理排放管理环节

环卫运转处理涉及诸多方面，如垃圾中转站渗滤液排放、焚烧厂烟尘排放、填埋场渗滤液排放、污水厂出水口排放、粪便处理厂尾水排放等，为保证液位的监控和二次排放达标，杜绝对环境的二次污染，运用物联网传感技术，通过无线网络传输技术，监控到排出点的情况，动态采取措施限制或开启排放。一是对需清运的污水池安装液位传感器，设定液位阈值，当垃圾渗滤液水位达到一定高度时，数据中心可以收到定时告警，各中转站污水池水位监测信息通过无线网络传送至怎么写作器，在独立的监视器上予以显示，每个监控点设置相应的名称或位置信息，便于管理人员准确掌握告警站点，管理人员可随时结合视频监控画面对告警事件进行确认，进而对车辆进行调度。二是对排出口指标需制约的，如烟尘排放、污水排放口等，运用传感技术，采用液体（气体）浓度传感器得出对应的浓度数据，在监控中心设定水、气等介质浓度参数阈值，超阈值报警或通过短信等方式传递到管理者，以便采取调控措施保证达标排放。

3.5 环卫垃圾收运管理环节

环卫垃圾收运管理环节涉及两个方面。一是要确保环卫容器里的垃圾能及时收完。环卫容器包含垃圾桶、垃圾池、垃圾房，为保证垃圾清运环节，按规定日产日清，避开垃圾在容器中大量囤积，影响环境，运用RFID技术，实时监控垃圾容器的收集情况，将容器配备电子标签，清运车辆配备PDA手持终端来识别容器电子标签，清运时对号确认，数据中心显示容器编号、清运时间等。二是要确保对收集的垃圾实施无害化处理。城乡环境卫生管理中，垃圾的清运处理是重头戏，涉及村送垃圾中转站的垃圾、垃圾中转站进出垃圾、垃圾焚烧厂或无害化垃圾填埋场进垃圾，为保证收集的垃圾全部进行无害化处理，不倾倒、不简易填埋，解决垃圾收集无数、去向不明等理由，采用车辆身份卡射频识别技术、称重传感技术、数据传输技术，统计每个点的垃圾量。结合中转站安装的非接触式IC卡读写设备，将垃圾转运车辆的出站记录与进焚烧厂（填埋场）称重的记录有效地统一起来，从而精确掌握焚烧厂（填埋场）进厂（场）垃圾量的来源。建立垃圾量信息分析系统，信息数据包括垃圾理论量和中转站运出量。垃圾理论量数据，按收集覆盖范围内的人口数应产生的垃圾量，中转站运出量数据，就是收集清运范围内运出量。将中转站运出量与理论量比较，以及每月中转站运出量的变化，用曲线图和柱状图分析垃圾量的变化，从而得出分析数据，用于管理指导保洁、清运作业等工作。
主要参考文献
[1] 刘云浩. 物联网导论[M]. 北京：科学出版社，2011.
[2] 胡汉辉. 传感器技术及应用[M]. 北京：科学出版社物联网技术在城乡环境卫生管理中的应用由优秀论文网站www.udooo.com提供,助您写好论文.，2009.
[3] 赵军辉. 射频识别技术及应用[M]. 北京：机械工业出版社，2008.