一种基于时空大数据的垃圾分类监管系统及其方法

摘要

本发明公开了一种基于时空大数据的垃圾分类监管系统及其方法，包括时空数据采集终端、时空数据管理与服务中心、垃圾分类监管应用子系统，时空数据采集终端、时空数据管理与服务中心、垃圾分类监管应用子系统通过软甲架构设置，时空数据采集终端作为加载垃圾分类数据采集系统，负责垃圾分类时空数据获取，解决数据来源的问题，终端包括移动终端和桌面终端。本发明与现有技术相比的优点在于：全面掌握垃圾分类底数和动态运营数据，使监管具备全局视角；为垃圾分类设施规划建设工作提供数据和技术支撑，有数可查、有据可依，便于进行科学决策；系统化、自动化统计分析，极大节省人力和时间成本。

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾处理领域，具体是指一种基于时空大数据的垃圾分类监管系统及其方法。

背景技术

面对日益增长的垃圾产量和环境状况恶化的局面，垃圾处理已成为当前世界各国共同关注的迫切问题。垃圾分类可以最大限度地实现垃圾资源利用，减少垃圾处置的数量，改善生存环境状态，是对垃圾进行有效处置的一种科学管理方法。但是由于公众习惯、设施不足、缺少技术手段等原因，垃圾分类实施、监管困难，亟需数据化、科学化的监管系统来监督和指导垃圾分类政策落地。

发明内容

本发明要解决的技术问题是(1)垃圾分类设施底数不清，城市化发展进程加快，垃圾产生量与日俱增，垃圾分类设施种类、数量、分布、处理能力等数据不请，成为城市垃圾治理的制约因素；

(2)系统建设存在数据孤岛，数据不全面、整合程度低，试点地区智能化垃圾分类监管系统的建设，多基于智能化垃圾分类设备，由于设备和运营商的不同，形成一个个数据孤岛，并且未覆盖普通垃圾分类设施，数据整合程度低，不利于数据分析和利用；

(3)监管乏力，缺乏决策依据，垃圾分类监管工作依赖大量人力，且监管效果不理想，垃圾分类设施规划、建设以及政策落实等缺少数据和技术支撑。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于时空大数据的垃圾分类监管系统及其方法，包括时空数据采集终端、时空数据管理与服务中心、垃圾分类监管应用子系统，时空数据采集终端、时空数据管理与服务中心、垃圾分类监管应用子系统通过软甲架构设置，时空数据采集终端作为加载垃圾分类数据采集系统，负责垃圾分类时空数据获取，解决数据来源的问题，终端包括移动终端和桌面终端；

时空数据采集终端负责实现垃圾分类时空数据的管理、分析和面向应用服务，为垃圾分类监管提供数据支撑，包括时空数据库、时空数据引擎、时空分析模型和时空数据服务，时空数据库用于管理空间数据和业务数据，通过时空数据引擎进行时空数据的采集、存储、管理和发布，数据模型与结构遵循相关国家和行业标准；

时空数据分析模型是实现时空数据融合的关键，基于基础的设施空间数据和运营监管数据，建立数据分析模型，在指定位置一定范围内搜索、统计垃圾分类设施的数量、分布和负载情况，通过时空数据服务的方式反馈给监管系统应用；

时空数据服务包括地图服务、数据转换、输入输出、查询统计、模型分析等服务，对外提供统一调用接口，数据采集和监管应用向时空数据管理与服务中心请求服务，数据中心接收请求并提供地图和数据服务；

垃圾分类监管应用子系统基于数据采集和管理，面向主管部门和公众提供监管应用，包括垃圾分类监管“一张图”、移动监管应用、公众监督和辅助决策。

本发明与现有技术相比的优点在于：(1)全面掌握垃圾分类底数和动态运营数据，使监管具备全局视角；

(2)为垃圾分类设施规划建设工作提供数据和技术支撑，有数可查、有据可依，便于进行科学决策；

(3)系统化、自动化统计分析，极大节省人力和时间成本。

作为改进，时间数据库的空间数据，包括基础地理数据(地形、道路、行政区划、居民点、地名地址)、网格化管理数据(网格划分)、垃圾分类设施数据(设施位置、属性)，数据采用统一的坐标基准，保证坐标系统一致，通过图层叠加形成统一的一张地图，该地图是数据采集与应用的基础。

作为改进，时间数据库的空间数据通过移动终端采集，终端加载统一的地图服务数据，利用终端内置GPS或北斗定位模块，实时获取设施所在位置空间坐标，并通过坐标转换算法转换为与数据中心一致的空间坐标，坐标以X、Y形式存储，通过时空数据引擎存储到时空数据库，设施数据按照生活垃圾分类设施设备配置标准与实际需求进行分类管理，包括垃圾投放点、集运点、垃圾箱、垃圾处理场，设施具有唯一编码，用于与业务数据进行关联，设施采集时，基于网格数据和空间位置定位，自动获取设施网格属性并赋值，同时支持采集人员修改编辑。

作为改进，时间数据库的业务数据包括垃圾分类运营数据、垃圾分类监督管理、设施基本属性和运营管理数据，基本属性包括设施类型、管理方式、处理能力、流向、负责人信息，设施空间数据采集时可同步录入；运营管理数据包括运营管理单位、分类收运路线、关键设施、关键节点的运营数据等，运营单位、收运路线、运输车辆类静态数据通过电脑终端系统录入，转运、处理数据通过移动终端数据打卡界面录入。

作为改进，垃圾分类监管应用子系统的垃圾分类监管“一张图”功能，综合应用数据管理与服务中心的数据，加载基础地理数据、网格数据以及垃圾分类设施数据，设施数据根据设施类型、设施状态在地图上以不同图标和颜色标识，并融合运营信息、监督监管信息对网格化垃圾分类工作进行数据可视化，可视化指标包括垃圾分类覆盖度、智能化垃圾分类设施占比、处理能力、问题列表内容。

作为改进，垃圾分类监管应用子系统的移动监管应用功能面向主管部门，用于巡查各网格宣传贯彻、设施建设、分类效果垃圾分类监督管理工作，并接收公众监督问题，应用基于垃圾分类一张图，可在地图上进行设施查询、定位，并进行现场取证(拍照、音频)、上报巡查问题，记录巡查、处理结果。

作为改进，垃圾分类监管应用子系统的公众监督功能向社会公众提供监督应用，公众对于设施不足、分类不当、设备损坏问题，可以通过问题反馈进行问题上报，由主管部门进行落实处理。

作为改进，垃圾分类监管应用子系统的辅助决策功能基于数据采集和监管应用提供垃圾分类日报、月报、年报，系统展示管辖区域以及各网格垃圾分类执行情况，作为网格化管理工作的考核依据。

附图说明

图1是一种基于时空大数据的垃圾分类监管系统及其方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明在具体实施时，一种基于时空大数据的垃圾分类监管系统及其方法，包括时空数据采集终端、时空数据管理与服务中心、垃圾分类监管应用子系统，所述时空数据采集终端、时空数据管理与服务中心、垃圾分类监管应用子系统通过软甲架构设置，所述时空数据采集终端作为加载垃圾分类数据采集系统，负责垃圾分类时空数据获取，解决数据来源的问题，终端包括移动终端和桌面终端；

所述时空数据采集终端负责实现垃圾分类时空数据的管理、分析和面向应用服务，为垃圾分类监管提供数据支撑，包括时空数据库、时空数据引擎、时空分析模型和时空数据服务，所述时空数据库用于管理空间数据和业务数据，通过时空数据引擎进行时空数据的采集、存储、管理和发布，数据模型与结构遵循相关国家和行业标准；

所述时空数据分析模型是实现时空数据融合的关键，基于基础的设施空间数据和运营监管数据，建立数据分析模型，在指定位置一定范围内搜索、统计垃圾分类设施的数量、分布和负载情况，通过时空数据服务的方式反馈给监管系统应用；

所述时空数据服务包括地图服务、数据转换、输入输出、查询统计、模型分析等服务，对外提供统一调用接口，数据采集和监管应用向时空数据管理与服务中心请求服务，数据中心接收请求并提供地图和数据服务；

所述垃圾分类监管应用子系统基于数据采集和管理，面向主管部门和公众提供监管应用，包括垃圾分类监管“一张图”、移动监管应用、公众监督和辅助决策。

所述时间数据库的空间数据，包括基础地理数据(地形、道路、行政区划、居民点、地名地址)、网格化管理数据(网格划分)、垃圾分类设施数据(设施位置、属性)，数据采用统一的坐标基准，保证坐标系统一致，通过图层叠加形成统一的一张地图，该地图是数据采集与应用的基础。

所述时间数据库的空间数据通过移动终端采集，终端加载统一的地图服务数据，利用终端内置GPS或北斗定位模块，实时获取设施所在位置空间坐标，并通过坐标转换算法转换为与数据中心一致的空间坐标，坐标以X、Y形式存储，通过时空数据引擎存储到时空数据库，设施数据按照生活垃圾分类设施设备配置标准与实际需求进行分类管理，包括垃圾投放点、集运点、垃圾箱、垃圾处理场，设施具有唯一编码，用于与业务数据进行关联，设施采集时，基于网格数据和空间位置定位，自动获取设施网格属性并赋值，同时支持采集人员修改编辑。

所述时间数据库的业务数据包括垃圾分类运营数据、垃圾分类监督管理、设施基本属性和运营管理数据，基本属性包括设施类型、管理方式、处理能力、流向、负责人信息，设施空间数据采集时可同步录入；运营管理数据包括运营管理单位、分类收运路线、关键设施、关键节点的运营数据等，运营单位、收运路线、运输车辆类静态数据通过电脑终端系统录入，转运、处理数据通过移动终端数据打卡界面录入。

所述垃圾分类监管应用子系统的垃圾分类监管“一张图”功能，综合应用数据管理与服务中心的数据，加载基础地理数据、网格数据以及垃圾分类设施数据，设施数据根据设施类型、设施状态在地图上以不同图标和颜色标识，并融合运营信息、监督监管信息对网格化垃圾分类工作进行数据可视化，可视化指标包括垃圾分类覆盖度、智能化垃圾分类设施占比、处理能力、问题列表内容。

所述垃圾分类监管应用子系统的移动监管应用功能面向主管部门，用于巡查各网格宣传贯彻、设施建设、分类效果垃圾分类监督管理工作，并接收公众监督问题，应用基于垃圾分类一张图，可在地图上进行设施查询、定位，并进行现场取证(拍照、音频)、上报巡查问题，记录巡查、处理结果。

所述垃圾分类监管应用子系统的公众监督功能向社会公众提供监督应用，公众对于设施不足、分类不当、设备损坏问题，可以通过问题反馈进行问题上报，由主管部门进行落实处理。

所述垃圾分类监管应用子系统的辅助决策功能基于数据采集和监管应用提供垃圾分类日报、月报、年报，系统展示管辖区域以及各网格垃圾分类执行情况，作为网格化管理工作的考核依据。

本发明的工作原理：本发明提供一种基于时空大数据的垃圾分类监管系统及其方法，以解决垃圾分类监管缺少数据和技术支撑的问题，实现动态监管。系统包括时空数据采集终端、时空数据管理与服务中心以及垃圾分类监管应用子系统。

时空数据管理与服务中心负责实现垃圾分类时空数据的管理、分析和面向应用服务，为垃圾分类监管提供数据支撑；时空数据管理中心由时空数据库、时空数据引擎、时空分析模型和时空数据服务构成。

时空数据库用于管理空间数据和业务数据，通过时空数据引擎进行是空数据的采集、存储、管理和发布，数据模型与结构遵循相关国家和行业标准。其中，空间数据部分包括基础地理数据(地形、道路、行政区划、居民点、地名地址等)、网格化管理数据(网格划分)、垃圾分类设施数据(设施位置、属性)，数据采用统一的坐标基准，保证坐标系统一致，通过图层叠加形成统一的一张地图，该地图是数据采集与应用的基础；业务数据包括垃圾分类运营数据、垃圾分类监督管理等数据。

时空数据分析模型是实现时空数据融合的关键，基于基础的设施空间数据和运营监管数据，建立数据分析模型，如缓冲区分析模型，在指定位置一定范围内搜索、统计垃圾分类设施的数量、分布和负载情况，通过时空数据服务的方式反馈给监管系统应用。

时空数据服务包括地图服务、数据转换、输入输出、查询统计、模型分析等服务，对外提供统一调用接口，数据采集和监管应用向时空数据管理与服务中心请求服务，数据中心接收请求并提供地图和数据服务。

时空数据采集终端加载垃圾分类数据采集系统，负责垃圾分类时空数据获取，解决数据来源的问题，终端包括移动终端和桌面终端：

设施空间数据通过移动终端采集，终端加载统一的地图服务数据，利用终端内置GPS或北斗定位模块，实时获取设施所在位置空间坐标(一般为WGS84坐标系)，并通过坐标转换算法转换为与数据中心一致的空间坐标，坐标以X、Y形式存储，通过时空数据引擎存储到时空数据库，设施数据按照生活垃圾分类设施设备配置标准与实际需求进行分类管理，包括垃圾投放点、集运点、垃圾箱、垃圾处理场等，设施具有唯一编码，用于与业务数据进行关联，设施采集时，基于网格数据和空间位置定位，自动获取设施网格属性并赋值，同时支持采集人员修改编辑。

业务数据包括设施基本属性和运营管理数据，基本属性包括设施类型、管理方式、处理能力、流向、负责人等信息，设施空间数据采集时可同步录入；运营管理数据包括运营管理单位、分类收运路线、关键设施、关键节点的运营数据等，运营单位、收运路线、运输车辆等静态数据通过电脑终端系统录入，转运、处理数据通过移动终端数据打卡界面录入。

对于已有信息化系统(如智能垃圾箱系统)，通过数据接口或者中间件的方式，接入不同运营厂家的运营信息，包括设施类型、设备状态、作业节点、车辆轨迹、监控视频等信息；

垃圾分类监管应用基于数据采集和管理，面向主管部门和公众提供监管应用，包括垃圾分类监管“一张图”、移动监管应用、公众监督和辅助决策：

垃圾分类监管“一张图”综合应用数据管理与服务中心的数据，加载基础地理数据、网格数据以及垃圾分类设施数据，设施数据根据设施类型、设施状态在地图上以不同图标和颜色标识，并融合运营信息、监督监管信息对网格化垃圾分类工作进行数据可视化，可视化指标包括垃圾分类覆盖度、智能化垃圾分类设施占比、处理能力、问题列表等内容。

移动监管应用面向主管部门，用于巡查各网格宣传贯彻、设施建设、分类效果等垃圾分类监督管理工作，并接收公众监督问题，应用基于垃圾分类一张图，可在地图上进行设施查询、定位，并进行现场取证(拍照、音频)、上报巡查问题，记录巡查、处理结果。

公众监督面向社会公众提供监督应用，公众对于设施不足、分类不当、设备损坏等问题，可以通过问题反馈进行问题上报，由主管部门进行落实处理。

辅助决策模块基于数据采集和监管应用提供垃圾分类日报、月报、年报，系统展示管辖区域以及各网格垃圾分类执行情况，作为网格化管理工作的考核依据，此外，应用基础地形、城乡规划、环境保护等专题数据，可在地图上进行垃圾分类设施如垃圾处理场的规划建设选址，如选址范围内存在水源地保护区、洪泛区和泄洪道、人畜供水点、河流、湖泊等，则不适宜建设垃圾处理设施。

综上，该发明基于全面的垃圾分类设施数据信息、闭环的问题处理流程和机制，有助于主管部门摸清家底、发现问题、业务优化，形成科学、长效化的业务运转和监管体系。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。