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废弃物物流中物联网应用方案

时间:2012-10-22    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

废弃物物流指的是将经济活动中失去原有使用价值的商品,根据实际需要进行收集、分类、加工、包装、搬运等,并分送到专门场所时所形成的物品实体活动。随着人们物质生活的不断发展,工业生产的不断进步,废弃物的产生也越来越多,为满足日益紧迫的资源节约及环境保护需要,对废弃物的管理需求也日益凸显。废弃物物流作为对废弃综合管理的集成领域,具有良好的发展前景。







随着物联网技术在物流领域的不断开发和利用,物联网技术的优越性也体现出来,利用物联网技术,推进废弃物物流的发展,改进废弃物物流的管理模式,降低成本,提高效率,有利于加强环境保护和物质资源的利用。







一、废弃物物流中的物联网应用功能







物联网技术运用的价值,在于为不同行业提供更高效的应用服务。目前来看,物联网技术在废弃物物流中,可以实现一下几点应用:







1、废弃物快速检验与分拣







废弃物的种类繁多,且来源极为分散,如生产领域中产生的废料和报废的半成品和产成品,流通领域中产生的包装物和退货以及消费领域中产生的废品等,且不同种类、不同状况的废弃物和报废产品混杂在一起,造成回收、检验和分拣的难度较大,造成废弃物物流周期较长。通过物联网技术具备的高速、广泛识别特征的运用,我们可以实现对废弃物的快速检验与分拣。







一方面,可以通过在废弃物上附着RFID标签,记录废弃物的种类、生产材料、生产流程等废弃物的基本信息,通过对废弃物的自动识别,获取各类废弃物的基本信息,提高检验速度,滤清混杂废物中包含的各类废弃物,减少人工或机械识别造成识别错误,便于选择分拣方式。另一方面,通过重量、质量识别工具对废弃物物理属性及化学属性进行感知,了解废弃物的损坏或加工状况,并通过智能识别,进而对废弃物进行可回收、不可回收、是否进行加工等分类。







2、废弃物的充分循环利用







废弃物物流的终点是对废弃物进行加工或销毁,一部分废弃物经过加工,重新生成具有价值的商品并回到市场当中。而在加工的同时,废弃物经过一次加工处理后,也会产生生产废弃物,这部分生产废弃物一部分也是具有回收再加工的价值的,但由于加工需求不明,这部分生产废弃物不一定能重新进行加工利用。且由于废弃物的混杂堆放、废弃物分类不充分等原因,废弃物利用率不能充分提高。







利用物联网技术,对经过加工后产生的生产废弃物进行识别,了解可回收废弃物的含量,通过智能分析,对再加工的需求进行确认,制定再回收加工方案,使这部分生产废弃物重新流入废弃物物流当中,实现废弃物良性循环,充分利用废弃物价值。







3、废弃物污染的实时监控







废弃物物流中,除了低污染的废弃物,还包括化学废料、电子废料等具有一定污染威胁的废弃物,造成一定负面影响。一方面在回收过程中,低污染的废弃物和具有一定污染性质的废弃物易混杂在一起,造成低污染废弃物受到污染废弃物污染,导致低污染废弃物的回收价值。另一方面,废弃物物流周期较长,污染废弃物对环境也易造成负面影响。所以,在废弃物物流运作过程中,需要采取适当措施,减少污染废弃物的污染作用。







利用物联网技术,一是,在废弃物回收过程中,对正在回收的废弃物进行自动分类,分层对废弃物进行回收的储存,使低污染废弃物与污染废弃物相隔离。二是,实时感知在运输途中的废弃物,收集废弃物造成的等相关数据,进而了解废弃物造成的污染情况,并在运输过程中,自动采取焚烧、压缩等措施减少废弃物污染。







4、废弃物物流运作的有效提高







废弃物物流也具有一般物流的特征,一般具有回收、运输、储存等环节,物流领域是物联网技术应用的主要领域之一,通过物联网提高物流运作能力已受到广泛认可。







在废弃物的回收方面,通过物联网技术,在回收站点布置传感器,感知废弃物的回收需求,当回收站点废弃物达到需要回收的标准时,将回收需求传达至物联网应用层,由指挥系统调拨运输单位回收废弃物。同时,也可以通过监控回收站点的废弃物种类数量及污染状况,利用自动化设备,对回收站的废弃物进行早期的焚烧、生物等处理,减少后期处理负担。







在废弃物的运输方面,通过GPRS定位技术对运输车辆、船只等运输单位进行定位,并对运输单位的运输路线、运输时间等信息进行采集,通过互联网传输至应用层,便于根据天气、交通等环境变化,对废弃物物流的运输单位实现动态调度。







在废弃物的储存方面,通过RFID技术、红外线扫描技术及其它传感技术储存的废弃物状态进行感知,通过自动化技术对存储的废弃物进行扫描,时刻了解废弃物的储存状况。同时,根据废弃物的类别、大小等因素进行分类,







5、废弃物供应链的智慧型转变







随着废弃物供应链的日益发展,面对不断提高的运作成本及专业化服务需求,对废弃物供应链管理也需要实现进行优化升级,运用物联网技术可以实现废弃物供应链的智慧型转变。







通过构建信息服务平台,建设废弃物供应链智能处理系统,通过物联网具有的强大的智能分析能力,改善废弃物物流的供应链网络,优化废弃物回收站点及储存站点的布局,对废弃物运输路线实现合理规划。







二、废弃物物流中物联网框架设计







物联网在废弃物物流中是以系统网络的形式存在的,其也具有内部架构,其主要结构有三层:感知层、网络层和应用层。







1、感知层







感知层承担废弃物物流信息、信息筛选过滤及短距离传输的主要结构,是废弃物物流物联网数据的源头,用于完成废弃物物流信息的采集、转换、收集和整理。主要分为两部分,一是由RFID标签、气体传感器、GPS定位设备等数据采集组成,负责采集废弃物及物流设备的相关信息。二是由无限传感网、移动自组织网络等短距离传输网络组成,负责采集信息的汇总、整理。







数据采集单位的布置和短距离传输网络的构建需要满足不同应用服务的需要。如对废弃物的识别与追溯主要通过RFID技术实现;对废弃物状态的感知,主要通过气体传感器、温度传感器等物理数据采集技术实现。







2、网络层







网络层是承当物联网数据传输的主要结构,网络层是连接感知层与应用层的主要通道,将感知层采集的海量信息经过初步的筛选、整理,快速、高效地传输到应用层。主要包括互联网、移动通信网络、专用网络等网络平台。







通过网络融合技术,使各网络平台互通互用,适应各类废弃物物流环节特点,例如废弃物运输中,运输单位是处于移动状态的,传统的固定式的互联网架构不能适应运输移动状态,所以需要通过移动通信网络对移动状态下的运输信息进行采集,同时由于废弃物信息较大,信息流向复杂,需要互联网作为信息传输的主要平台,容纳和传输废弃物物流信息。







3、应用层







应用层是承担物联网数据信息处理的主要结构,物联网的整体价值也是通过应用层实现。物联网数据最终传输至应用层,根据不同应用服务需要,经过应用层的智能分析处理,为废弃物物流规划提供决策依据、自动处理命令,实现对物联网的智能化控制。主要包括服务支撑平台部分和服务应用平台部分。







服务支撑平台包括云计算平台、物流信息中心等公共中间件,主要实现对海量信息的汇集、筛选与整理,从大量的废弃物物流信息中提炼有价值的信息,根据功能的不同进行分类,传输至服务应用平台。服务应用平台包含废弃物分拣、废弃物回收、运输动态调度、物流方案制定等应用系统,信息在各系统中,经过专业化、智能化的分析,实现对废弃物物流的智能化控制。







三、废弃物物流中物联网应用问题







废弃物物流中,物联网应用面对的各类问题,限制住其更深层次的发展,主要问题有以下三点:







(一)废弃物物流标准化问题







物联网作用一个高度集成的应用网络,标准的统一是其有效运用的基础。缺少统一标准,废弃物物流的物联网的充分运用难以实现。其标准化问题,主要集中在废弃物标准化和物流环节标准化两点上。







在废弃物标准化方面,一方面,由于商品识别标准未得到统一,RFID标签等识别设备在商品中运用不广泛,在商品失去使用价值后形成的废弃物,废弃物物流从源头上就缺乏统一的标准,难以通过识别技术对废弃物进行识别和追溯。另一方面,缺乏回收归类及再加工的相关标准,废弃物在回收、分类、处理阶段,难以对废弃物的处理流向进行确认,利用物联网技术对废弃物的分类、加工受到一定影响。







在物流环节的标准化方面,虽然物联网在废弃物物流中具有很多应用,但大部分的应用还是局部的、局部网络的应用,废弃物的回收、运输、分类、加工等不同的系统难以融合,各自的废弃物物流环节有各自的标准体系,且涉及的企业、政府相关单位不同,缺少统一的物流环节标准,难以实现物联网运用的整体化。







(二)物联网使用成本问题







成本较高一直是制约物联网技术在大规模使用的主要问题之一。当前,废弃物物流发展层次较低,属于低利润产业,而物联网技术正处于初步发展阶段,物联网产业化不成熟,废弃物物流中使用物联网技术需要解决成本问题。







一是底层传感技术应用成本问题。当前,商品识别中,RFID标签的使用不是很普遍,若废弃物使用RFID标签作为底层感知基础,必须在废弃物中添加RFID标签,由于废弃物种类繁多数量极大,废弃物物流企业或环保部门需要消耗大量的人力和物力。同时,由于废弃物来源复杂,废弃物物流范围较大,包括生活垃圾收集站、工厂等单位,若广泛布置传感器,也需要较大的成本。







二是网络使用成本问题。物联网是广泛感知的网络,废弃物物流来源分散,数据传输范围较大,通过互联网或移动通讯网络传输废弃物数据,需要占用不少网络资源,致使网络使用成本较大。







三是数据处理设备使用成本问题。由于废弃物数量、种类繁多,物联网技术在废弃物物流中应用,需要采集海量的数据,通过智能分析实现物联网应用价值。这就要求物联网具备高速率、高容量的数据处理能力,需要大量的服务器、计算机等数据处理设备,可能需要建设数据中心、搭建云计算平台,导致建设成本较大。







(三)各行业联合互通的问题







物联网技术在废弃物物流中的运用,需要各类技术、人才及成本支持,当前废弃物物流发展较慢,任意一家废弃物物流相关企业或政府部门难以负担一整套物联网技术的应用。且废弃物的回收、运输、加工等环节涉及交通运输、环境保护、商品生产等不同领域,物联网技术在废弃物物流中的专业化应用,需要不同的企业、科研单位或政府部门联合开发和运作。







由于标准的不同、运作机制的不同、涉及环境的不同、利益导向的不同,各单位的联合存在较大的困难。尤其是利益导向的不同对物联网技术的共同开发造成严重影响,例如环保部门重视环保的效果,而企业注重盈利性,导致物联网在废弃物物流中的联合开发和应用必然受到影响。







四、结语







随着废弃物物流产业的不断扩大,对新技术新管理模式的需求越来越多。物联网作为当前信息化发展的新潮流,在废弃物物流产业中引入物联网技术应用符合当前废弃物物流发展趋势,对与废弃物物流相关的环保、生产等领域也有间接的推动作用。

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