基于Android平臺(tái)的農(nóng)村固廢收運(yùn)系統(tǒng)最優(yōu)路徑規(guī)劃的設(shè)計(jì)方案

張紅夢(mèng) 顧涓涓 吳亞

摘 要：為了對(duì)農(nóng)村固體廢棄物收運(yùn)線路進(jìn)行最優(yōu)路徑規(guī)劃，該文在利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)采集深埋桶內(nèi)固體廢棄物容量信息，實(shí)現(xiàn)將信息發(fā)送給服務(wù)器并存儲(chǔ)于服務(wù)器中等功能的基礎(chǔ)上，提出了一種基于Android平臺(tái)的農(nóng)村固廢收運(yùn)系統(tǒng)最優(yōu)路徑規(guī)劃的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)結(jié)合百度地圖API接口，將地區(qū)區(qū)域內(nèi)的深埋桶在地圖上進(jìn)行定位，同時(shí)對(duì)固廢收運(yùn)車(chē)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，結(jié)合算法對(duì)固廢收運(yùn)車(chē)進(jìn)行最優(yōu)路線規(guī)劃，實(shí)施導(dǎo)航，并在收運(yùn)末端添加大數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛以及工作人員的實(shí)時(shí)監(jiān)管，減少垃圾車(chē)運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)固廢從收集到運(yùn)輸整個(gè)階段的智能化、信息化。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村固廢收運(yùn)；Android；最優(yōu)路徑規(guī)劃

中圖分類號(hào) X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）08-0084-03

Design of Optimal Path Planning of Rural Solid Waste Collection and Transportation System based on Android Platform

Zhang Hongmeng1 et al.

（1Department of Biological and Environmental Engineering，Hefei University，Hefei 230601，China）

Abstract：In order to carry out the optimal path planning of rural solid waste collection and transportation line，this paper uses the technology of the Internet of things to collect the capacity information of solid waste in deep buried bucket，and to send the information to the server and store it on the basis of the server's medium functionality.This paper presents a design of optimal path planning of rural solid waste collection and transportation system based on Android technology.This system combined with Baidu map API interface，the area within the area of deep buried barrels on the map to locate，and real-time positioning of solid waste collection vehicles，combined with the algorithm of optimal route planning for solid waste collection and transportation vehicles，the implementation of navigation，and add in the end of the analysis of large data collection，so as to realize the real-time supervision of transportation vehicles and staff，reducing the operation cost of the garbage truck，the realization of intelligent information technology，solid waste collected from transport across the stage.

Key words：Rural solid waste collection；Android；Optimal path planning

2017年9月15日，第三次全國(guó)“改善農(nóng)村人居環(huán)境”工作會(huì)議在貴州遵義召開(kāi)，時(shí)任國(guó)務(wù)院副總理汪洋出席并強(qiáng)調(diào)，“要堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向，全面推進(jìn)農(nóng)村環(huán)境治理，改善村容村貌”[1]。隨著農(nóng)村的巨大變化，固體廢棄物的種類和數(shù)量都在不斷增多，隨便堆放，使得農(nóng)村固體廢棄物污染環(huán)境的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重[2]?，F(xiàn)階段的固廢收運(yùn)系統(tǒng)存在著如下急需改進(jìn)的地方：如何有效地實(shí)現(xiàn)固廢的收集與運(yùn)輸；如何準(zhǔn)確、及時(shí)地實(shí)現(xiàn)固廢的量的采集與統(tǒng)計(jì)；如何合理、公平地實(shí)現(xiàn)固廢處理收費(fèi)；如何實(shí)現(xiàn)固廢收運(yùn)車(chē)的動(dòng)態(tài)分配。尤其在固廢收運(yùn)環(huán)節(jié)中，固廢收運(yùn)車(chē)的分配存在很大的不合理現(xiàn)象，同時(shí)往返固廢收運(yùn)點(diǎn)以及處理站的路徑?jīng)]有做到最優(yōu)，浪費(fèi)的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)代價(jià)無(wú)法估量。為此，本文針對(duì)固廢收運(yùn)路徑的優(yōu)化問(wèn)題，運(yùn)用Android平臺(tái)并結(jié)合百度地圖API接口及算法對(duì)固廢收運(yùn)車(chē)進(jìn)行最優(yōu)路線規(guī)劃，提高收運(yùn)效率，從而實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村固廢信息化管理，為決策部門(mén)提供決策依據(jù)。

1 固廢收運(yùn)系統(tǒng)概述

Android是以Linux和JAVA為基礎(chǔ)的開(kāi)源性操作系統(tǒng)，Android是專門(mén)為移動(dòng)終端打造的完整且真正開(kāi)放的軟件[3]。2008年，谷歌推出了第一個(gè)版本的Android系統(tǒng)。Android有Linux內(nèi)核層、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層、應(yīng)用框架層及應(yīng)用層這4層架構(gòu)。

本文旨在利用Android平臺(tái)對(duì)農(nóng)村固廢收運(yùn)車(chē)輛進(jìn)行最優(yōu)路徑規(guī)劃，在實(shí)現(xiàn)深埋桶的滿桶報(bào)警功能后，接下來(lái)著重進(jìn)行運(yùn)輸車(chē)輛的最優(yōu)路徑規(guī)劃的功能。當(dāng)深埋桶滿桶報(bào)警后，服務(wù)器會(huì)發(fā)送深埋桶的位置以及其他基本信息給客戶端，客戶端會(huì)進(jìn)行路徑計(jì)算，給出最優(yōu)路徑。本文對(duì)農(nóng)村固廢收運(yùn)車(chē)輛進(jìn)行最優(yōu)路徑規(guī)劃，以達(dá)到快速、高效的收運(yùn)固廢，減少運(yùn)營(yíng)成本，并在固廢收運(yùn)末端添加大數(shù)據(jù)分析，合理分配收運(yùn)車(chē)。

2 系統(tǒng)模塊功能

本系統(tǒng)主要完成收運(yùn)固廢時(shí)最優(yōu)路徑規(guī)劃的功能，同時(shí)在收運(yùn)末端添加大數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛的動(dòng)態(tài)分配。具體過(guò)程為：深埋桶滿桶報(bào)警后，滿桶信息發(fā)送到服務(wù)器，APP從服務(wù)器獲取到深埋桶的位置信息，進(jìn)行路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)固廢的高效收運(yùn)。路徑規(guī)劃流程如圖1所示。

2.1 Android開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建 Android項(xiàng)目程序編寫(xiě)所用的語(yǔ)言是JAVA語(yǔ)言，所以本文在進(jìn)行Android項(xiàng)目程序編寫(xiě)之前，先進(jìn)行JDK控件的下載安裝，因?yàn)镴DK里包括了程序編寫(xiě)運(yùn)行時(shí)所需要JRE以及一些庫(kù)文件。首先在Oracle官網(wǎng)下載JDK，并根據(jù)提示進(jìn)行安裝。安裝成功后，對(duì)電腦進(jìn)行環(huán)境變量的配置，包括：新建JAVA_HOME、配置Path以及ClassPath 2個(gè)系統(tǒng)的環(huán)境變量。本文在了解安卓系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)后，從用戶角度出發(fā)，設(shè)計(jì)客戶端的UI界面。包括登陸界面、百度地圖初始化界面、接收服務(wù)器發(fā)送信息的界面、自動(dòng)規(guī)劃最優(yōu)路徑導(dǎo)航界面、任務(wù)狀態(tài)查詢界面等。

2.2 百度地圖API環(huán)境搭建 調(diào)用百度地圖API來(lái)實(shí)現(xiàn)深埋桶、運(yùn)輸車(chē)輛定位，以及對(duì)收運(yùn)路線進(jìn)行計(jì)算并實(shí)施導(dǎo)航。在使用百度地圖API之前，需要進(jìn)行一系列的相關(guān)操作：申請(qǐng)百度賬號(hào)；打開(kāi)百度地圖開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行API密鑰的申請(qǐng)。根據(jù)上述操作，完成密鑰申請(qǐng)，并將密鑰記錄下來(lái)。接下來(lái)在百度地圖開(kāi)發(fā)平臺(tái)下載所需的百度地圖SDK，通過(guò)使用百度地圖SDK，可以快速地實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的對(duì)深埋桶、固廢收運(yùn)車(chē)、固廢收運(yùn)點(diǎn)進(jìn)行定位，并實(shí)施導(dǎo)航。在百度地圖SDK下載完成后，需要在Android項(xiàng)目編輯器，及eclipse中，將下載的開(kāi)發(fā)包配置到相應(yīng)位置，并且對(duì)Android Manifest進(jìn)行配置。

2.3 服務(wù)器與客戶端信息交互 采用嵌入式Web服務(wù)器，即將Web服務(wù)器移植到嵌入式設(shè)備當(dāng)中去，也可以看作是對(duì)嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)功能模塊進(jìn)行的擴(kuò)展[4]。在農(nóng)村固廢收運(yùn)系統(tǒng)最優(yōu)路徑規(guī)劃的設(shè)計(jì)中，采用嵌入式服務(wù)器可以直接在電腦上進(jìn)行應(yīng)用，減少了成本。嵌入式Web服務(wù)器是基于Http協(xié)議開(kāi)發(fā)的，它能夠提供通用的網(wǎng)絡(luò)接口，客戶端對(duì)它的訪問(wèn)與對(duì)普通的服務(wù)器并無(wú)差別[5]。同時(shí)服務(wù)器能對(duì)Http協(xié)議進(jìn)行解析，并且進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，并對(duì)客戶端的請(qǐng)求進(jìn)行解析和響應(yīng)，最終回執(zhí)結(jié)果。

2.4 最優(yōu)路徑規(guī)劃 為固廢收運(yùn)車(chē)輛進(jìn)行最優(yōu)路徑規(guī)劃及導(dǎo)航是本系統(tǒng)的重要部分，本系統(tǒng)選擇采用百度地圖SDK來(lái)對(duì)固廢收運(yùn)車(chē)輛進(jìn)行最優(yōu)路徑規(guī)劃，并實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能。在百度開(kāi)發(fā)平臺(tái)下載最新版本的百度地圖SDK，可根據(jù)需求來(lái)進(jìn)行多點(diǎn)間的導(dǎo)航，同時(shí)在駕車(chē)時(shí)伴隨語(yǔ)音播報(bào)，給固廢收運(yùn)車(chē)帶來(lái)簡(jiǎn)便的使用體驗(yàn)，再結(jié)合算法進(jìn)行多點(diǎn)間的最優(yōu)路徑規(guī)劃。

2.5 大數(shù)據(jù)分析 大數(shù)據(jù)分析是在數(shù)據(jù)密集型環(huán)境下，對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)的重新思考和進(jìn)行新的模式探索的產(chǎn)物。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)更像是一種策略而非技術(shù)，其核心理念就是以一種比以往有效得多的方式來(lái)管理海量數(shù)據(jù)并從中提取價(jià)值[6]。大數(shù)據(jù)分析（BDA）是大數(shù)據(jù)理念與方法的核心，是指對(duì)海量類型多樣、增長(zhǎng)快速、內(nèi)容真實(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從中找出可以幫助決策的隱藏模式、未知的相關(guān)關(guān)系以及其他有用信息的過(guò)程[7]。本系統(tǒng)在固廢收運(yùn)末端添加大數(shù)據(jù)分析，對(duì)系統(tǒng)采集與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛的動(dòng)態(tài)分配，減少收運(yùn)車(chē)運(yùn)營(yíng)成本。大數(shù)據(jù)分析，就是當(dāng)固廢、收運(yùn)車(chē)的相關(guān)數(shù)據(jù)達(dá)到一定量時(shí)開(kāi)始分析，包括哪種固廢量比較多，區(qū)域內(nèi)收運(yùn)車(chē)數(shù)量是否適當(dāng)，為相關(guān)負(fù)責(zé)單位提供數(shù)據(jù)支撐。

3 結(jié)語(yǔ)

在利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)采集深埋桶內(nèi)固體廢棄物容量信息，實(shí)現(xiàn)將信息發(fā)送給服務(wù)器并存儲(chǔ)于服務(wù)器中等功能的基礎(chǔ)上，著重進(jìn)行固廢運(yùn)輸車(chē)輛的最優(yōu)路徑規(guī)劃。結(jié)合百度地圖API接口，對(duì)深埋桶和固廢收運(yùn)車(chē)進(jìn)行定位，結(jié)合算法對(duì)固廢收運(yùn)車(chē)進(jìn)行最優(yōu)路線規(guī)劃，實(shí)施導(dǎo)航，并在收運(yùn)末端添加大數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛的動(dòng)態(tài)分配。對(duì)固廢收運(yùn)車(chē)路線進(jìn)行規(guī)劃可以節(jié)省人力、物力、財(cái)力，同時(shí)這項(xiàng)路徑規(guī)劃的技術(shù)可以平滑轉(zhuǎn)移到其他應(yīng)用場(chǎng)景中。

參考文獻(xiàn)

[1]馬銜石.農(nóng)村固體廢棄物處置現(xiàn)狀及對(duì)策分析[J].鄉(xiāng)村科技，2017（30）：78-79.

[2]孫映萍.農(nóng)村固體廢棄物現(xiàn)狀及對(duì)策分析[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2013（03）：241.

[3]梁春華，張海云.淺析Android技術(shù)在高職操作系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用[J].山西財(cái)政稅務(wù)?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2011，13（05）：70-72.

[4]劉承磊.基于Web的智能家居控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[5]李幸澤.基于WEB方式的智能家電控制網(wǎng)關(guān)的研究[D].廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2012.

[6]張春磊，楊小牛.大數(shù)據(jù)分析（BDA）及其在情報(bào)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2013，8（01）：18-22.

[7]李廣建，化柏林.大數(shù)據(jù)分析與情報(bào)分析關(guān)系辨析[J].中國(guó)圖書(shū)館學(xué)報(bào)，2014，40（05）：14-22.

（責(zé)編：張宏民）