刘存昊 李丹 刘新 苏字成
摘要：基于激励理论的高校垃圾分类回收系统，主要用户为高校在校生群体，旨在设计一款能够帮助高校学生便捷进行垃圾回收、分类、处理一体化的高校垃圾分类回收系统。系统可实现垃圾流向追踪、智能垃圾种类识别、预约回收等功能。高校学生群体人口基数大，且有着一定的知识背景作为依托，从而接受新事物的能力较强。他们即将走向社会，成为祖国未来的中坚力量，从这里作为切入口，可以起到很好的垃圾分类社会领导性作用。
关键词：激励理论;高校;垃圾分类
1 引言
1.1 项目简介
我国高校大学生目前对垃圾分类投放的意识比较淡薄，对垃圾分类的相关知识没有得到正确的认识，学校内的垃圾分类硬性设施不完善，从而导致恶性循环。基于激励理论的垃圾分类回收系统即在满足大学生对于垃圾回收需要的基础上，调动学生群体的环保积极性，提高同学们的垃圾分类意识，潜移默化地普及垃圾分类知识，从而达到学生群体将垃圾分类视为生活习惯的目的。
针对市面上少有一款能够适用于高校的垃圾分类回收系统整体解决方案的现状，项目组拟开发出一套可行性高、高内聚性、低耦合性的垃圾分类回收软件系统，并采用NB-IoT物联网技术与智能垃圾箱相连，组成基于激励理论的高校垃圾分类回收系统。
1.2 项目背景
中国是世界第一人口大国，也是世界第一的垃圾制造大国，全国生活垃圾年产量约4 亿吨，并且以每年8%的速度递增。更加严峻的问题是，人们这幺多年来，对待处理垃圾的态度欠佳，从未认真考虑过垃圾问题，一直以简单粗暴的方式处理垃圾。例如，垃圾填埋是中国城市垃圾的主要处理方法，据统计，中国600多座大中型城市中，三分之二陷入在垃圾包围之中，四分之一的城市已经没有堆放垃圾的合适场所，仅首都北京，就有400多个垃圾填埋场将城市环绕包围[1]。由此可见，落后的垃圾处理意识与日益紧张的垃圾处理局面之间的矛盾激化出的人类生存问题是必须要被解决的，通过带动高校学生垃圾分类意识从而形成整个社会对于垃圾分类的整体认同的必要性逐渐显现。
2激励理论研究
根据马斯洛的需求层次理论，人的需要可按照发生的先后次序分为生理需要、安全需要、社交需要、尊重需要、自我实现需要五个等级[2]。大学生学习在教室，活动在校园，居住在寝室，形成一个“圈子”。班级同学、寝室舍友、社团成员团体行动，形成强烈的社会属性。在这样的氛围中加强垃圾分类的舆论引导和公益科普，对垃圾分类做的好的同学、寝室、班级给予正面表扬物质奖励，在评奖评优学生会选举时给予加分，可大大提高大学生垃圾分类意识，起到正面促进作用。
3高校垃圾分类回收系统设计
基于激励理论的高校垃圾分类回收系统是一款基于5G+AR识别技术的新一代垃圾分类整体解决系统方案，它由两端组成：服务器后台端与客户前台端。后台端基于阿里云ECS多线BGP服务器，使用SpringBoot框架实现后端设计，前端使用Html5+CSS+Jquery+微信小程序技术，能够便利实现对解决垃圾从分类、回收、处理全流程中遇到的问题。系统架构如图1 所示。
系统后端设计。部分高校由于垃圾分类投放时间限制，学生无法实现垃圾投放。用户可通过手机小程序预约垃圾回收，即“垃圾倾倒预约”功能，只需少量积分，即可实现预约。后端接到指令后进行处理，其他用户或指定的垃圾回收人员收到此预约后可接单，通过将垃圾投放入垃圾箱即完成一单。用户也可接他人投放垃圾的订单。完成一单后可获得一定数量积分，积分可转换为现金，增加了学生参与的积极性。
系统前端设计。前端使用了基于OpenCV的图像识别技术。针对于垃圾分类回收识别场景，通过摄像头采集垃圾投放过程中视频，并将视频使用指定的框架进行智能分析，分析出垃圾外观，生成唯一垃圾码。本文提出的方案基于垃圾外观外形信息，采用级联CNN网络检测垃圾外观信息，之后通过一个无关键点检测的垃圾外观估计CNN网络进行垃圾外观估计，最终根据外观特点计算出唯一垃圾码，反馈到后端。
4 行业市场前景分析
有数据显示，2013年德国实现了生活垃圾回收率83%，其中65%被循环利用，另外18%通过焚烧回收能源。德国有这样的垃圾分类成绩得益于有一套成功的垃圾分类回收体系，“垃圾变现”之道便是体系的核心所在。若居民将垃圾分类错误将被罚款，且金额不小。喝完的饮料瓶可以投入饮料瓶回收机，赚取回收利润。通过政府的补贴，使得垃圾行业成为了盈利的行业。
基于以上背景，本系统前期应用于高校，用平台的广告费用和垃圾回收后所得费用支付垃圾处理费用和平台积分兑换费用，在总体上维持盈利大于支出情况。根据其它高校垃圾分类系统的研究，在不缴纳企业所得税的前提下，得到三年后项目的经济净现值为4.8万元[3]，且会带来巨大的间接效益，从项目经济效益上是完全具有可行性的。结合本系统的投资开发实际情况，每年净收入预计将不少于2.1万元。
5 结束语
通过本系统的研发与实践，高校部分没有时间进行垃圾投放的学生不再需要在指定时间手动分类、投放垃圾，只需通过系统预约垃圾回收，将垃圾放在指定地点即可。对于能够自行进行垃圾分类投放的学生，系统将为其增加积分，积分可兑换更多奖品，为学生养成垃圾分类良好习惯做出贡献。本项目助力全社会形成便捷、高效、可行、环保的垃圾分类理念。
参考文献：
[1] 邓俊，徐琬莹，周传斌.北京市社区生活垃圾分类收集实效调查及其长效管理机制研究[J].环境科学，2013，34（01）：395-400.
[2] 王祥梅.基于马斯洛需要层次理论的大学生需求分析[J].当代教育实践与教学研究，2015（08）：24.
[3] 杨晓茜.高校学生生活垃圾的分类回收及其可行性分析[D].武汉理工大学，2013.
作者简介：
刘存昊（2000-），男，汉族，辽宁，沈阳城市建设学院，计算机科学与技术专业，本科在读
李丹（1983-），女，硕士研究生，讲师，研究方向机器视觉（为本文通讯作者）。
基金项目：沈阳城市建设学院2020年校级大学生创新创业训练计划项目（编号：202013208063基于激励理论的高校垃圾分类回收系统）
