李金玉婧 胡徐宁 周世杰 黄嘉麒 施泽仁
上海立信会计金融学院，上海 浦东 201209
摘要：当前，城市垃圾逐渐发展成为大多数城市面临的重要问题之一。随处堆放的垃圾既侵占了大量的土地，又严重破坏了生态环境，并对人体健康及城市的可持续发展构成了严重威胁。因此，如何有效处理城市垃圾问题逐渐发展成为相关部门高度关注的热点问题。基于此，本文首先基于区块链，分析了垃圾分类的可行性，并重点探讨了城市垃圾分类宜人化解决方案，以期能够为有效解决城市垃圾污染问题，进而营造良好的生态环境等提供一定的借鉴与参考。
关键词：城市垃圾；分类；智能；设计
随着我国经济发展与城市化进程加速，城市生活垃圾总量不断提高，为了实现2030年可持续发展议程，全国各地都相继发布了一系列有关政策，以最早的上海为例，自2019年7月1日起，《上海市生活垃圾管理条例》正式开始实施，这是上海首次针对生活垃圾全流程管理进行立法，意味着上海迈入生活垃圾管理的法治时代。本文基于大数据、区块链[1]等技术的支持下，设计了一个垃圾分类的解决方案，以响应国家政策，为城市垃圾的分类回收提供新的方法。
1.基于区块链,垃圾分类可行性分析
1.1区块链技术
区块链是一个链表的数据结构，每个区块相互链接，存储了一系列的有序事务，是一个特殊的分布式账本数据库。它和普通数据库的最主要的区别是数据加入数据库的方式，其具有一致性、不变性、典型性和去中心化。其中，去中心化的特性最为关键，它意味着整个系统中不会出现单一故障点，没有任何第三方可以私自篡改数据。真实、可信是区块链技术的核心标签。
1.2城市生活垃圾处理现状
我国近年来逐渐重视环境保护问题，对于政府所提出的垃圾分类，从以前的倡导逐渐转变为强制，虽然大多数人都积极配合，但是仍存在着诸多不自觉现象。目前的垃圾分类管理机制还存在许多缺点，如：定时定点垃圾分类导致加班族无法丢垃圾；破袋的垃圾分类法使西装革履的上班族担心衣服蹭上泔水；垃圾分类开罚单强制性强化了市民的垃圾分类意识，可同时也打消了大家的积极性，缺乏了过渡性培养；为了减少人工、便于管理而减少垃圾投放点，却使居民的便利性大打折扣，导致不少市民怨声载道。为了解决它们，银川市作为宁夏自治区的首府，正在积极的进行区块链与垃圾分类的结合。在2020年4 月，银川市政府已经开始在民生花园等12个小区逐步采用区块链应用平台，截止8月已有3.7万户居民参与，起到了很好的带头作用。[2]
2.产品概述
2.1智能垃圾分类机总体设计
2.1.1设计理念
秉承着“便民、环保、激励”的原则，可以将区块链技术与创新型垃圾分类体制相结合，打造一个真实、可信、高效、良性循环的垃圾分类平台，利用区块链构筑社区美德链，助力和谐、优美社区生态的建设。
2.1.2设计思路
针对城市生活垃圾处理现状，解决市民、政府的困难，温和实施垃圾分类政策，由政府设计一个“社区居民美德链”平台。“社区居民美德链”是一套基于大数据、区块链技术，同时结合层次分析法，服务上海市居民并推进上海市垃圾分类产业发展的一个系统平台。
“社区居民美德链”采用线上线下结合的方式，并且主要着重于四个点。 一通过采用智能垃圾桶和二维码垃圾袋，直接去除垃圾分拣监督员的人力资源消耗，同时支持全天候丢弃垃圾，减轻“996”一族生活烦恼。二平台为政府提供数据监控室，即时发现问题，即时解决问题。三系统采用激励市民正确垃圾分类的手段，一方面结合积分福利兑换，另一方面鼓励社区对美德分高的家庭进行荣誉表彰，增加市民垃圾分类积极性。四平台系统运用区块链技术，保证数据一旦上链记录不可篡改。
同时，与系统相配套的设备，可推出独有的二维码垃圾袋、带有二维码扫描屏幕的新型智能垃圾箱以及扫描枪。以此，每个家庭将会有属于自己的独一无二的标识。通过扫描二维码，可以将垃圾袋的情况准确对应到各个家庭中。 这是判断垃圾分类是否正确的基础。这样的特殊性也使得垃圾袋的回收利用率增大。新型智能垃圾箱上带有扫描屏幕，只需用垃圾袋上的二维码扫描，垃圾桶便会打开，既方便、卫生，还有助于严格管理。扫描枪将由垃圾总检站的分拣人员手持，目的在于再次扫描垃圾袋上的二维码，将是否分类准确的结果信息传回到每个家庭。
2.2智能垃圾分类机操作流程
2.2.1“美德链”操作流程图
2.2.2线下操作流程图
解决方案具体计划为：社区将对每一个家庭定期分发二维码垃圾袋供居民使用，垃圾袋由居委会统一分发，每个家庭只需每天在家进行垃圾分类之后将其投放到社区指定的垃圾站。扔垃圾时，居民扫描垃圾袋，垃圾箱门自动打开，居民们只需将垃圾袋扔入垃圾桶内即可。新型智能垃圾箱及二维码垃圾袋的投入使用后，居民们便可24小时随时投放垃圾。同时，垃圾分类员也不必等在垃圾桶边进行分类，节约了人力成本，也使居民的生活更加便捷。垃圾运输到垃圾站后，垃圾分拣员会使用手持红外设备扫描垃圾袋上的二维码追溯居民身份，确认分类无误后，给正确分类的居民加上美德分。美德分进入线上系统后，将依照“美德链”流程完成一系列操作，即为一次完整且完善的垃圾分类。
3.城市垃圾分类宜人化解决方案优势分析
3.1 便捷人民生活
通过智能垃圾桶和二维码垃圾袋，直接去除垃圾分拣监督员的人力资源消耗，同时支持全天候丢弃垃圾，减轻“996”一族生活烦恼。
3.2融合互联网新兴技术
（1）运用区块链技术，基于区块链的分布式记账、密码学以及智能合约这些技术具有去中心化、公开透明、不可篡改及可追溯的特点，通过二维码的方式，结合区块链技术，我们可以轻松地将真实的垃圾分类情况追溯到每一户家庭，确保信息安全准确，信息录入积分系统的完备性，并通过在线知识教育的方式从而减少盲目分类的数量，最终在根源上解决对垃圾分类的挑战。
（2）运用层次分析法，进行合理积分加权，对不同垃圾分类进行评分。如: 可回收垃圾可通过数量、重量[3]等多个维度返现。
（3）利用大数据技术，监控到整个城市的垃圾分类情况，对每个地区的垃圾情况有清晰具体的分析，并通过可视化数据将城市垃圾分类及生活垃圾情况量化，更有针对性地解决问题。
3.3有效提高群众形态意识
（1）系统采用激励市民正确垃圾分类的手段，一方面结合积分福利兑换， 另一方面鼓励社区对美德分高的家庭进行荣誉表彰，增加市民垃圾分类积极性。
（2）运用上有了更广阔的场景，可分为福利、便利、荣誉三个方面，不仅有物质奖励，更提供了就医优先、上学优先等措施，还鼓励社区对于美德分高的家庭的奖励，如美好家庭、先进社区人物等等，精神层面的“激励”。
3.4多方共同监管，丰富管理维度
方案中需多方协调合作、社区居民共同监督，多部门共享数据便于管理，同时社区实行网格化管理，精准解决每一户垃圾分类问题，提高居民垃圾分类意识。
4.未来前景与发展
4.1政策因素
2019年7月1日起，《上海市生活垃圾管理条例》正式开始实施，这是上海首次针对生活垃圾全流程管理进行立法，意味着上海迈入生活垃圾管理的法治时代。并且近年来，针对全国各个省市的垃圾分类管理条例相继推出，到2020 年底，先行先试的46个重点城市，要基本建成垃圾分类处理系统；其他地级城市实现公共机构生活垃圾分类全覆盖。到2022年，各地级城市至少有1个区实现生活垃圾分类全覆盖。2025年前，全国地级及以上城市要基本建成垃圾分类处理系统。
垃圾分类成为近年来各城市发展的重点，而上海作为首个试点城市，垃圾分类的优化改革势在必行。“社区居民美德链”可以显著提高居民垃圾投放效率、便捷度，帮助政府解决垃圾分类管理整治问题，同时线上线下结合[4]社会各类资源，打造新的垃圾分类模式，促进上海市垃圾分类政策的推行与完善。
4.2管理因素
实现多元主体参与，丰富管理维度。基于网格化管理，由投放垃圾这类公共性社会活动为始点，将全市群众（包括长住及暂住居民）、企业地址信息等进行彻底完善并纳入“一网通办”管理体系中，依托“一网统管”工作机制，丰富“一网统管”的管理维度。解决方案投入初期由地方城市管理行政执法局牵头，多方合力，定期开展垃圾分类执法检查及后续整改情况的监督工作。
管理初期依托网格化管理机制，由相应地区多方组成的网格管理人员带动居民及企业完成入户宣传工作；中期将逐渐由引导转为监督，从“强意愿”向 “强行为”进行转变[5]，结合解决方案自身的监督性、激励性进一步强化居民及企业垃圾分类意识；管理后期随着政府与社会力量合作，实现政府和社会公众共同推进垃圾分类工作的耦合，切实落实源头把控中端监督尾端处理的闭环。通过纳入市场、非政府组织、居民个体的力量，使居民们共同参与生活垃圾分类的各环节，生活垃圾分类政策赢得了社会的认可与配合，在降低执行成本的同时提高了政策的执行效率。[6]
4.3技术因素
针对业主信息安全、目标检测技术、垃圾及时回收等技术性要求目前已有区块链、大数据、机器学习、云计算等可行性技术支持。区块链技术在数据库连接上，设计了一种全新的数据交互系统(DIS),通过对区块链的监测，认证有效才允许通过 DIS 对数据库进行读写操作，阻止了第三方对数据库的直接操作，同时避免无权限管理者非法泄露用户信息。目标检测技术基于机器学习等方式获取分类垃圾相关特征，减少垃圾分拣站人力物力资源，通过技术分析赋予相应业主及企业积分及时上链。同时大数据、云计算等技术将深入优化监督平台的实时性准确性高效性，进一步促进政府获取有效数据发现问题，解决社会的隐蔽性问题。未来随着芯片技术、物联网技术的不断提升，将继续完善社会体制，优化垃圾分类等一系列问题，为市民营造一个绿色、和谐、文明、宜居的生活环境。
参考文献
[1] 大数据在城市生活垃圾智能分类管理中的应用研究.
[2] 贺亚琼,文婧,杜欢政.区块链助长中国垃圾分类产业:基于宁夏银川的案例. 资源再生, 2020(11): 第21-23+26页.
[3]樊亚男,陆莎.城市生活垃圾分类技术创新及影响因素分析——基于专利授权量的实证研究. 经济问题, 2020(12): 第121-129页.
[4]孟小燕.基于结构方程的居民生活垃圾分类行为研究.资源科学,2019.41 (6): 第1111-1119页.
[5]秦祥瑞,沈毅.垃圾分类试点的社区参与分化与政府主导定位——基于BN市的实证分析. 学海, 2020(06): 第135-141页.
[6]叶林,杜联繁,郭怡武.城市居民生活垃圾分类政策何以从引导转向强制 ——基于政策工具的视角. 天津行政学院学报, 2021. 23(01): 第33-45页.
基金支持：上海立信会计金融学院大学生创新创业训练计划资助
（项目编号：202011047038X）
第一作者简介：李金玉婧（2000年7月—）女，满族， 本科在读，学生。