上海市生活垃圾集运信息系统

—示范性系统研究与实现

郭广寨

(上海环境实业有限公司，上海　201103)

上海市生活垃圾集运信息系统

—示范性系统研究与实现

郭广寨

(上海环境实业有限公司，上海201103)

【摘要】针对上海市城市生活垃圾日趋增多的趋势，提出了生活垃圾内河集装化转运系统。通过分析系统功能，设计了具有完整体系结构和标准化运营机制的示范性信息管理系统，该系统利用现代计算机技术和成熟数据处理技术实现了码头作业管理、船舶调度、资产管理、数据报表管理、作业监控，并形成一个有机的整体，有效提高了智能化作业水平和管理的信息化程度。

【关键词】生活垃圾；内河集装化转运；示范系统

引用文献格式：郭广寨.上海市生活垃圾集运信息系统—示范性系统研究与实现[J].环境与可持续发展，2015，40(6)：200-201.

随着城市经济的发展和城市居民生活水平的提高，上海市生活垃圾的排放量日益增多，2015年，上海市生活垃圾日排放量在2万吨左右，这对于垃圾收运来说无疑增加了系统运作的负荷。为此本文提出了生活垃圾内河集装化转运系统。

1集运系统应用功能分析

上海市区生活垃圾内河集装化转运系统(以下简称集运系统)总体思路可以概括为：“一个系统、二个中转站、三个码头”。一个系统即利用现成内河航道，建设一个固体废弃物内河集装化转运系统；二个中转站即新建虎林中转站、新建徐浦中转站；三个码头即改建虎林码头、老港码头，新建徐浦码头。其中虎林中转站和码头将负责苏州河以北区域的垃圾转运任务，徐浦中转站和码头将负责苏州河以南区域的垃圾转运任务。为此，整个上海市区生活垃圾内河集装化转运系统包括两个子系统，即“徐浦～老港”子系统和“虎林～老港”子系统。基于区域的系统划分要考虑子系统间的协调性，同时要能保证较高的运输效率。

系统的应用功能可分为生产作业管理、船舶靠泊调度、资产管理、数据记录报表和作业监控指挥中心。

2集运系统体系结构设计

上海市生活垃圾集运系统由1个系统、2个中转站和3个码头构成，垃圾运输后的处理在徐浦-老港，虎林-老港两个子系统内部完成。从示范性系统建设着手，要求整个系统结构稳定、功能完善，生产作业规范化、制作工艺标准化，具有行业领先的技术支持，同时系统还具有较好的可扩展性。系统运作发挥了统筹监管效能，设备的工作状态、物料的运输状态、作业异常预警及员工出勤等均能实时反映到监控部门，可采取人工干预的方式调整系统作业工序。徐浦和虎林是垃圾处理工艺与压缩装箱的中转站，经过车船共运在子系统内完成垃圾的处置。数据的采集实时准确，处理与传输效率较高，虚警率低，从两个子系统的关系上看采用三地联动方案，实现了资源统一调配，形成集群式数据仓库，达到了信息的高度共享。按照管理需求，闭环作业全过程及数据流通与集成方式从三个维度将系统分为管理层层次结构、物流组织层次结构和信息处理拓扑结构。

3系统集成的关键技术

信息集成是系统发展到高级阶段所要求的性能，它是建设示范性系统的标志。研究信息集成技术是各系统运行和相互之间集成的基础，也是提高系统自动化性能的关键。下面对有关系统集成的关键技术标准进行介绍。

3.1　基于运动设备的数据处理系统

集运系统运营过程中，为获取各类设备的实时作业状态对流程进度信息进行统一监管，利用RFID技术设计了一个数据采集与信息传输子系统。该系统以流转箱体为中心，将箱体与其在运输过程中所经历的运载设备进行绑定，运载设备通过天线发出一定频率的射频信号，待流转箱体进入发射天线工作区时会产生感应电流，激活箱体表面感应装置，箱体将自身编码等信息通过内置天线发送出去，系统接收天线收到箱体发送来的载波信号，经天线调节器传送到运载设备，运载设备对接收的信号进行解调和解码，然后送到监控系统进行相关处理。

GPS是先进导航技术，通过移动目标接收卫星发射的无线电波，实时监控移动目标的位置。GIS以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，实时提供多种空间和动态的地理信息。使用先进的GPS定位技术对运输系统中的车辆、船泊的位置和速度进行实时监控和跟踪，结合使用GIS强大的地理数据功能，完善对车辆、船舶和集装箱等设备运转的调度。GIS将获得的表格型数据转换为地理图形显示，在统一的平台上动态输出设备状态，并进行相关分析，由监管人员对流转作业进行组织和管理。

对于桥吊上箱体在装卸操作中的定位，使用运动机制测算原则采集位置信息。先对整个码头和前方堆场进行坐标映射，通过PLC程序直接计算小车和吊具的位置；根据旋转编码器测出天车运动的角速度，转换为双向正交脉冲信号，经过计数模块后转换成脉冲数，再结合脉冲分辨率得出大车的行走位移。采集到的小车、吊具和大车的信息经过PLC统一控制输出，这样在后台监控系统能实时跟踪吊具作业状态和箱体的位置。

3.2　数据融合与分析预测

3.2.1分布式数据融合平台

考虑各个码头系统独立运转，码头间的信息交互效率较低，为提高码头间的通信能力，统一监管、调配系统资源，创建一个群集式数据融合平台。徐浦、虎林、老港和老港新基地码头各有一个中控服务器，将这些服务器进行耦合，并发运行，互为备份、负载均衡，群集后的公共数据存放于高冗余磁盘阵列中，群集中的节点可以被动地添加或删除，以最大限度的扩展系统满足不断增加的系统应用负载需求。当一个或多个节点连接超时或出现硬件故障时，能实现将应用无缝透明地切换到其他正常节点继续运行。因此，集群后的分布式数据库使所有码头的数据信息实现共享，在应急状态下任何码头均可访问其他码头的数据，从而实现流转设备状态实时跟踪统计。

3.2.2大数据深度信息挖掘

整个集运系统主要包括垃圾压缩，车运，中转，吊车装卸，船运，填埋等多个环节，在每个环节中都会产生大量的数据。要使数据充分发挥其作用，更好的服务决策管理首先应该建立数据仓库，从数据仓库中进行数据挖掘更为便利。原始大数据一般含有噪声，不完整、不一致的数据信息，要在预处理阶段将其滤除，再通过数据清洗、集成、转换、离散化过程获得可靠数据，将它作为挖掘对象并建立模型使用分类、关联、聚类等方法进行预测分析。通过数据挖掘技术，可获得一些未知的和有用的信息，帮助决策层做出快速准确的决策。同时提高整个集运系统的智能化运行，如：对系统潜在的风险提前预警，评估码头运输的负荷量，评估集装箱的吞吐量和车辆、船只、吊桥等设备的利用率，评估工作人员的效率，评估智能作业指令的流畅性和高效性等等并及时把信息反馈给决策层。

3.3　三维动态人机交互

在集运系统监管层，监控人员需要从不同角度局部或全局地掌控前方作业的实况，在中心软件系统构造了一个人机交互控制模型。利用B/S体系结构为框架，基于WPF技术，设计出具有友好人机交互界面、丰富表现形式和3D场景动态输出的软件系统。该系统支持对各码头作业场景、前后方堆场、吊具工作状态的实时监控，对流转箱体的详细操作信息进行实时查询。对车辆、船只的地理信息进行查询时，结合GIS和GPS系统提供的数据以2D或3D地图的形式呈现给用户。在数据分析和显示时，WPF提供的图表控件能以非常专业的形式呈现给用户。此外，还提供了后续对系统功能进行扩展的接口。

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Demonstration System Study and Implementation on Shanghai Living

Garbage Processing Information System

GUO Guangzhai

(Shanghai SMI Environmental Industry Co.，Ltd，Shanghai 201103)

Abstract：For the growing trend of living garbage in Shanghai City，The paper proposes garbage river containerized transport system.According to analyze the system function，a model information management system with complete structure and standardization operation mechanism is designed.

Keywords：living garbage；inland river containerized transport；demonstration system

作者简介：郭广寨，博士，高级工程师，主要研究领域环境工程

中图分类号：X21

文献标识码：A

文章编号：1673-288X(2015)06-0200-02