摘 要：中国现在已经进入垃圾分类新时代，机器视觉技术也迎来爆发性发展。将机器视觉技术应用于垃圾分类中，一方面可以加速居民垃圾分类正确投放习惯养成，另一方面也可以收集投放信息起到不间断监督作用。
关键字：机器视觉；垃圾分类；督导员
作者：郑振华 深圳市奔凯安全技术股份有限公司
全国城市生活垃圾每年超过1.5亿吨，并以每年8%-10%的速度递增。全国688座城市已有2/3的大中城市遭遇垃圾问题，城市垃圾严重威胁居民的健康和安全。每年因垃圾造成的资源损失价值在250亿-300亿元。2019 年上海市全面推行生活垃圾强制分类，标志着我国垃圾分类已经进入制度化推广的新阶段。为培养居民垃圾分类的习惯，全国各地推行垃圾分类督导员制度。通过督导员手把手教分类，市民参与率、准确率明显提升，但另一方面，大量督导员上岗也给政府造成了巨大的财政负担。以深圳为例，全市已经有超过1万名垃圾分类督导员，需要支付2.5亿元以上督导员费用，随着督导员制度深化推进，费用还将进一步增加。伴随着督导员数量增加，督导员难管理、难招聘也是政府目前面临的问题。
近年来，视觉识别技术发展迅猛，由于机器视觉拥有非接触式识别定位、稳定性好、精确度高、智能化的特点使其具有广泛的应用领域和开发潜能。将机器视觉应用于城市生活垃圾分类督导中，实现部分甚至全部人力替代，减轻政府财政负担，增强垃圾分类自动化水平，对社会具有积极意义。
根据当前的垃圾分类推广情况和机器视觉技术状态，可以解决的问题有：
- 垃圾分类中破袋监测问题
在深圳的垃圾分类推行过程中，厨余垃圾破袋是必不可少的步骤。在末端处置时，一方面塑料袋等杂质容易卡住厨余垃圾处理设备，另一方面不可降解的塑料袋也会影响厨余垃圾的整体发酵，降低处置效率。因此，在前端生活垃圾分类中，投递厨余垃圾先破袋成了必须的选择，也是督导员重点关注的投递环节。现阶段下，厨余垃圾袋颜色、种类、材质等都是有限的，利用机器视觉技术，通过前端摄像头进行实时监测，可以起到监测与监管作用，减轻垃圾分类督导员的工作量。
图1 垃圾分类破袋监测
- 垃圾分类中准确分类问题
深圳自2020年9月1日起全市实施垃圾分类制度，其中生活垃圾分为可回收物、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾四类。垃圾错投、误投等都会造成二次分拣和资源浪费，也是督导员的重点引导方向。随着居民生活水平的提高，生活垃圾中种类、形态千差万别，利用现有的机器视觉能力无法做到每一种垃圾的准确分类，但是针对形态比较典型的垃圾如矿泉水瓶、废旧玻璃、废旧电池等可以实现高准确率识别。当居民错投、误投此类典型垃圾时，通过机器识别、报警提示，可以有效实现垃圾分类投放监管。
图2 垃圾准确分类监测
2. 垃圾投放点区域内投放问题
垃圾投放点设置各地均出台了相应设计规范，一般分类桶前均有数平方米硬化空地方便居民投放垃圾。居民将垃圾直接丢弃在分类桶前区域也是目前分类督导面临的问题之一。通过机器视觉识别并结合人员投放点行动监测就可以实现非垃圾投放区域垃圾投放行为预警提醒。
图3 垃圾违规投放监测
3.垃圾分类投放违规行为处罚问题
为规范垃圾分类，各省市相继出台了相关法规条例。浙江省出台了《浙江省生活垃圾管理条例》，违规可罚单位50万、个人2000元；《深圳市生活垃圾分类管理条例》规定，对未按规定分类投放生活垃圾并拒不改正的个人，最高处200元罚款；对混合收集、运输已分类生活垃圾的收运单位，最高处50万元罚款。但是，在实际执行过程中，处罚缺乏依据、督导员无法24小时实现监管等问题严重影响了针对违规行为的处罚，降低了《管理条例》威信。通过机器视觉识别和记录违规投放行为，对处罚依据可视化、违规行为监管常态有积极的作用。
垃圾分类是我国生态文明建设的重要一环，关系到每个人的切身利益，结合人工智能、大数据、云计算来实现智能垃圾分类也才刚起步。人们生活水平的提高依赖技术进步，而技术的发展也需要场景化土壤。通过将机器视觉技术应用于垃圾分类场景中，切实大幅减少人工成本，实现垃圾分类的智能化、自动化、常态化，是技术与场景结合的必然选择。
参考文献：
- 蔡富根. 垃圾分类虽然难，如何做好垃圾分类？[N].市场星报，2019-7-23(04).
- 刘淞菱. 深圳垃圾分类督导员带动作用明显[N].深圳特区报，2020-9-17(04).
