吴桐

基于人工智能技术的垃圾分类回收系统研究

吴桐

（西安北大科技园创新基地，陕西 西安 710061）

研究当前城市生活垃圾的回收现状，城市生活垃圾分类回收过程非常复杂，需要投入大量的人力、财力等，针对这种现状，可以设计基于人工智能技术的垃圾分类回收系统，智能、高效地处理回收城市生活垃圾，降低城市生活垃圾分类回收的成本，进一步提升垃圾分类回收的效率，为中国绿色节能生活目标贡献力量。

人工智能技术；垃圾；分类回收；回收系统

中国城市化发展速度越来越快，人们的生活水平也不断提高，城市生活垃圾也越来越多，城市生活垃圾管理工作的工作压力不断加大。当前很多城市利用集中收集和集中处理的方式，不仅极大地浪费了可回收资源，还加大了垃圾处理难度，浪费了人力和物力等。很多城市利用传统的垃圾处理方式，每天固定时间、固定车辆到各个地点回收垃圾，垃圾回收人员没有掌握垃圾的相关信息和作业情况，这就需要利用基于人工智能技术的垃圾分类回收系统，集中管理调度城市垃圾，合理分配可回收资源，提高垃圾收集处理效率。

1 生活垃圾回收处理现状

中国城市化发展进程不断加快，城市生活垃圾快速增多，中国很多城市发展都面临着生活垃圾处理的难题。当前中国城市生活垃圾处理主要利用垃圾箱混合收集垃圾，再送入到垃圾中转站进行统一处理，垃圾的回收和处理过程都存在问题。

人们缺乏垃圾分类观念，城市生活垃圾分类回收工作涉及到较多的工作环节，干扰因素比较多，需要投入大量的资金，垃圾回收周期比较长，短期内很难看到实际收益，回报率比较低，此外中国缺乏相关管理制度，这些问题都会制约中国生活垃圾的科学处理[1]。

当前中国在处理城市生活垃圾的过程中，有机肥占据8.21%左右，填埋占据57.97%左右，焚烧占据33.82%左右。政府环境卫生部门发挥主导作用，居民源头回收物分类回收管理发挥辅助作用，这种城市垃圾回收处理方式需要耗费大量的人力和财力，涉及到繁杂的中间环节，还存在着资源浪费和环境污染等问题。政府主导利用有机堆肥和填埋以及焚烧形式，对于垃圾落实无害化处理，在城市垃圾回收处理过程中，政府属于责任主体，这项工作非常复杂，处理过程却比较简单，很多工作没有落实，导致城市垃圾回收效率比较低，取得的效果也不够明显。城市生活垃圾分类回收处理情况如图1所示。

图1 城市生活垃圾分类回收处理情况

中国垃圾处理工作发展时间比较短暂，当前还处于无害化处理为阶段，当前虽然中国也具有垃圾分类制度和垃圾分类收集箱，但是因为总体环保观念意识不强，垃圾分类处理技术手段比较落后，无法有效落实垃圾分类回收工作。出现这种情况，一方面是因为中国只是通过宣传增强公民意识，人们还没有建立垃圾分类的价值观。此外垃圾分类回收工作具有系统性，涉及到较多等环节，每个环节都可能会影响到整个系统。因此，在研究基于人工智能技术的垃圾分类回收系统的过程中，需要综合考虑所有的影响因素[2]。

利用基于人工智能技术的垃圾分类回收系统可以对于垃圾实施挤压和脱水处理，这样可以减小垃圾的体积，有利于降低垃圾分类回收工作强度，提高工作效率，此外在运转垃圾时可以避免垃圾出现二次污染的问题，通过分类处理城市生活垃圾，还可以实现垃圾的循环再利用。

2 基于人工智能技术的垃圾分类回收系统整体模块

基于人工智能技术的垃圾分类回收系统如图2所示。

图2 基于人工智能技术的垃圾分类回收系统

2.1 分类支持模块

垃圾袋分类：垃圾袋分为2种，蓝色是厨余垃圾袋，绿色是其他生活垃圾袋，同时具有对应的垃圾箱，包括蓝色厨余垃圾箱和绿色生活垃圾箱，同时在物业上，需要保持用户、社区管理、垃圾处理设备之间的密切联系，体现储存个人编码信息的ID卡的人工智能应用与识别，方便合理社区管理员计算住户的物业费用[3]。

居民倒垃圾需要刷卡，以多倒多收费的原则为基础，针对不可回收垃圾需要收费，可回收垃圾可以根据一定价格标准计入到居民ID卡当中，这样可以同时起到制约和奖励的作用。每个家庭都要配备厨余垃圾处理机，此设备可以初步处理家庭厨余垃圾，可以对于垃圾实施粉碎和脱水等处理工序，处理之后向厨余垃圾桶中注入残渣。此外，家庭中还要具备生活垃圾桶，负责收集家庭日常生活垃圾。

2.2 分类处理模块

在垃圾箱安装设备信息采集系统，完成初步整合工作。利用GPRS网络向信息处理中心传输相关信息。分类处理模块主要负责信息的采集和传输，采集的信息包括用户编号以及垃圾重量等。利用RFID读写器读取ID卡，确定数据验证身份，验证通过之后，就会自动打开垃圾箱盖，住户可以向相应的垃圾箱内投放垃圾，随后自动关闭垃圾箱盖子，此时垃圾箱底部传感器可以及时确定垃圾重量。利用GPS设备获取垃圾箱的坐标信息。最后整合储存器的居民区编号和垃圾箱编号以及垃圾类型，利用网络向数据处理中心传输信息数据[4]。

利用楼层垃圾分类收集箱、集合设置读卡器和条形码扫描器以及传感器等，可确定垃圾主人、垃圾内容和垃圾重量等信息。通过扫描垃圾袋的条形码，再根据价格标准计入到ID卡当中，识别不同垃圾，这样有利于实施垃圾分类回收，并压缩处理回收的垃圾。针对厨余垃圾，通过粉碎和脱水处理之后，放入到可降解的垃圾袋当中，不会产生异味，不会发生二次污染。

2.3 清运模块

垃圾清运车辆主要包括干垃圾回收车辆和湿垃圾回收车辆，利用不同类型的车分别回收垃圾。在中转站利用数据库统一登记车辆的信息，登记的信息包括车辆吨位和车票号以及驾驶员等。车辆离开中转站时，基于人工智能技术的垃圾分类回收系统的清运模块可以自动识别车辆，准确记录车辆驶出中转站的时间，为车辆分配目的地和路线。车辆达到小区之后，清洁工需要刷卡启动智能垃圾桶之后回收垃圾，此时垃圾桶回收中心传输刷卡人的信息和垃圾相关信息。车辆需要根据既定路线回收垃圾，拉力机车装满之后再回到中转站。中转站自动识别车辆，并且将车辆驶回时间等信息记录下来，同时称重车辆，确定垃圾重量。垃圾运输车辆利用密闭钢瓶式运输厨余垃圾和生活垃圾，在运转过程中不会造成二次污染[5]。

在小区内部设置垃圾分类收集站，负责分类集中存放小区垃圾，收集站要分为厨余垃圾收集站和生活垃圾收集站，利用密闭式瓶和箱体结构承载垃圾，这样可以为运输工作提供更大的便利，同时还不会产生二次污染。

2.4 数据中心

利用小区管理分系统分析用户数据信息，并向物业及时反馈，结合辅助信息中心完成垃圾清运工作，分系统利用汇总分类支持模块和清运模块传输的数据，完成数据处理工作，确定用户的实际物业费。

信息中心结合区域内传输的垃圾桶重量和满溢情况，确定垃圾清运路线，安排车辆及时清运垃圾，再利用清运模块获取传输信息，可以实时监控管理垃圾处理过程。数据中心利用管理方式，减小信息中心工作压力，小区管理者也可以因此落实监控管理工作，顺利实施基于人工智能技术的垃圾分类回收系统的工作[6]。

3 基于人工智能技术的垃圾分类回收系统的应用

3.1 智能控制网点

利用智能控制网点，通过互联网技术操控机器内置系统，维持机器运转的稳定性。将网点综合管理系统加入到智能控制网点，实时更新宣传资料，对比传统分散网点控制，利用智能控制网点，可以提高更新速度，同时可以即时更新机器通知信息。区域负责人通过操作计算机，就可以远程实施控制网点的广告屏幕[7]。

3.2 系统管理

设计信息反馈系统为无线手持智能终端，利用该系统可以与LED屏保持通信，并且可以储存相关信息，将通知信息和反馈信息利用LED屏将内命令显示出来。系统管理主要发挥后台运行系统和手机客户端系统的作用。后天运行系统包括功能管理板块和信息反馈板块，利用功能管理，可以更新机器功能，在使用机器的过程中可以升级优化机器功能。利用信息反馈，可以实时监控机器使用情况，联系居民用户和工作人员以及后天数据处理人员，设置手机客户端系统，用户可以在论坛模块即时反馈使用感受，设置手机客户端系统，有利于提高用户的使用好感，居民也可以更好地参与到垃圾分类回收当中。

3.3 集中储存管理

线下回收机器负责回收资源，存放在区域临时放置点，达到运输量标准之后，工作人员再统一运送到仓库当中，由中央大仓库进行统一堆放，达到最佳盈利点之后可以进行出售，这样有利于提高居民的参与热情，维持基于人工智能技术的垃圾分类回收系统的运转。

4 结束语

本文概述了基于人工智能技术的垃圾分类回收系统，其最大的优势在于，可以在最大限度上循环再利用垃圾，无害化处理垃圾，降低垃圾分类处理的难度，优化车辆调度情况，更好地适应信息时代对垃圾处理工作的需求。城市生活垃圾分类回收工作不仅是技术工作，还需要得到政府部门相关法律法规的有力支持，同时需要利用有效的技术手段实现，未来，这方面将会得到进一步完善和加强。

［1］宁凯，张东波，印峰，等.基于视觉感知的智能扫地机器人的垃圾检测与分类［J］.中国图象图形学报，2019（8）：1358-1368.

［2］吴新华.“互联网+”模式下生活垃圾分类的研究与分析［J］.无线互联科技，2019（13）：126-128.

［3］孙翔，张帅，韩彪.关于在中国推行智能垃圾分类终端和模式的刍议［J］.环境保护，2019，47（12）：21-25.

［4］袁昕.建设美丽中国视角下高校生活垃圾分类管理的困境与出路［J］.河南工业大学学报（社会科学版），2019，15（3）：113-120.

［5］王玥，刘苇，崔昊.基于STC89C52单片机的智能分类垃圾桶的设计［J］.科技经济导刊，2019，27（16）：66.

［6］魏会敏，刘月娥，吴何铭，等.可追溯式智能分类垃圾桶盖的创意设计及应用［J］.信息记录材料，2019，20（5）：133-134.

［7］陈景翼，李春燕，盛宇彪，等.基于GPRS通讯的智能垃圾桶硬件电路设计［J］.电工技术，2019（2）：18-20，22.

X705

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.09.013

2095－6835（2020）09－0038－02

〔编辑：张思楠〕