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无废城市巡礼丨构建“以智管废”平台打造固体废物 精细化统筹管理模式

  无废城市巡礼一、基本情况徐州市是全国首批“11+5”个“无废城市”试点城市之一,也是江苏省唯一的试点城市。随着徐州市城市发展规模和经济体量的增大,城市管理和发展过程中所需要和产生的数据量也急剧增加。徐州市行业齐全,“无废城市”建设涉及城市五大源固废,工业源、农业源、生活源、危险源和建筑垃圾。工业产废企业近5000家,年产固废1300多万吨,年度环统数据颗粒度不够,部分工业固废流向不清,且约120多万吨的非重点行业工业固体废物尚未纳入环统数据统计。农业废弃物以秸秆和畜禽粪污为主,年产量约1200多万吨,无市级农业固废管理系统。医疗机构4000多家,医废年产量近6000吨,只有三级及部分二级医疗机构配备医废管理系统,且无市级医废监管平台,与徐州市危废处置中心处置量未打通。其他源也同样面临不同程度的固废管理问题,固废管理涉及10多家部门,固废全流程监管工作统筹难,部门间信息系统建设不全或各自为营,信息孤岛形成一定管理障碍,传统的管理模式已经无法达到“无废城市”精细化、精准化管理的现实需求。为解决上述问题,徐州市“以智管废”智慧管理平台应运而生。

  徐州市“以智管废”平台是徐州市“无废城市”建设“3+3”创新模式之一,平台打破原有数据壁垒,将无废城市建设过程中涉及的工业源、农业源、生活源、危险源及建筑源所产生的各种废弃物数据纳入平台统一管理,梳理并完成徐州城市级废弃物管理顶层架构设计及数据支持。该平台作为无废城市建设过程的主要抓手和评估验收展示成果的核心窗口,依托国家最新颁布《固体废物污染环境防治法(2020年修订)》,以先进的城市固废管理方法,实现固废管理与运营服务的有机结合,是加强城市管理和固废管理能力的一个顶层信息化智慧平台,并持续助推无废城市“固废源头减量、资源化利用、最终无害化处置”建设目标的实现。图1 “以智管废”平台业务流程二、主要做法1、全面调研徐州市固废管理现状,构建“以智管废”平台智慧化固废管理各项功能

  作为《徐州市“无废城市”建设试点实施方案》提出的创新模式之一,即“以智管废”智慧平台构建精细化统筹管理模式的要求,项目组设计了系统化的调研方案,并在市无废城市创建办、工信局的支持下现场调研了徐州市生态环境局、卫健委、农业农村局、城管局、住建局等十多个相关部门以及五大源固废相关骨干企业和重点园区的固废管理业务情况,掌握不同源固废从产生、贮存、转移、处置或利用的管理业务全流程,归纳已有固废业务子系统的特点,记录调研内容并提炼固废数据采集及管理业务优化流程至调研报告,进而结合“无废城市”建设理论及行业专家的反馈建议,不断修改完善,委托清华大学环境学院组织形成理论与实际相结合的“以智管废”智慧管理平台设计方案。图2 调研与讨论

  根据设计方案,平台面向各个层级和角色的需求,提供了三个入口,分别是PC Web端、大屏端、移动端(App、公众号及小程序)。图3 平台形态

  主要构建了以下核心模块:建设动态模块、固废监管模块、固废代谢模块、成效模式模块、运营服务模块、公共服务模块、数据管理模块、统一认证模块。图4 功能框图

  平台功能架构采用J2EE多层次分布式开放结构体系,整个系统建立在完善的标准规范体系和信息安全体系基础上,自下而上构筑了网络和硬件层、数据层、应用支撑层、应用层、用户认证层、用户层,各层都以其下层提供的服务为基础。同时系统开发采用业界广泛采用的开源技术,如SOAP、J2EE等,支持各类操作系统,便于与市级平台及其他系统实现对接。图5 系统总体架构

  在基础层,平台服务器采用了徐州市政务云,保证了与各相关子系统的数据互通及通信安全。

  以年度“环统数据”收集为例,之前市生态环境局通过电子邮箱逐级让企业上报电子表格,数据不易规范,时效性低,二次加工整合处理人工成本高。目前可通过平台,让企业直接通过规范性表单按日期填报数据后自动汇总,实现固废数据精准化上报,便于统一数据统计口径,将逐步实现全市 4000多家、年总产量近1500万吨一般工业固废数据统计的精细化和标准化。图6 一般工业固废数据上报图7 一般工业固废数据

  以五大源主要固体废弃物(工业源、农业源、生活源、危废源、建筑垃圾)为核心,通过对接相关系统实时数据,搭建包含人、车、物数据的全链条管理监管平台,突出智能化平台特色,以全面覆盖徐州市域内主要固废产生、运输、堆存、转移及利用处置情况,配合系统智慧预警、移动端事件上报等多种途径,实现固废事件的快速发现、快速派遣、快速处置、考核公平等功能。

  以“医废监管”为例,之前各监管环节相对孤立,管理方式不精细,业务流程未打通,各方靠经验在进行固废管理。如医疗机构(产废单位)无法预测产废趋势,无法知晓医废是否可被及时收运;危废处置中心(运输及处置单位)无法精准获知源头产废信息和收运处置需求,进而无法及时派遣收运车辆收运每日近11吨的医疗废物;市卫健委(监管单位)无法及时掌握全市范围内各医疗卫生机构医疗废物产生变化趋势、医疗废物收运及安全处置情况,无法辅助部门进行宏观决策和相关项目规划。

  为解决以上痛点,平台通过与各级卫健委、医疗机构及徐州市危废处置中心多次沟通,梳理业务流程,共同定义并开放数据接口,逐步对接了医疗机构产废、贮存、转运(收运车辆实时位置、视频)、处置等全流程医废数据,逐步向卫健委提供医疗废物全流程数据和监管服务;进一步提供智能决策数据可向危废处置中心提供医疗卫生机构产废端数据服务,便于其及时获知源头产废情况,辅助其调整派车收运策略、动态调整医废处置计划。此外,通过不同品类医废数据积累,平台将自动提升智能化数据分析模型,并迭代完善医废数据分析规则引擎,从而实现不同类型的医废自动化智能预警到相应的用户,如卫健委业务主管或危险废物处置中心业务主管。图8 固废监管

  同理,随着其它源固废数据积累,平台也将把特定的固废预警信息通知到相应部门业务主管,辅助其进行固废监管。如图9所示。图9 事件预警

  根据主要固废代谢情况进行对标分析,获取城市标志废弃物以及关键物质的代谢特点和代谢路径,从“无废城市”任务入手配合核心算法深入分析,发现异常,找出问题,同时平台将探索整合固废代谢分析方式,通过组织关联每个环节的固废数据,呈现对应的固废代谢桑基图,分析徐州特定固废的代谢规律,并进一步预测推理同质城市或同类区域的固废代谢特征,为全国废弃物统筹管理提供决策依据及政策制定依据。

  固废代谢分析流程概述:五大源固废数据池+两大引擎(物质流引擎及产业链引擎)+多维度图表呈现+循环产业分析建议。以五大源固废数据为基础,依次按照工业源/农业源/生活源/危险源/建筑源进行分析。

  固废物质流模型可总结为:产废源头→固废品类→处置方式→利化产品,根据这套物质流模型,平台通过固废物质流引擎,对每个固废源头/特定固废/区域固废,进行物质流分析,展现其固废循环情况(固废源头减量、安全运输、资源化利用、最终安全处置),挖掘固废物质循环薄弱点及价值点,并进一步通过产业链引擎,挖掘产业共生热点(共生产业、共生企业),提出针对循环经济产业的建设指引。

  以生活源固废物质代谢分析为例,系统根据汇集的生活源数据,通过物质流计算引擎自动搭建生活源全品类固废物质流流向,定量核算物质循环情况,并以多种维度的桑基图形式展现(基于固废源头聚类、基于固废产业聚类、基于固废利化聚类),可以逐级看到固废从哪些源头产生,流向到哪些企业,企业产生何种产品,产生何种废弃物,废弃物去向等。图10 固废代谢模块

  基于固废来源、处置利用路径和最终流向变化趋势,通过产业链引擎自动搭建产业链,定量核定固废处置或利化情况,以拓扑图展示。

  以年为单位,从城市层面、区(县、市)、循环经济产业园三个层面筛选产业链企业节点数据,呈现不同时间和空间维度的产业链情况,重点展示节点间的上下游关系、节点布局等相关信息。产业链中的企业节点,按所属行业进行不同颜色的标识,让产业链清晰明确。如图11所示,绿色节点为制造业企业。图11 产业共生

  通过分析企业的上下游企业数量、转入转出的固废量等数据,来识别不同产业链条中的重要节点或潜在节点。如图11所示,上下游企业数量和转入转出的固废量最多的节点为重点节点,反之则为潜在节点,即一个链条中空缺的节点,若引入某个节点,可形成产业链闭环,则该类节点为政府重点招商引资对象。

  重点展示排名前3的重点节点,显示企业概要信息,包括企业名称、产废/利废概要信息、产品信息,并可进一步查看企业详情及上下游关系。

  固废数据不仅是“以智管废”平台的需求,更是未来徐州市智慧城市建设的数据需求。通过平台方对固废业务的梳理,促进了相关局委固废数据的规范化梳理和共享,从而赋能平台支撑“无废城市”的建设,助推徐州市智慧城市的建设。

  平台通过徐州市大数据共享交换平台对接已有的固废业务系统(医废监管系统、渣土系统、环卫系统、危废系统等),提出数据汇集与共享要求,助推具体业务系统的建设或优化,如协助卫健委推进了医疗机构医废监管系统的建设,协助生态环境局优化一般工业固废按照国家标准电子化上报的方式,并进一步提供技术方案与支撑。平台已经定义了徐州市医废数据实时上报接口,正在首先推进三级及二级医院医废监管系统实时数据上传,目前已实时对接近百家医院。平台在过去不到5个月的时间里,总共汇集了五大源近400万条数据,且以每天数以万计的数据在持续汇入。更多已完成的数据对接如图12所示。图12 系统数据对接

  展示徐州“无废城市”创建工作指标持续性动态变化情况、追踪主要任务完成情况及重点工程项目建设动态,及时掌握相关工作进展和存在问题,通过信息化手段辅助管理,不只是服务于“无废城市”试点工作的现在,更服务于“无废城市”持续性和常态化建设工作。

  平台汇集了不同时间节点所统计的指标数据,并且按照一级指标进行分类,以不同的颜分指标状态,红色表示高于目标值、灰色表示等于目标值、绿色表示未达标。可按照指标所属部门筛选指标,以数据说明“无废城市”相关工作进展,通过建设前后指标的差异对比,以量化手段监测“无废城市”建设进展。图13 指标数据

  工程项目是“无废城市”建设的根本保障。利用智慧管理平台实现项目全建设周期的数据和信息收集,追踪项目资金投入和建设情况。平台在项目建设管理模块中,引入了无人机航拍VR建模及视频接入,可对无废城市重点建设项目的进展情况做可视化展示,通过无人机的拍摄,丰富项目档案,在时空上实现连续跟踪。同时,平台也支持对工程项目进行视频巡检,让项目管理者可随时随地与项目现场进行视频连线,巡检各地工程项目的建设进展。图14 工程项目图15 工程项目VR航拍

  直观展示徐州市在创建“无废城市”试点工作前后城镇化发展变迁、产业集聚、基础设施建设等变化情况,结合数据分析“无废城市”建设工作成效,并对未来城市发展规划提出辅助建议。图16 建设动态

  针对具体固废管理业务,平台与相关局委业务主管、业务系统实施方以及徐州市大数据管理中心共同制定了不同种类固废数据的对接方案,并逐步汇集了每种固废源过去3至5年的数据。随着五大源固废数据的积累与沉淀,平台通过逐步组织及关联数据,导出不同类型的数据报表或开放接口,对外提供数据服务,让数据产生共享价值。

  通过平台微信公众号,公众可了解相关领域最新国家、行业和徐州市政策信息,进一步普及高质量发展和生态文明意识,不断提高对“无废城市”建设及后续工作的认知和认同水平;及时了解徐州“无废城市”建设工作进展,并随时随地上报环境污染或违规事件,获取积分奖励,进而协助各相关固废管理部门及时处理相关事件,杜绝环境隐患,反馈对徐州“无废城市”建设工作成效的满意度,提高参与度,辅助无废文化互动性建设,形成徐州“无废城市”建设命运共同体。图17 事件预警流程

  响应国家生态环境部“无废城市”可视化平台的数据对接需求,提供徐州市“无废城市”建设工作进展和取得成效,并通过平台获取国家针对“无废城市”建设的指导性意见,持续与国家“无废城市”发展定位和高质量发展方向保持一致,为“无废城市”建设提供智慧化平台发展经验。三、取得成就在徐州市无废城市创建办的指导及多方局委的共同配合下,徐州市“以智管废”智慧管理平成了一期基础功能模块搭建,最终于2020年底正式上线运行,有效促进了徐州市“无废城市”固废管理智慧化发展,成为国内“无废城市”试点中首个由政府引导,企业市场化运作的固废智慧化管理平台。

  目前,平台已在为多方提供服务。通过平台,徐州市卫健委正在对已实时接入的100多家重点医疗机构进行医废全流程辅助监管,徐州市4000多家工业产废企业通过平台及时上报工业固废数据信息,各区县及市生态环境局可实时掌握企业产废情况、分析工业产废规律并辅助决策,徐州市循环经济产业园“无废城市”建设项目已纳入平台进行统一管理,固废相关局委可实时获取平台推送的固废预警,及时处理事件。同时,平台二期已启动规划,将重点完善固废源头监测系统,深化市场化运作模式,促进构建固废辅助监管更完善、运营模式更长效的固废管理智慧化平台。四、推广运营徐州市政府依据国务院办公厅印发的《“无废城市”建设试点工作方案》中关于发展“互联网+”固体废物处理产业的要求,结合本地固废管理现状,创新性提出徐州市“以智管废”智慧管理平台应遵循市场原则,政府引导、企业运作。专门成立徐州市新盛绿源信息科技有限公司,依托徐州市循环经济产业园项目进行市场化运营模式的探索。

  结合循环经济产业园建设中的危废贮存及处置中心项目,配以平台危险废物申报及下单收运信息化服务,降低小型危废企业处置危险废物的成本,规范其危废贮存方式,提升其危废被处置的安全性。使得危废处置不再难,成本不再高!图18 运营服务

  小企业用户,在小程序端登录,进行危废申报及预约。图19 “小企业危废集中收运”小程序

  结合循环经济产业园建设中的医塑利化项目,配以平台医废及医塑申报信息化服务,促进医废的安全处置及医塑的资源化再利用。使得相关用户获知每天申报医废产量情况,让医废处置省心省力。

  下一步,除目前已探索的以上运营模式之外,平台还将继续结合市场需求及园区在建的静脉产业项目,探索活性炭、建筑垃圾再生利用等市场化创新服务,也将随着平台固废数据的沉淀,向研究机构、政府部门等提供固废数据报表服务。

  同时,企业市场化运营也是平台所面临的多面挑战,这需要政府与企业共同努力,从政策制定、资金扶持、固废市场信息共享到相互探讨、共同策划等方面形成合力,才能更好地促进“以智管废”平台的持续发展,使得平台在试点建设结束后仍可持续服务城市固废管理工作。通过不断探索符合市场需求的运营管理模式,逐步实现自造血功能,最终助推徐州市无废城市持续建设。

  原标题:《无废城市巡礼丨构建“以智管废”平台打造固体废物 精细化统筹管理模式》




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