摘  要：随着我国城市化进展的加快，城市环境卫生管理作业范围日益扩大，管理任务和难度呈现多重化趋势。因此需要通过各种信息化手段来加强城市垃圾的高效管理。一般上，我们对城市垃圾的处理技术探讨得比较多。但是也不应忽视对城市垃圾清运问题的思考。城市垃圾清运信息化管理的一大特点是它的地域问题，针对这个问题，本文提出了一种新的管理模式：基于网格的城市垃圾清运管理模式，将空间信息技术、网格化管理技术引入到垃圾清运信息化管理中，并给出了相应的解决方案。

关键词：垃圾清运 空间信息技术 网格化管理

 

伴随着经济的迅猛增长和村镇城市化水平的不断提高，城镇生活水平及生活方式发生了极其重大的变化，随之而来的生活垃圾也不断增多，城镇生态环境遭遇到前所未有的威胁。垃圾处理能力不足将严重影响城市环境和社会稳定，对城镇生活垃圾进行科学的管理和治理，减少对城镇生态环境的破坏，使得城镇经济、社会和环境协调发展，已经刻不容缓。城市垃圾要实现“无害化、减量化、资源化”任重而道远，因此需要通过各种信息化手段来加强城市垃圾的高效管理。一般上，我们对城市垃圾的处理技术探讨得比较多。但是我们也不应忽视对城市垃圾清运问题的思考。

垃圾清运是指居民将垃圾集中到垃圾收集点，再由保洁员将垃圾转移到垃圾转运站，接着环卫工作人员通过适当的运输，将垃圾集中到垃圾压缩站实现减量后装车外运的过程。

目前，我国城市生活垃圾年产生量过亿吨，占世界垃圾总产生量的26.5%，且每年以8%—9%的速度增长，并且今后30—50年是我国人口和城市化的高峰期，可以预见：城市生活垃圾的清运系统和清运能力将日益受到严峻挑战。

同时，大部分城市所采用的垃圾清运方式和垃圾清运设施已越来越不能适应现代垃圾的特性：随着人们生活水平的提高，城市垃圾中有机成分的比重在上升；可回收物所占的比例也明显升高；食品废弃物也呈明显的增加趋势。另外，我国居民用中餐的生活特点决定了我国生活垃圾含水率高，一般为55%—65%。一些南方城市在夏季高达70％。实际清运过程中，人工的清运方法和不封闭的清运设施都跟不上时代的要求，导致各种扰民现象的出现。

要解决城市垃圾清运工作中出现的问题离不开政府的政策及相关的法律法规，确保城市垃圾清运工作纳入法制化管理轨道，加强对城市垃圾收集、清运及处理的监管，强化环境管理，完善并贯彻垃圾分类收集制度。另一方面，随着城市信息化建设的推进，各种信息技术得以在城市日常管理中得到应用并日趋完善，作为城市日常管理工作信息化中非常重要的一部分，垃圾清运工作的信息化也迫在眉睫。计算机网络技术、空间信息技术、单元网格技术、移动通讯技术等信息技术的大规模应用为城市垃圾清运从传统的人工调度管理模式向现代数字化管理模式转变提供了新的契机。笔者结合公司在城市数字化管理系统及地理信息系统应用平台方面的建设实践经验，提出了一种新的基于网格化管理的城市垃圾清运管理模式。

本文作者首先将分析城市垃圾清运工作中存在的问题，然后探讨在网格化这一新的管理模式下网格化城市垃圾清运管理系统是如何工作并解决这些问题的。

 

清运的时间及清运设施的地点问题：其实这个首先是什么时间在什么地点进行清运是否合适的问题。目前垃圾转运站多选择在凌晨时分进行工作，而新建的垃圾转运站和压缩站多建在居民集中区域的外围，且有意识地选择在下风向，尽量减少扰民现象。那问题是不是解决了？其实现实情况是：功能完备、造型美观的新式垃圾转运站凤毛麟角，远远满足不了需求，每天运转的还是那些敞开式或者半敞开式的旧式转运站。随着经济迅速发展和人口剧增，城市垃圾转运问题越来越突出，亟须再多建一批功能完备的垃圾转运站。那么在哪里建，什么时候建呢？生活区没有垃圾站不行，垃圾站建在自家门前又不行，垃圾站不方便也不行，好不容易找到合适的选址了，新建垃圾转运站还是会遭到一些市民的反对，因为他们以为新建垃圾转运站会和旧式垃圾转运站一样臭气熏天，会严重污染周边环境。

车辆动态监管困难：大多数垃圾清运车、洒水车均为单个人作业，导致动态监管的难度非常大，时常出现公车私用、违章驾驶、不按规定线路作业等情况，甚至出现个别盗卖油料等行为。针对这些问题，靠加强整治思想教育，组织管理人员跟车、抽查等方式“人盯人”监管，不仅耗时费力而且收效甚微，越来越不适应现代城市管理的需要。

垃圾统计不准确：进入垃圾处理场的垃圾，来至城市的各个地方，只能靠人工统计垃圾的进出量，不能实时掌握垃圾场的运行情况。在垃圾的管理上可能出现买卖“野垃圾”的情况。同时，人工统计垃圾量，存在统计瞒报和虚报的现象。

 

网格化城市垃圾清运管理系统是依托于计算机网络技术、空间信息技术、GIS技术（地理信息系统）、GPS技术（全球定位系统）、 单元网格技术、数据库技术、移动通讯技术、物联网技术等多种信息化技术，以城市垃圾清运为管理主体的一套综合信息化管理平台。这里作者从系统使用的关键技术、系统原理及运行流程、系统功能结构等三个方面来分析网格化城市垃圾清运管理系统。

计算机网络技术：计算机网络技术是垃圾清运管理信息化建设的基础技术。计算机网络为各类设备设施互联、各类应用的协同处理和整个系统的运行提供了基础环境。依托政务网，实现城市管理、垃圾清运管理三级网络单位的宽带互连，实现数据、照片、定位信息等业务数据共享。

       空间信息技术：空间信息技术是指以地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等为代表的处理地理空间位置相关数据的信息技术。

移动通信技术：在垃圾清运信息化系统建设过程中除了计算机网络技术之外，移动通信网络也是整个系统通讯网络中必不可少的一部分。在网格化城市垃圾清运管理系统中车载终端真是在移动通讯技术基础上建立起来终端应用系统，依托于移动通信网络，能够保证查询终端与中心机房的无线互连从而实现语音、数据、短信、定位等业务协同运作。同样基于移动通信网络环境，并结合GPS定位技术实现对规定区域内的工作状况进行有效监督，实现对垃圾清运工作人员及车辆的科学管理使得管理和监督的手段更加多元化，同时也提高了各个阶层管理和监督的工作效率。

单元网格技术：单元网格就是采用地理编码技术，根据属地管理、地理布局、现状管理、方便管理、管理对象、负荷均衡等原则，将城市的行政区域划分成若干个多边形网格的单元。单元网格管理法就是明确各地域的网格责任人，由系统对所分管的单元实施全时段监控，从而实现对市、县、街道、社区的分层、分级、全区域的管理。在网格化城市垃圾清运管理系统中，各地域的网格责任人能实时的将负责区域内垃圾收集、转运站的垃圾堆积和转运处理情况进行上报，以便于指挥中心及时的对城市垃圾清运车辆及相关人员进行调度。

GIS技术：在网格化城市垃圾清运管理系统中GIS技术处于核心技术的地位。充分融合地理信息系统（GIS）技术，实现对基础地理数据、城市网格数据、城市环境卫生管理部件与单位、车辆等地理空间数据的管理、维护、显示、操作、分析和建模等，实现图文一体化办公的基础平台。在城市垃圾收集、转运站的选址问题上通过使用GIS技术，能综合考虑多方面的因素得到最佳的位置；在垃圾清运车辆的监控及调度路线上通过利用GIS技术，综合考虑交通流量、城市地理特性得出最佳的行驶路线。

GPS技术：在网格化城市垃圾清运管理系统中，GPS技术全面应用于查询终端，借助于GPS技术并结合GIS技术，系统可以方便地实现对城市垃圾清运车辆的空间定位和可视化管理。

城市环境卫生管理部件管理法：城市环境卫生管理部件管理法是指针对垃圾场、中转站、垃圾作业车辆等城市环境卫生管理部件用分类编码技术，将所有城市环境卫生管理部件按照地理坐标定位到单元网格中，明确各部件的管理职责，通过平台对其进行分类管理的方法。实施城市管理部件管理法，可以实现由粗放到精确，由人工管理到信息管理的转变。

物联网技术：“物联网技术”是在计算机网络技术基础上延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。因此，物联网技术的定义是：全球定位系统、门禁系统、称重系统等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。

网格化城市垃圾清运管理系统的建设运用了GIS、GPS、称重监测技术、耗油监测技术等手段，车辆、GPS终端等实现物与物之间的信息交换，达到可利用技术范围内最有效的数字化管理手段。

首先是停车场系统对所辖区域内的所有垃圾清运车辆进行数字登记，每辆垃圾作业车辆安装停车场门禁识别装置和GPS终端系统，停车场门禁装置可对出入的车辆进行身份识别并决定是否放行。其次垃圾作业车辆离开停车场时，称重系统和门禁系统记录车辆编号、车辆离开时间、车辆重量等业务信息，并对出入车辆进行拍照存档。车辆离开停车场后通过GPS终端对车辆行驶路线、车辆行驶状态进行实施监控，并每隔一定时间通过无线网络向系统上报车辆信息。最后垃圾清运车辆收集完垃圾后回到停车场，此时门禁系统和称重系统记录车辆编号、进入时间以及车辆负载。这样整个垃圾清运车辆的整个运行周期和工作状况将记录到城市垃圾清运管理系统里。

系统主要业务流程如下：

信息登记汇总：利用空间信息技术和GIS技术将城市以街道或社区为基本单元划分网格单元（责任区）后，各网格单元的责任人不定时的通过移动终端设备将所辖区域内所有垃圾站的垃圾对方情况上报到区级或实际市容监督指挥中心。

指挥调度：指挥中心对网格责任人上报的信息进行核实后，通过GIS技术综合城市地理特性及交通状况进行分析，确定最优的垃圾清运路线并指挥调度垃圾清运车辆到指定的地点进行作业。

垃圾车辆作业登记：在系统中录入每辆垃圾作业车辆的空载重量、车牌等基本信息；同时在门禁系统中登记车辆信息并核发安装门禁装置和GPS终端。

车辆监控管理：车载终端接收GPS定位信息并采集车辆状态信息，通过无线网络定时、定距、或点名上传数据到GPS监控中心（简称为监控中心），监控中心设在监督指挥中心内，可与呼叫中心共用一套设备和人员，GPS监控中心能随时掌握具体车辆的位置和运行轨迹。可以在电子地图上显示出车辆的实时位置，查询车辆的属性，并重现车辆的运行路线轨迹。

       门禁核实：门禁终端模块实现了对作业车辆的进出控制，并且传递业务数据到监控中心模块，而监控中心模块则实现对进出车辆的视频监管和进出数据的统计查询处理；

       车辆称重：智能称重系统实现对运载垃圾车辆载重量的自动测量和管理，结合视频监控系统的监控和抓拍功能，实现了作业车辆从入厂到称重再到出厂的智能化管理和作业过程的全程监管。

       绩效评价：绩效评价按垃圾清理吨位、进出停车场次数、行驶里程数、违规次数等多角度对垃圾作业车辆进行综合考核和评价，并生成图形、报表等形式的可视化的评价结果。

       以上流程针对各个管理网格所辖区域内的问题不断循环流转，构成城市垃圾清运管理业务的一个完整的环路。

网格化城市垃圾清运管理系统通过在垃圾场建设停车场门禁管理系统、地磅称重系统、自动拍照及视频监控系统、GPS车辆定位系统、油耗监控系统等五大硬件系统为运行环境并整合垃圾综合管理应用系统、垃圾车辆监控与跟踪应用系统、自动拍照及视频监控系统等三大软件系统为管理平台，实现对垃圾清运车辆等信息设施全方位的“实时监控、指挥调度”。

该系统是通过在垃圾场建设停车场门禁管理系统、地磅称重系统、自动拍照及视频监控系统、车载GPS监控系统、油耗监控系统五大硬件系统为运行环境及垃圾综合管理应用系统、垃圾车辆监控与跟踪应用系统、自动拍照与视频监控系统三大软件系统为管理平台而组成针对以城市垃圾为主体的一套综合管理平台。

在此基础上，按照区域、车辆等属性进行责任划分，确定城市环境规则，各司其职，分别进行有效、智能化的管理和整治，形成以“人员、车辆、设施、作业、区域、单位”为一体的高效管理体系。

城市垃圾信息化管理的一大特点是它的地域问题。在网格化城市垃圾清运管理系统中，利用空间信息技术将城市以街道或社区为管理单元划分成一个一个的网格，每个网格分配若干责任人，由他们来管理和维护所辖区域内的垃圾场、中转站、垃圾作业车辆等环卫设施，并不定时的向市容中心上报辖区内各垃圾收集站、转运站的垃圾存放情况。以便市容中心对垃圾清运工作进行统一的调度。市容中心在对清运工作进行调度时，通过该系统能快捷直观的在地图上确定居民生活和环境卫生设施的标识地点、最优化转运路线、不同垃圾流向的选择等。这些问题都涉及到两种关键技术GIS技术（地理信息系统）、GPS技术（全球定位系统）。

GIS作为信息表达手段可通过研究各种空间实体及相互关系，从而对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理并对各种数据进行有效管理和分析，迅速地得到满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。利用GIS可以达到生活垃圾收运路线选择、生活垃圾收运，设施选址最优化，运输车辆的实时调度等有效管理和决策；

GPS作为信息采集手段已经在交通导航、物流配送、移动增值服务等公众应用方面取得广泛应用。在网格化城市垃圾清运管理系统中，可以利用GPS对垃圾运输车辆进行定位监控管理，并结合GIS地理信息系统，实现对相关车辆的智能化和空间可视化管理。同时，车载GPS终端设备可以将车辆油耗数据传回监控中心，通过数据比较，实现车辆油耗量化和实时监控，为每台车辆油量配置提供详实的数据资料。通过GPS卫星、移动通信网络、互联网三大平台，实现环卫作业车辆全时段、全过程、全方位实时动态监管，具有车辆追踪、车辆查询、车辆调、车辆监听、轨迹回放、条件定位报警等系列功能。整个系统建立了网络管理分级制，采用三级管理。一级管理为城市监督中心，对全市垃圾作业车辆进行监管；二级管理为城市市容中心，对所辖车辆进行监管；三级管理为各街道或社区，对本辖区车辆进行监管。各级车辆管理人员能随时掌握具体车辆的位置和运行轨迹。可以在电子地图上显示出车辆的实时位置，查询车辆的属性，并重现车辆的运行路线轨迹。

这里，作者分三部分来描述网格化城市垃圾清运管理系统结构及应用特点：

垃圾综合管理应用系统包括垃圾场信息登记，门禁出入管理，智能称重管理3个阶段。

 

垃圾场管理系统：作业人员将垃圾场信息和垃圾场终端信息录入城市垃圾清运管理信息系统中。

 

门禁出入系统:对作业车辆的进出控制，并且传递业务数据到监控中心模块，而监控中心模块则实现对进出车辆的视频监管和进出数据的统计查询处理；

 

智能称重系统：对运载垃圾车辆载重量的自动测量和管理，结合视频监控系统的监控和抓拍功能，实现了作业车辆从入厂到称重再到出厂的智能化管理和作业过程的全程监管。

 

垃圾车辆监控与跟踪应用系统包括车辆监控管理，车辆调度管理，车辆作业管理3个阶段。

  

系统用于对装有GPS车载终端的垃圾作业车辆进行定位监控管理，并结合GIS地理信息系统，实现对相关车辆的智能化和空间可视化管理。

车载终端接收GPS定位信息并采集车辆状态信息，通过无线通讯网络定时、定距、或点名上传数据到GPS监控中心（简称为监控中心），监控中心设在监督指挥中心内，可与呼叫中心共用一套设备和人员，GPS监控中心能随时掌握具体车辆的位置和运行轨迹。可以在电子地图上显示出车辆的实时位置，查询车辆的属性，并重现车辆的运行路线轨迹。

GPS车辆监控管理系统由三部分组成，即监控中心、通讯网络和车载终端。采用GPS卫星定位系统、GIS地理信息系统、GPRS通讯技术。

系统业务流程如下：

 

车辆监控管理：车辆监控是指监控中心对车载终端的远程控制，包括车载装置工作参数设置、车载装置检测、车辆跟踪等。结合GIS地理信息系统，实现对相关车辆的智能化和空间可视化管理。同时，车载GPS终端设备可以将车辆油耗数据传回监控中心，通过数据比较，实现车辆油耗量化和实时监控，为每台车辆油量配置提供详实的数据资料。

车辆调度管理：车辆调度功能模块允许监控中心发出对指定车辆的调度指令，能够对任何入网车辆的单车、车组、车队进行单呼、组呼、群呼，就近调度车辆在指定时间至指定地点进行工作。该模块主要用于对垃圾作业车辆进行调度，指定车辆的行驶路线。

系统提供文字和广播两种方式进行调度，监控中心在电脑上直接可以监控到所有车辆的实时状态，具体位置：车辆“空载”还是“满载”，是“停车”还是“带速行驶”。是“停车发动机空转”还是“在某一目的地”，是在“执行垃圾清运”还是“公车私用”，调度中心一目了然，调度中心随时可采取有效措施，利用系统的短信息发布平台对车辆进行合理调度。

车辆作业管理：监控中心可以查询统计每时，每天，每月等某一时段内车辆的使用情况（车辆开车多少次、停车多少次、每次行驶多长时间、每次停车多长时间、每次开车地点和停车地点、每次使用车辆的位置、行驶路线、每次行驶消耗多少油、什么时间到过哪些地方）等用车信息情况可打印成管理报表。有效的监督驾驶员每天的工作情况和车辆使用情况。这在很大程度上避免了公车私用、违章驾驶、不按规定线路作业等情况的出现，及盗卖油料等行为的发生。

 

自动拍照及视频监控系统主要供相关领导、监督指挥中心操作员、市容中心操作员及各乡镇联动部门操作员等使用。依托视频探头、大屏幕、PC终端等设备，并结合地理信息系统，实现城市管理相关信息的直观展示，用于城市空间可视化监控和指挥。

自动拍照及视频监控系统通过光纤网络将垃圾站视频监控点的图像汇集到指挥中心，自动保存，使管理人员更加直观、实时掌握垃圾站的运转情况，实现远程、全天候、全时段监控、调度和指挥。视频监控系统可以随时选择需要的视频监控信号。

自动拍照及视频监控系统的特点是实时反映了垃圾场及车辆出入的状况，便于工作人员及相关领导及时了解垃圾场工作的全局情况，进行远程指挥。因此，自动拍照及视频监控系统既要能动态显示垃圾场中的全貌，又要能快速调阅出某一问题的相关信息，需要有一定的交互操作的能力。

 

本文讨论的基于网格的城市垃圾清运管理系统可以帮助城管部门、环卫部门、市容中心等建立网格化“收集分类、科学作业”相衔接的城市垃圾收运网络和管理体制，形成“人员、车辆、设施、作业、区域、单位”六位一体的高效管理体系，集中规划城市垃圾收集、中转和运输。笔者相信通过网格化城市垃圾清运系统能建立高效、标准化、序列化生活垃圾收集、运输系统，并促进垃圾处理技术的综合集成。合理配置城市垃圾处理和资源化利用设施，使城市垃圾的管理符合可持续发展要求，为建设资源节约型环境友好型社会发挥积极的作用。