4G/5G 物聯網賦能無人清掃車，FIFISIM 物聯推動環衛系統智能化升級

一、環衛系統升級背景與無人清掃車應用意義

隨著城鎮化進程加快，城市道路面積逐年擴大，傳統環衛作業模式面臨多重挑戰：其一，人工成本高企，環衛從業人員老齡化嚴重，招聘難度大，且人工清掃效率低，人均每日僅能清掃 0.8-1.2 萬平方米道路；其二，作業安全風險突出，環衛工人在機動車道、高架橋等場景作業時，易發生交通事故；其三，作業質量不穩定，人工清掃受體力、天氣、責任心等因素影響，存在漏掃、清掃不徹底等問題；其四，管理效率低，傳統模式依賴人工巡檢監督，無法實時掌握作業進度、設備狀態，難以實現精細化管理。

在此背景下，環衛系統向 “智能化、無人化” 升級成為必然趨勢。無人清掃車作為核心智能化設備，可通過自主導航、自動清掃、實時數據傳輸等功能，解決傳統環衛作業痛點。而 4G/5G 物聯網技術作為無人清掃車的 “神經中樞”，通過工業網關與物聯網卡構建的通信鏈路，實現設備與云端平臺的實時互聯，為無人清掃車的穩定運行、精準調度提供關鍵支撐，推動環衛系統從 “人工主導” 向 “智能協同” 轉型。

二、無人清掃車的主要功能與核心原理

（一）核心功能

自主導航定位：搭載激光雷達、毫米波雷達、高清攝像頭及 GPS / 北斗雙模定位模塊，可實時構建周邊環境地圖，實現厘米級定位，自主規劃清掃路徑，避開行人、障礙物，適應城市道路、園區、景區等復雜場景。

2. 智能清掃作業：配備滾刷、吸盤、高壓水槍等清掃裝置，可根據路面垃圾類型（如落葉、灰塵、小石子）自動調節清掃力度與速度，同時支持干濕兩用，干燥路面進行吸塵清掃，潮濕路面開啟高壓沖洗，確保清掃效率與質量。

3. 實時狀態監測：內置溫度、濕度、電量、故障診斷等傳感器，可實時采集設備運行數據（如電池電量、滾刷轉速、清掃面積），并通過物聯網網絡上傳至云端平臺，管理人員可遠程查看設備狀態，提前預判故障。

4. 遠程調度管理：云端平臺支持對多臺無人清掃車進行集中調度，可根據路面垃圾密度、作業區域優先級，動態分配作業任務，調整清掃路線，實現 “按需清掃、高效協同”。

5. 應急響應處理：當遇到突發障礙物、設備故障或電量不足時，無人清掃車可自動觸發應急機制，如暫停作業、發出告警信息、自主前往充電站點，保障作業安全與設備安全。

（二）核心原理

無人清掃車的運行依賴 “感知 - 決策 - 執行 - 通信” 四大模塊協同，其中 4G/5G 物聯網方案是通信模塊的核心：

感知層：通過激光雷達、攝像頭等傳感器采集周邊環境數據（如障礙物位置、道路邊界、垃圾分布），并將數據傳輸至車載控制器；

2. 決策層：車載控制器對感知數據進行分析處理，結合預存地圖與云端下發的作業任務，規劃最優清掃路徑，生成控制指令；

3. 執行層：執行機構（如驅動電機、清掃裝置、轉向系統）接收控制指令，完成前進、轉向、清掃等動作；

4. 通信層：通過 FIFISIM 物聯工業網關與 4G/5G 物聯網卡，實現車載系統與云端平臺的雙向數據傳輸，一方面上傳設備運行數據、作業數據，另一方面接收云端下發的調度指令、地圖更新數據，確保設備與管理平臺實時協同。

三、4G/5G 物聯網方案（工業網關 + 4G/5G 物聯網卡）的作用及效果

（一）工業網關的核心作用

多源數據融合傳輸：工業網關具備多接口（RS485、以太網、CAN 總線）特性，可接入無人清掃車的傳感器、控制器、執行器等多類設備，將分散的感知數據、運行數據統一匯總，轉化為標準化數據格式后傳輸至云端，解決 “數據孤島” 問題。

2. 惡劣環境適應性：采用工業級硬件設計，支持 - 30℃~70℃寬溫工作，具備防震動、防電磁干擾能力，可適應環衛作業中的高溫、低溫、粉塵、顛簸等復雜環境，保障設備持續穩定聯網。

3. 數據安全防護：內置防火墻、VPN 加密功能，對傳輸數據進行端到端加密，防止數據被竊取或篡改；同時支持訪問控制策略，僅允許授權云端平臺接入，阻擋非法訪問，保障環衛作業數據安全。

4. 邊緣計算能力：部分工業網關具備邊緣計算功能，可在本地對感知數據進行預處理（如篩選有效數據、剔除冗余信息），減少上傳至云端的數據量，降低網絡帶寬占用，提升數據處理效率。

（二）4G/5G 物聯網卡的核心作用

廣域穩定聯網：4G 網絡已實現全國城鄉全覆蓋，5G 網絡向重點區域延伸，物聯網卡可確保無人清掃車在城市道路、郊區公路、園區等各類場景下穩定聯網，解決傳統 WiFi 覆蓋范圍有限、有線網絡布線困難的問題。

2. 低時延高帶寬：4G 網絡時延約 50-100ms，5G 網絡時延低至 1-10ms，可滿足無人清掃車實時數據傳輸需求，如高清視頻回傳、實時控制指令下發；同時 5G 網絡下行速率達 1Gbps，可快速傳輸環境地圖、作業任務等大容量數據。

3. 精準設備標識：每張物聯網卡對應唯一 IMSI 號，可作為無人清掃車的 “數字身份”，便于云端平臺對設備進行精準識別、分組管理，實現 “一車一碼” 的精細化調度。

4. 流量可控管理：支持流量實時監控、定向限速、套餐靈活調整，運營商客戶可根據無人清掃車的實際數據傳輸需求（如每日約 50-100MB 流量），定制流量套餐，避免流量浪費，降低運營成本。

（三）方案整體效果

采用 “工業網關 + 4G/5G 物聯網卡” 的 4G/5G 物聯網方案，可使無人清掃車作業效率提升 300% 以上，人均管理設備數量從傳統的 5-8 臺提升至 50-80 臺；作業質量達標率從人工清掃的 85% 提升至 99% 以上；設備故障率降低 40%，因故障導致的停機時間縮短 60%，為環衛系統智能化升級提供堅實技術支撐。

四、無人清掃車應用案例：某省會城市環衛系統升級項目

某省會城市主城區道路面積達 2800 萬平方米，傳統環衛作業需投入 1200 余名環衛工人、300 余臺傳統清掃車，仍面臨作業效率低、凌晨作業擾民、安全事故頻發等問題。2023 年，該市啟動環衛系統智能化升級項目，引入 200 臺無人清掃車，并采用 FIFISIM 物聯提供的 4G/5G 物聯網方案，為每臺無人清掃車配套部署 FIFISIM 物聯工業網關與 4G/5G 物聯網卡，構建 “云端管理平臺 - 無人清掃車” 一體化系統。

方案實施后，項目取得顯著成效：

作業效率大幅提升：無人清掃車每日可連續作業 8-10 小時，單臺車每日清掃面積達 3-4 萬平方米，是人工清掃的 3-4 倍；200 臺無人清掃車可覆蓋主城區 60% 的道路面積，替代了 400 余名環衛工人的工作量，同時將道路清掃周期從傳統的 24 小時縮短至 8 小時，實現 “一日三掃”。

2. 作業安全與質量雙提升：無人清掃車通過傳感器實時規避障礙物，作業期間未發生一起安全事故；且清掃質量通過云端平臺實時監控，漏掃率從 15% 降至 1% 以下，道路潔凈度顯著提升，市民滿意度達 92%。

3. 管理效率優化：云端平臺可實時查看每臺無人清掃車的位置、作業進度、電量、故障狀態，管理人員無需現場巡檢，即可完成調度與監督；設備故障可通過遠程診斷提前預判，維修響應時間從 24 小時縮短至 2 小時，設備出勤率從 80% 提升至 95%。

4. 運營成本降低：通過減少人工投入、優化設備調度、降低故障損耗，該項目年度運營成本顯著降低，同時避免了人工清掃的安全事故賠償風險，實現了 “降本、增效、提質” 的多重目標。

該案例充分證明，4G/5G 物聯網方案是無人清掃車穩定運行的核心支撐，也是環衛系統智能化升級的關鍵技術保障。

五、行業應用展望

隨著 5G 網絡的全面覆蓋與物聯網技術的持續迭代，無人清掃車將向 “多場景適配、多設備協同、智能化升級” 方向發展：在場景適配方面，將從城市主干道向小區、地下車庫、景區等復雜場景延伸；在設備協同方面，將與無人清運車、智能垃圾桶等設備聯動，構建 “清掃 - 收集 - 轉運” 全流程無人化環衛體系；在智能化方面，將融合 AI 算法，實現垃圾類型自動識別、清掃策略動態優化，進一步提升作業效率。