基于物联网技术的城市生活固体废弃物物流

　　摘要：近些年来，我国经济高速的发展，带来的不仅是人民的生活水平的提高，环境污染的问题也越来越严重。特别是集中在大中型的城市，城市的卫生环境不仅受到生活固体废弃物的污染，城市居民的日常生活和身体健康也受到了它的危害，并且日益严重。种类复杂、难以回收处理的特点，使得城市生活固体废弃物的问题，困扰了各国XX部门。能否有效处理好城市生活固体废弃物的污染问题，继而提出解决方法，将会对以后我国处理生态环境为题提供经验和帮助。

　　通过对废弃物的管理和物联网进行研究，建立基于物联网的城市生活固体废弃物物流网络，希望通过物联网和再生资源平台加强对城市生活固体废弃物的管理，让资源充分循环利用，更好的保护生态环境。

　　关键词：固体废弃物；发展措施；物联网

　　随着世界各国城市化和工业化进程的推进，城市数量和城市人口迅速增加，城市生活固体废弃物污染问题逐渐困扰各国XX。世界各国相继颁布了各种政策、法律法规，就是为了有效解决城市生活固体废弃物问题，提高城市生活废弃物的科学合理的管理。改革开放后，人们的生活水平不断提高，随之而来的也是垃圾得数量越来越多，由于我国的环保治理力度不够，环境污染问题阻碍了城市的循环发展。这一方面由于现有的经济技术条件所限，使得生活废弃物的处理处置还存在诸多问题，另一方面，也是最重要的一方面是由于生活固体废弃物的管理还不能有效的跟上，从而造成生活废弃物乱抛乱扔，不仅带来严重的环境问题，而且还使得大量的可再生利用资源流失[1]。

　　在国外，尤其是X早在一九六八年就已经在垃圾管理应用了经济优化。20世纪80年代早些时候，西方发达国家的废弃物管理就已经把重点放在环境影响及回收方面。具体研究包括对城市生活垃圾物流循环机制的剖析，如McDougall和Hruska[2]用LCI工具对城市生活垃圾处理的整个流程进行生命周期评价，Arena[3]对垃圾物流的全生命周期评价研究等(LifeCycleAssesment)；对城市生活垃圾物流前端的垃圾分类技术研究，如Scott[4]等人利用双色近红外传感器对可回收塑料垃圾进行分类的研究，Mallapragada[5]等人从混合垃圾中分离新闻纸的技术研究。另外，JoaquínBautista,JordiPereira[6]将城市生活垃圾作为一种回收物流进行了收集点选址的优化算法研究。

　　城市生活固体废弃物物流能否带动循环型社会的发展，在我国已经受到百姓和各级XX的关注。

　　武汉理工大学的嵇芸芸、王长琼、曾鹏等人，探讨了地理信息系统（GIS）在城市废弃物物流中的应用，并构建了基于GIS的城市废弃物物流管理系统的功能模块，最后介绍了系统集成环境及其开发结构[7]。郑州航空工业管理学院管理科学与工程学院的郑芬芸，在基于循环经济的城市生活固体废弃物回收处理物流系统的特点和功能的基础上，构建了城市垃圾的回收处理物流体系，并设计了该系统的评价指标，运用“综合集成赋权法”确定各指标的权重系数，最后通过实例，对某一城市的固体废弃物回收处理物流系统进行了综合评价[8]。

　　良好的城市生活固体废弃物物流可有效地利用资源和能源，提高使用率，良好的城市生活固体废弃物物流可以减少单位产品成本，保障原材料的供应，把回收材料通过加工处理，使它们作为原材料再投入到生产中，一定程度上能解决或缓解资源和能源危机，这对能源和资源相对匮乏的国家和地区非常重要。所以，发展城市生活固体废弃物物流，意义非常重大。

　　1.城市生活固体废弃物的定义

　　城市生活固体废弃物又称城市生活垃圾，是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废弃物，如废塑料、废纸、废玻璃、厨房垃圾、灰土、砖瓦等，城市生活固体废弃物对大气、水体及土壤产生污染，进而危害人类的健康，还能造成国土资源、交通资源的占用和不可再生资源的耗竭，还有可能产生爆炸，使人接触中毒造成公共设施的腐蚀等[9]。

　　2.城市生活固体废弃物的特性

　　第一，城市生活固体废弃物的成分非常复杂，具有特殊的性质，容易受到产生场所，气候，社会发展的程度等因素的影响。

　　第二，城市生活固体废弃物是混合物质。不管是看字面，还是日常生活，民众都很容易以为是固体，可是，我们却忽略了城市生活固体废弃物在一定条件下，会发生各种反应，产生出有害性的液体和气体。这些有害性的液体和气体一旦在回收的过程中，如果渗入水、大气、土壤等这些环境，将会持久的危害人民群众的身体健康。在城市生活废弃物物流系统的各环节运作中，也绝对不能忽略废弃物的这个特点。

　　第三，由于转变成的气体和液体的性质不同，决定了它的腐蚀性程度不同，所以，不能使用一般的容器、装备、加工工艺，收集和处理固体废弃物。

　　第四，近些年来，物流进程是不断的加快，而固体废弃物的经济价值却与之相反。为了保护好赖以生存的城市环境，造福子孙后代，也要处理好生活固体废弃物。

　　1.城市生活固体废弃物物流的含义

　　城市生活固体废弃物物流，又称为城市生活垃圾物流是指对城市日常生活中产生的固体废弃物，根据需要进行收集、分类、加工、包装、搬运、储存，并分送到专门处理场所时所形成的物品实体流动[10]。

　　2.城市生活固体废弃物物流的特性

　　第一，逆向性。由于回收物流具有逆向性的特性，而生活固体废弃物物流本身就属于回收物流的一种，所以也具有这样的特性。生活固体废弃物物流是经过回收部门，向制造部门的方向移动，而通常情况下，回收物流的移动方向是向正向物流的相反方向。回收物流有它自己的管理方法，而在管理城市固体废弃物物流中，必须要选择和回收物流不一样的管理方法。

　　第二，主动性比较差。很多城市固体废弃物的拥有者，主观上认为废弃物的价值不高，就随意丢弃，客观上，并不是所有的废弃物的价值都很低，所以要主动的处理，不仅能换回资金，还能更好的保护环境。

　　第三，复杂性。固体废物管理和治理是非常复杂的问题，原因是，各部门关于废弃物的回收持有不同的意见。城市固体废弃物的种类繁多，如果废弃物发生变质，或者产生的液体和气体泄漏出去，这无疑让城市固体废弃物流的运行变的更为复杂。

　　第四，难以确定性。城市固体废弃物分散在各处，这就导致难以确定回收的时间，难以确定回收的废弃物的量，这些都使回收变的难上加难。

　　按照有关的部门在2011年的统计结果表明：中国生活在城市的居民每一年平均每人产生生活垃圾440kg，并且每年增加的幅度都会超过10%，因固体废弃物堆积占用的土地面积大概是5亿m2，我国的垃圾群已经占了城市的3分之2。好比，北京市住民2009年平均每一天产生生活垃圾1.83万t，其年增加速度为8%相比较的是，北京市现在的垃圾处理设施每日只能处理生活废弃物1.04万t，设施都在超负荷运转的现象非常严重，超负荷率乃至达到67%在这么大的城市垃圾处理压力下，务必要提前准备好垃圾的收集分类整理运输和提前处理，这样不仅能提高城市固体废弃物流动速度，还会更好的推动城市物流业，环保卫生事业和生态建设。根据有关部门的调查，做了一份调查报告表（见表1）。

　　城市的快速发展吸引了大量的人住进城市，而民众的环保意识不强，导致产生的固体废弃物越积越多，而这些废弃物又缺乏合理的管理，资源的回收利用度不高，危害性愈来愈严重。垃圾围城、污染土地、污染水源等这些现象将会经常见到。科学、合理的管理好生活固体废弃物物流，显得非常重要。

　　首先，生活固体废弃物的管理的提高有赖于废弃物物流的发展。城市生活固体废弃物处理的工艺是非常重要的，如果缺乏科学规划，适当考虑在处理程序，可能成为污染的一个新来源，加剧了城市环境管理工作，使顺利实施城市生活固体废弃物物流的工作的难度加大，一定要从生活固体废弃物规划开始关注基础设施建设，城市垃圾处理，切实做好回收利用城市生活固体废弃物运输和处置的工作安排进行分类，确保工作协调有序。

　　其次，发展生活废弃物物流，能够降低城市在治理环境污染时的成本。要想充分开展固体废弃物物流，前期要把废弃物按类分好，系统化的管理废弃物，从而降低废弃物回收在城市运输过程的成本，一定要设计好分类回收容器和运输路线，减少运输成本，而且，将城市生活固体废弃物循环利用，对于降低垃圾处理成本是有很大的帮助。通过改善基础设施和提高废物处理的水平的技术，能够直接的让固体废物得到清理和周边环境得到优化，降低运输成本，从而降低了整个城市的环境成本。

　　最后，城市生活固体废弃物物流的发展有助于促进城市循环型经济城市生活固体废弃物物流的发展，对于目前国外权威的观点是重要的，消除城市垃圾污染的基本方法是我们要积极构建资源循环型社会体系，促进生活垃圾资源的大力开发。当前，科技的进步，为中国经济的发展注入了新的动力，而节省能源，保持资源的高效回收是资源循环型社会发展的必要条件。所以，我们要尽快调整城市发展规划布局，推动环境基础设施建设，规划生产，促进城市循环经济发展。

　　有关的资料显示，在我国有将近三分之二的城市被垃圾所包围，1982–1989年的时候，我国城市平均每人制造垃圾量为：0.4–0.6kg，1990年为0.76kg，1999年为0.8kg，2008年超过1.1kg。从每年的垃圾制造量来看，1990年全国城市生活固体废弃物产量为6.766×107，而且每一年增速为7%–9%，1996年已达1.082.5×108可是无害化处理率不到2%，在2008年无害率还没达5%。尽管我国出台了相关的法律法规，然而人们的看法，废弃物的制造者的责任感及当今国内落后的垃圾处理设施和依然不健全的法律法规体系，构成了层层障碍，导致了国内环境问题很难彻底解决[11]。

　　1.管理体制问题

　　由于我国延续了当时计划经济体制的生活固体废弃物管理体系，依然当作社会福利事业来管理废弃物。作为环卫部门，不仅负责垃圾的最终处理，而且还要进行密切的监督和管理，在这些年的发展中，XX部门和企业是一家的模式不断暴露出各种弊端，应该彻底淘汰这种模式。

　　（1）表面上，管理执法和运营作业是一家，实际上是互不相干，这不仅无法提高服务水平和服务质量，也使XX的管理职能和权威难以充分发挥。

　　（2）财政投入单单靠XX一家，渠道单一，达不到满足行业处理量增长的需要，会使得XX财政负担更加严重。

　　（3）行业处在部门机构的统包统管之下，一家企业就垄断了运营行业，竞争机制就变的毫无意义，企业的危机感和企业的风险意识更加缺乏，越来越达不到改革发展的要求和动力。

　　（4）在行政事业编制中，仍然保留着废弃物处理单位。这样不仅导致了作业队伍更加庞大，反而更加难以优化劳动力组合，不能够人尽其才，物尽其用。

　　（5）因为没有标准，导致固体废弃物的处理与资源化在协调机制上难以统一。在XX部门的设置中，相关的部门职能是分开的，部门之间没有直接接触，于是，就形成了固体废弃物处理与固体废弃物回收利用达不到一致的情况，影响了我国生活固体废物资源循环利用。

　　（6）固体废弃物处理的体系不完善，同时管理的技术政策体系也存在问题。虽然，XX管理部门投入了相当多的精力，但是在怎样加强固体废弃物综合管理、怎样增进固体废弃物减量和可待续发展等大原则性问题上思考不多，最终导致不能有效的形成技术体系，使得城市生活固体废弃物治理行业的发展速度缓慢。

　　2.固体废弃物管理问题

　　城市固体废物管理中的一些环节，一直被大家所忽视。大家忽略了，在管理的过程中，生活固体废弃物的源头，生活固体废弃物末端的整个过程的衔接，一向看重生活垃圾末端的处理。看来，唯有当城市生活垃圾污染的情况愈来愈严重，社会才会关注的更多，直到影响到社会的安定，才会让各级XX和社会更加重视起来，并意识到，只有彻底解决生活固体废弃物的问题，全社会才会重视科学研究，相关设施设备的技术开发，募集、投入更多的资金，建设好基础设施。此外，由于在收集和运输中，没有采取合理有效的处理措施，造成了过高的成本，所以没有得到理想得资源处理效率。

　　3.法律规章制度问题

　　现在，城市生活废弃物的立法工作，引起了各级XX的重视。虽然已颁布了一系列法律、行政法规的规定，如《中华人民共和国固体废弃物污染防治法》、《城市市容和环境卫生管理条例》及《城市生活固体废弃物管理暂行规定》等，虽然使得城市生活固体废弃物的管理有了法律上的指导，但是离城市生活固体废弃物综合治理行业发展的要求还相差甚远，主要有以下问题：(l）近来我国的《固体废物法》，虽然对固体废物做了原则性的规定，使得生产制造业产生的大量固体废物、在城市日常生活中产生的垃圾及危险废弃物污染环境的防范和治理等都有了专门的规定，然而固体废物综合管理法律体系并不完整；(2）没有完善相关的法律法规。虽然以“污染防治”为主要目的，提供了我国城市生活固体废弃物立法依据，可是XX和企业还是没有充分关注废弃物的回收，废弃物的利用。

　　4.资金投入问题

　　近年来，虽然中央和各地XX投入了大量资金，为了让减轻固体废弃物污染，治理生活固体废弃物，得到可靠的保障。然而为了建设更多的生活固体废弃物处理设施，提高生活固体废弃物的治理水平，不可能减少投资的数量，如果这样的话，无疑会让国家财政和地方财政扛着更大的包袱。实行废弃物收费的制度，能更好的筹集废弃物处理的资金。我国借鉴外国的收费制度，只是在一些城市实行，还没有在全国实行这种制度。为了确保获得足够的处理资金，只有发展更多的渠道，不能只靠XX来投资。要大力发展融资的渠道，让市民自己，企事业单位，认识到要对治理固体废弃物负责。

　　5.全民环卫意识问题

　　依然在很多地方，虽然相关部门建设了大量的收集设施设备，但还是有很多人，到处乱扔垃圾。还有一些企业，甚至不顾对环境造成严重危害的后果，践踏法律的尊严，随处倾倒固体废弃物。只有XX应该为传统的城市管理体制承担责任，都是XX的原因，统管了硬件投入，软件管理，打消了企业的积极性，居民的积极性。居民和企业，都不对生活固体废物管理，回收，处理负责，把这当作是XX的事。要想让城市固体废弃物问题得到有效处理，全民的环境意识才是最关键的因素，要想让各项管理规章和防治措施，得到顺利实施，只有形成一个良好的全民环卫意识。

　　为了更好的应对城市生活固体废弃物物流的特性，XX必须采取一些独特的措施。

　　1.充分发挥XX的作用

　　在生活固体废弃物物流中，既要保护好环境，又要降低成本费用，所以把企业的发展和生态保护两者的关系协调好，XX发挥着无可替代的作用。不仅要在管理力度方面，XX要加强外，还要在生活固体废弃物相关设施上进行投资，监督和约束企业的违法行为。此外，XX还要大力提高公众的环保意识，促进废弃物物流的发展。

　　2.对回收废弃物的容器也要分类

　　分类回收废弃物，有利于快速的将废弃物送往就近的处理点，加快废弃物的处理速度。为使我国按照统一的标准，专业的鉴别、分类和收集固体废弃物，必须实施垃圾分类和科学管理。由于生活固体废弃物具有渗漏性和腐蚀性，这两大特点，所以在设计收集容器的时候，要充分考虑到。

　　3.发挥再生资源信息平台的作用

　　如今，我们的生活中充斥着各种网络资源，把网络利用好，我们会更多的减少垃圾的处理时间，充分将废弃物的价值体现出来。目前，国家XX大力发展互联网，调结构，挤泡沫，降低网络的资费等等，xxxxxxxx也提出了“互联网+”，希望通过互联网的平台，能够快速反应，让废品的生产和需求企业之间的信息对称起来，提高响应的速度。

　　4.加强和细化人才的培养

　　21世纪，人才是最贵的，而在废弃物物流的发展中，大量缺少能力较高和专业性的人才，所以培养人才是当务之急，需要我国的高等学校、科技研究机构开设相关专业，加强这方面人才的培养。

　　5.建立“第三方”回收企业，加快生活废弃物物流产业化

　　一方面由于资金的投入大，产生的效益慢，另一方面由于废弃物的分散特性导致相关回收企业难以达到规模化的的效益。建立专门的“第三方”回收企业是解决这些问题的有效途径。和以前的回收公司的功能不同，“第三方”回收企业具有回收、分拣、加工、配送、处理等综合功能外，还具有管理废弃物物流的能力。在废弃物物流管理中，“第三方”回收企业不仅发挥核心企业的作用，还起着组织作用，主导作用。“第三方”回收企业利用自己的专业化优势和规模优势把回收来的废弃物经分类、拆卸、加工，整合第三方物流公司，把有利用价值的物品分销给需方，成为制造商的一个供应商，从而为制造商节约成本并为其提供更多的增值服务，这样，企业可以将自己的固体废弃物物流外包给第三方专业回收企业来管理，通过与外部企业建立长期的合作关系以降低交易成本[12]。

　　1.物联网的概念

　　物联网这个概念的真正提出还是在1999年国内外普遍公认的是EPCglobal的MITAuto-ID中心Ashton教授在研究RFID的时候最早提出来的，一直到现在物联网还没有统一的定义，以物联网的应用角度来讲物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等一些信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换与通讯，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[13]。物联网的网络结构（见图1）。

　　2.物联网的特征

　　第一，它广泛应用了各种感知技术。物联网是由很多个节点组成的一个超大型网络，在这个网络里，部署了大量的各种的传感器，每一个传感器都是采集信息的源头。由于传感器的类别不同，所以捕获的信息的内容和格式都不相同，最终这些不同的传感器，会产生不同的结果。通过这些大量的传感器以一定的时间周期，按照特定的频率采集周围的环境信息，不断更新所捕获的信息数据。

　　第二，它是一种建立在互联网上的泛在网络。现今，互联网的快速发展，让我们切身体验了网络带来的便捷，而在物联网的应用中，互联网则构建了物联网的核心基础。通过互联网融合进各种无线，有线的网络，从而精准的输出物体的相关信息。由于在物联网中部署了大量的不同类的传感器，通过这些传感器获得的信息的数量也是巨大的，这些信息都要经过网络实现传输，而在传输的过程中，务必要保障数据信息的正确性和及时性，才能更好的适应各种异构网络和协议。

　　第三，物联网本身具有智能处理的能力，内部各个传感器之间相互连接，使得物联网能够智能的控制物体。通过物联网，利用云计算、模式识别等多种智能技术，结合传感器和智能化的处理，不断扩大它的应用范围。由于用户的需求不同，同时也要寻找新的应用领域，新的应用模式，需要将传感器获得的海量信息，分析、加工、处理成重要的数据。

　　第四，物联网已经融入了我们的生活，随处可见，而它的精神本质就是提供在任何场合，任意时间的应用场所，打造和用户之间最好的体验互动效果。为打造更好的用户体验，加强和用户之间，更好的良性互动，更精确的数据采集和分析意见，更随意的工作和生活，是前往智能生活的物理支撑。

　

　　在居民社区成立生活固体废弃物回收网点，培训安置专业的回收人员，并对居民每户设定一个固定的编号，当有居民需要处理生活固体废弃物时，过程如下：

　　①当居民需要处理生活固体废弃物时，通过电话或者手机App通知废弃物管理中心。

　　②废弃物管理中心收到用户的信息并将得到的信息通过物联网云计算机信息处理通知就近的回收网点，居民附近的回收网点派出相关车辆和人员。

　　③回收人员上门服务，通过给废弃物贴条码并扫描后，将该物的信息回传至废弃物数据管理中心，所有者可以通过该条码的信息了解到自己的废弃物的位置以及处理情况。

　　④回收人员将废弃物集中分类并载运至就近的废弃物回收点，可维修的送至维修中心，不可维修的由物联网分类处理中心根据废弃物的状况进行分类处理。

　　⑤如果可以维修并能继续使用，则维修好后，将该物品相关信息上传至XX或者企业搭建的二手市场网站，在物联网自动分类中心里不可再利用的固体废弃物进行无害化填埋，需要进一步处理的送至有机处理厂或者焚烧处理厂进行处理。

　　⑥在维修中心有些维修后仍然无法使用的送至有机物处理厂或者焚烧处理厂。

　　综合上述的文字描述，画出了网络结构（见图2）。

　　在国外，城市生活固体废弃物得到了普遍的关注，并已经开始了产业化运营。对城市生活固体废弃物本身来说，它是一种资源，但它又和其他类的资源不一样，不仅它的量在持续的增长，而且它管理的方式也和其他不同。较之国外的发展现状，我国在废弃物方面的发展空间还很大，相关的处理利用的技术水平不够，希望有关XX和企业能够将现在的高科技技术，应用废弃物的处理利用中，降低污染的程度，充分的循环利用资源。为了大力发展废弃物物流，应该将其进行市场化，形成一个产业链。XX相关部门除了要制定相关的法律法规，在政策上的扶持之外，还要在发展的过程中保证足够的资金。另外，也要让我国的物流企业看到在废弃物流中有利可图，让这些企业涉及这一行业。废弃物制造方和废弃物处理方怎样调整他们的利益格局，使各方积极参与，这些仅靠强制性的政策是不能解决的，需要软科学回答这一系列的问题，中国应该借鉴发达国家在处理城市生活固体废弃物方面的这方面的经验，因为废弃物的处理也是一个相当复杂的过程，需要从面到点的收集、储存、运输和最终的焚烧、掩埋作业环节，需要专用设备，初期投资大，回收期长，所以需要多方面的支持[14]。

　　近年来，我国作为消耗资源的大国，民众生态保护意识不强，导致严重破坏了国内许多地方的生态平衡。生活废弃物缺乏科学有效的管理，后果体现在我们生存的环境污染日益严重，特别是大城市，民众更加关注生活固体废弃物的管理。通过大量学习研究和借鉴，构建了基于物联网的城市生活固体废弃物物流网络，这个网络还不是很完善，希望通过这个网络的建立和不断的完善，让城市科学合理的管理城市固体废弃物，当今，物流业作为我国大力发展的行业，希望运用互联网和物联网，将资源最大化的循环利用，来保护我们赖以生存的环境，珍惜日趋匮乏的自然资源。希望我国在接下来的发展中，有关XX部门重视城市生活固体废弃物物流，不断投入资金，加大相关设施设备的技术研发力度，培养高素质的相关专业人才，加强民众的环保意识，为我国的环保事业添砖加瓦，为子孙后代创造更加美好的生活。

　　参考文献

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