基于激勵理論的高校垃圾分類回收系統

劉存昊 李丹 劉新 蘇字成

摘要：基于激勵理論的高校垃圾分類回收系統，主要用戶為高校在校生群體，旨在設計一款能夠幫助高校學生便捷進行垃圾回收、分類、處理一體化的高校垃圾分類回收系統。系統可實現垃圾流向追蹤、智能垃圾種類識別、預約回收等功能。高校學生群體人口基數大，且有著一定的知識背景作為依托，從而接受新事物的能力較強。他們即將走向社會，成為祖國未來的中堅力量，從這里作為切入口，可以起到很好的垃圾分類社會領導性作用。

關鍵詞：激勵理論;高校;垃圾分類

1???? 引言

1.1? 項目簡介

我國高校大學生目前對垃圾分類投放的意識比較淡薄，對垃圾分類的相關知識沒有得到正確的認識，學校內的垃圾分類硬性設施不完善，從而導致惡性循環?；诩罾碚摰睦诸惢厥障到y即在滿足大學生對于垃圾回收需要的基礎上，調動學生群體的環保積極性，提高同學們的垃圾分類意識，潛移默化地普及垃圾分類知識，從而達到學生群體將垃圾分類視為生活習慣的目的。

針對市面上少有一款能夠適用于高校的垃圾分類回收系統整體解決方案的現狀，項目組擬開發出一套可行性高、高內聚性、低耦合性的垃圾分類回收軟件系統，并采用NB-IoT物聯網技術與智能垃圾箱相連，組成基于激勵理論的高校垃圾分類回收系統。

1.2? 項目背景

中國是世界第一人口大國，也是世界第一的垃圾制造大國，全國生活垃圾年產量約4 億噸，并且以每年8%的速度遞增。更加嚴峻的問題是，人們這么多年來，對待處理垃圾的態度欠佳，從未認真考慮過垃圾問題，一直以簡單粗暴的方式處理垃圾。例如，垃圾填埋是中國城市垃圾的主要處理方法，據統計，中國600多座大中型城市中，三分之二陷入在垃圾包圍之中，四分之一的城市已經沒有堆放垃圾的合適場所，僅首都北京，就有400多個垃圾填埋場將城市環繞包圍[1]。由此可見，落后的垃圾處理意識與日益緊張的垃圾處理局面之間的矛盾激化出的人類生存問題是必須要被解決的，通過帶動高校學生垃圾分類意識從而形成整個社會對于垃圾分類的整體認同的必要性逐漸顯現。

2激勵理論研究

根據馬斯洛的需求層次理論，人的需要可按照發生的先后次序分為生理需要、安全需要、社交需要、尊重需要、自我實現需要五個等級[2]。大學生學習在教室，活動在校園，居住在寢室，形成一個“圈子”。班級同學、寢室舍友、社團成員團體行動，形成強烈的社會屬性。在這樣的氛圍中加強垃圾分類的輿論引導和公益科普，對垃圾分類做的好的同學、寢室、班級給予正面表揚物質獎勵，在評獎評優學生會選舉時給予加分，可大大提高大學生垃圾分類意識，起到正面促進作用。

3高校垃圾分類回收系統設計

基于激勵理論的高校垃圾分類回收系統是一款基于5G+AR識別技術的新一代垃圾分類整體解決系統方案，它由兩端組成：服務器后臺端與客戶前臺端。后臺端基于阿里云ECS多線BGP服務器，使用SpringBoot框架實現后端設計，前端使用Html5+CSS+Jquery+微信小程序技術，能夠便利實現對解決垃圾從分類、回收、處理全流程中遇到的問題。系統架構如圖1 所示。

系統后端設計。部分高校由于垃圾分類投放時間限制，學生無法實現垃圾投放。用戶可通過手機小程序預約垃圾回收，即“垃圾傾倒預約”功能，只需少量積分，即可實現預約。后端接到指令后進行處理，其他用戶或指定的垃圾回收人員收到此預約后可接單，通過將垃圾投放入垃圾箱即完成一單。用戶也可接他人投放垃圾的訂單。完成一單后可獲得一定數量積分，積分可轉換為現金，增加了學生參與的積極性。

系統前端設計。前端使用了基于OpenCV的圖像識別技術。針對于垃圾分類回收識別場景，通過攝像頭采集垃圾投放過程中視頻，并將視頻使用指定的框架進行智能分析，分析出垃圾外觀，生成唯一垃圾碼。本文提出的方案基于垃圾外觀外形信息，采用級聯CNN網絡檢測垃圾外觀信息，之后通過一個無關鍵點檢測的垃圾外觀估計CNN網絡進行垃圾外觀估計，最終根據外觀特點計算出唯一垃圾碼，反饋到后端。

4???? 行業市場前景分析

有數據顯示，2013年德國實現了生活垃圾回收率83%，其中65%被循環利用，另外18%通過焚燒回收能源。德國有這樣的垃圾分類成績得益于有一套成功的垃圾分類回收體系，“垃圾變現”之道便是體系的核心所在。若居民將垃圾分類錯誤將被罰款，且金額不小。喝完的飲料瓶可以投入飲料瓶回收機，賺取回收利潤。通過政府的補貼，使得垃圾行業成為了盈利的行業。

基于以上背景，本系統前期應用于高校，用平臺的廣告費用和垃圾回收后所得費用支付垃圾處理費用和平臺積分兌換費用，在總體上維持盈利大于支出情況。根據其它高校垃圾分類系統的研究，在不繳納企業所得稅的前提下，得到三年后項目的經濟凈現值為4.8萬元[3]，且會帶來巨大的間接效益，從項目經濟效益上是完全具有可行性的。結合本系統的投資開發實際情況，每年凈收入預計將不少于2.1萬元。

5???? 結束語

通過本系統的研發與實踐，高校部分沒有時間進行垃圾投放的學生不再需要在指定時間手動分類、投放垃圾，只需通過系統預約垃圾回收，將垃圾放在指定地點即可。對于能夠自行進行垃圾分類投放的學生，系統將為其增加積分，積分可兌換更多獎品，為學生養成垃圾分類良好習慣做出貢獻。本項目助力全社會形成便捷、高效、可行、環保的垃圾分類理念。

參考文獻：

[1]?? 鄧俊，徐琬瑩，周傳斌.北京市社區生活垃圾分類收集實效調查及其長效管理機制研究[J].環境科學，2013，34（01）：395-400.

[2]?? 王祥梅.基于馬斯洛需要層次理論的大學生需求分析[J].當代教育實踐與教學研究，2015（08）：24.

[3]?? 楊曉茜.高校學生生活垃圾的分類回收及其可行性分析[D].武漢理工大學，2013.

作者簡介：

劉存昊（2000-），男，漢族，遼寧，沈陽城市建設學院，計算機科學與技術專業，本科在讀

李丹（1983-），女，碩士研究生，講師，研究方向機器視覺（為本文通訊作者）。

基金項目：沈陽城市建設學院2020年校級大學生創新創業訓練計劃項目（編號：202013208063基于激勵理論的高校垃圾分類回收系統）