智能垃圾分类系统项目阶段报告

  • 2020-05-09
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邹佳言,方月,王昱程

为什么要做这个项目?

保护环境与减少污染

我们通过各种研究发现,现在的垃圾分类、垃圾运输等过程的各个环节中都有着极多的人为干涉。对垃圾的处理和环境的保护都产生了很大的影响,我们这个项目可以有效地减少人为的干涉,对保护环境和减少污染都有非常大的好处。

让人们的生活更便捷

我们这个项目垃圾处理的过程中基本没有人为的干涉,可以进行分类消毒以及清理,不需要人们来进行垃圾分类,因为我们发现,以现在的科技水平还很难让所有的垃圾合理分类、准确处置。而且这样更加的节省人们的时间,来干一些其他更有意义的事情,基本满足了人们懒的天性,让人们可以更便捷的生活。

从源头做好垃圾分类

自从中国开始垃圾分类回收和再次利用,人们对垃圾的处理就变得越来越复杂,在这整个过程中都可能会出现垃圾分类方面上的错误,我们设计的垃圾传输管道可以从整个过程的源头:扔垃圾,开始就做好垃圾分类。同时,还可以在各个流程中减少人为干涉,让垃圾分类变得简单而有效。

现在楼宇内垃圾处理存在的问题有哪些?

扔垃圾操作不方便

现在我们扔垃圾的过程会产生许多麻烦,比如:如果我们住在六楼的话,再下楼扔垃圾非常不方便。需要花费时间太长,很浪费时间。我们需要让这个时间缩短,节省时间来干其他的事情。并且,在我们扔垃圾之后,无业人员先要将垃圾进行小区内的汇总,环卫人员还需要再把垃圾运输到垃圾站进行收集,也需要花费一定的时间。

分类错误可能性高

我们经过了一些调查发现,大多数人对垃圾分类规则有不清楚或是记不住的问题,垃圾分类的过程极为漫长,并且全部是人为操作,而人类并不像机器人一样可以一直非常精准的进行垃圾分类,人类会感受到疲劳,也会受到外界的干涉,这可能导致成分类的不精准,有很大的几率会分错。很多人也为此不愿意或是不想要进行垃圾分类。我们针对这方面进行了改进,而且现在的科技水平也可以有很多的解决方案,比如:在垃圾桶旁边贴上表示,通过智能控制系统来自动分类等等。现在,北京的垃圾分类已经开始,大棒骨、未清洗的牛奶盒、玉米芯等垃圾,则成为多个社区居民垃圾分类的易错“考题”。

垃圾处理流程太长

我们发现,现在的人为垃圾分类流程非常的长。从我们把手中的垃圾扔到自家的垃圾桶开始,到保洁员把垃圾运送至垃圾站,再到环卫工人把垃圾进行焚烧或填埋。所以,在经过那么多的步骤之后,就算在一开始我们已经做好了垃圾分类,在运输和处理的过程中也有很大的可能会被扰乱,所以我们就想到可以在这方面进行一个改进,让垃圾处理的过程大幅缩短,并且可以提高垃圾分类的正确率和效率。

北京的垃圾分类标准

北京将生活垃圾分为厨余垃圾、可回收物、有害垃圾、其他垃圾四大类 。厨余垃圾是指家庭中产生的菜帮菜叶、瓜果皮核、剩菜剩饭、废弃食物等易腐性垃圾;从事餐饮经营活动单位集体食堂在食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的食物残渣、食品加工废料和废弃食用油脂;以及农贸市场、农产品批发市场产生的蔬菜瓜果垃圾、腐肉、肉碎骨、水产品、畜禽内脏等。其中,废弃食用油脂是指不可再食用的动植物油脂和油水混合物。可回收物是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的,已经失去原有全部或者部分使用价值,回收后经过再加工可以成为生产原料或者经过整理可以再利用的物品, 主要包括废纸类、塑料类、玻璃类、金属类、电子废弃物类、织物类等 。有害垃圾是指生活垃圾中的有毒有害物质,主要包括 废电池 废荧光灯管,废油漆、溶剂及其包装物,废杀虫剂、消毒剂及其包装物,废胶片及废相纸 等。其他垃圾是指除厨余垃圾、可回收物、有害垃圾之外的生活垃圾,以及难以辨识类别的生活垃圾。

为什么会有这些问题?

大家都很“懒”

“懒惰“是社会进步的重要“动力”。正是因为懒惰,很多机器被发明创造出来。我们设计的这款垃圾管道也是一样的。因为我们懒,所以我们需要这款自动可以分类、消毒、处理的垃圾管道,它就解决了我们人类在扔垃圾这件事情上懒的天性,而且可以更便捷的进行垃圾处理与分类。

垃圾分类和处理的要求提高

我们在调研中发现,各大城市实行垃圾分类后对所有垃圾的处理要求都特别严格,垃圾分类规则比较复杂,并且极其容易混淆。所以大家会觉得垃圾分类很困难,对这些规则记不太清,也就会不愿意去进行分类。

楼宇设计不合理

按照几个城市的垃圾分类要求,现在楼宇的设计是不能完全满足需要的。因为在每个楼层都没有分类处置垃圾的空间和设施,没有在楼内的公共区域安置垃圾桶,居民扔垃圾需要到小区的集中投放点,距离远、时间长,很不方便。

过去和现在都有些什么好做法?

过去:老楼里的“垃圾管道”

上世纪建设的老的楼房中一般设计有垃圾通道,可以有效地解决人们扔垃圾不方便的问题,居民扔垃圾不用下楼,但垃圾已经聚集在了楼下,扔垃圾更方便,解决了垃圾在家中会发出异味的问题,还让清洁人员能够更方便的进行垃圾运输,但是老式的垃圾管道也带来了一些问题。 有这样9点: 尺寸太小,大物件放不进去,会堵住、有异味、无法进行垃圾分类、有病毒传播、费钱、费材料、不美观、不卫生、有很多的人为干涉。

现在:人工智能技术和智能机械技术

我们认为,现在的科技在不断的进步,人们研发出了很多种技术,都可以应用在我们的垃圾管道上。比如:电子眼,识别系统、机械装置,以及一些APP等等。让我们的垃圾分类变得更加简洁智能化。如果现在还没有合适的APP小程序可以直接使用,我们甚至可以通过编程自己去创建一个。

国内外的成功经验

我们调研了一些国内外的先进做法,比如:将垃圾扔在规定场所,并且使用市场上统一出售的垃圾袋分类装垃圾。扔带有液体的垃圾时,先将液体空干后再扔。对于装不进袋的大件物品,要捆扎好后再扔。喷雾剂罐等具有爆炸性的危险物品,要将内部液体或气体完全排放干净后再扔。剃须刀片、碎玻璃等危险物品,要用报纸包好后,写上“危险”二字,装入塑料袋中。纸类和衣物布匹类垃圾要分类用绳子捆扎好。对于有害类垃圾,一定要放入塑料垃圾袋扔出,并在袋上面写上“有害性垃圾”。在扔出时不要和资源性的垃圾混在一起。对于建筑材料类垃圾,在重新购置建筑材料的时候,让店主取走换下的物品。

我们想这么解决问题

使用智能化的系统替代人力

我们想到,以现在的科技水平,足以满足用智能系统进行分类来替代人工分类,并且解决方法可能有很多种,所以在我们这次对垃圾管道的改造中,智能化的系统是一个固定的要素和必然的趋势。

第一时间提供指导性的提示

在智能化系统的基础上,我们还需要提供指导性的提示,比如:在系统旁边贴上分类表示或是添加一个可以自动进行分类的程序,这样无论如何都会对人们或机器的垃圾分类正确率进行提高。

增加就近居所的分类垃圾桶

我们认为可以在楼宇中的每个楼层按照政府的垃圾分类要求安置一些分类垃圾桶让人们一出家门直接分类扔垃圾,甚至不用在家里再配置分类垃圾桶,提高了便捷度,不过我们目前选择了用一个贯通整个楼的垃圾管道来提高便捷度,可以改变现在保留居民垃圾桶,取消楼道内垃圾桶,变成从源头上取消或减少居民垃圾桶。来大大减少“分类垃圾桶”的数量。

减少垃圾处理中的环节

我们使用了垃圾管道来进行垃圾处理,实现了智能化。在垃圾分类,垃圾运输和垃圾处理3个步骤中,都对人为干涉进行了减少,省去了保洁员进行反复的垃圾运输分类,对人们扔垃圾的时间和保洁员的工作量都进行了减少。

我们想设计出一套智能垃圾分类系统

系统的总体描述

这将会是一个贯穿整座楼的管道,类似于一个专门传输垃圾的电梯。人们在扔垃圾时,不需要人为的再去进行垃圾分类,会有一个智能的系统可以分辨垃圾的类别,垃圾会自动传输至一个整个楼的集中垃圾处理地,完成垃圾倾倒后,还会对垃圾桶进行消毒清洗,让垃圾桶在整个楼内形成一个循环。小区的物业人员只需要在垃圾集中地处理垃圾即可 。我们希望可以在未来的楼宇中添加我们设计的系统。

系统的主要功能

1自动子垃圾通道选择。在每个楼层都会有一个窗口,人们扔的垃圾由机器自动分类,通过自动识别等智能手段辨别垃圾的类别,人们就可以通过机器的判断,将垃圾扔到对应的垃圾桶内,可以保证垃圾分类的效率和正确率。

2汇总垃圾桶满量的自动提示。通过管道分类之后,每个垃圾桶都会根据它的时间体积重量等因素来传输和倾倒,比如:厨余垃圾因为容易腐烂,所以更侧重于时间因素。而可回收垃圾体积较大,所以会侧重于体积。当垃圾桶满足一定条件后,中控中心就会收到通知,控置子垃圾桶自动运送到垃圾集中地。

3子垃圾桶的自动传输。每一层的每一类垃圾桶都与它的同类垃圾桶在同一条自动机械轨道上,当中控中心收到垃圾桶需要清理的提示后,子垃圾桶就会从对应的轨道落下,移动到位于地下的垃圾集中地。

4垃圾管道自动清洗。我们考虑到关于一个全楼贯通的垃圾管道的卫生性如果不进行清洗的话,会产生异味和细菌,所以我们在设计中添加了一个可以在垃圾桶于垃圾集中地倾倒之后消毒、清洗、吹干的系统,清洗后就可以保持公共垃圾桶的基本卫生。

设计草图

(地下示意图)
(全楼及面板示意图)

后续研究和潜在问题

垃圾通道的尺寸

因为我们还没有进行深入调查了解各类垃圾的尺寸,所以目前没有考虑到垃圾管道的尺寸,这些仍在后续完善。

垃圾通道的材料

因为材料会影响到垃圾管道的美观性、坚固性等等,我们认为有可能很多种材料都适合做垃圾管道,但是都有不同的缺点和优点,我们在后续会在进一步的研究中再选定。

垃圾通道的美观

因为我们现在只考虑到了垃圾管道的实用性,还没有考虑外观。我们在后续研究中会考虑一下楼层垃圾窗口的设计。

其他问题

现在还是一个初步的想法,随着后面研究的进一步深入,可能还会发现其他问题,到时候再逐步完善,提出解决方案。

这项项目的意义重大,让市民们的生活便捷程度有了很大的提高,能够有效解决人们再扔垃圾这个方面上懒的缺陷。扔垃圾以及垃圾分类上消耗的时间大大减少。可以将更多时间花在更有意义的事情上。我们将在现在的基础上继续开展研究。

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