CN101169843A - 基于地理信息的垃圾收运方法 - Google Patents
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Abstract
一种环保技术领域的基于地理信息的垃圾收运方法，包括以下步骤：第一步，收集点通过传感器获取垃圾体积信息并通过无线发送模块发送至信息管理中心；第二步，信息管理中心接收到来自于各收集点的垃圾信息，在地理信息系统地图上显示各收集点当前垃圾状况和需要收集的急或缓；第三步，信息管理中心根据获取的数据，安排收运车辆，并结合地理信息系统计算的最短路径根据扫描分组算法求解较优的收运路线；第四步，垃圾车沿着优化的路线依次访问收集点，将垃圾运至处理厂，完成作业任务后返回停车场。本发明能够科学、有效的进行垃圾收运，实现最优化的垃圾收运，同时提供良好的生活环境。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种环保技术领域的方法，具体地说，涉及一种基于地理信息的垃圾收运方法。
背景技术
地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)是以采集、存储、管理、描述、分析和显示与应用地理信息的计算机系统。GIS描述地球表面的空间位置和空间关系的信息。利用GIS技术可对实时采集的数据进行存储、处理、显示、分析，实现为环境决策提供辅助手段的目的。
目前，一般的城市垃圾收运是由垃圾运输车按一定的路线依次访问垃圾收集点，车满载后将运往中转站或直接运往处理厂。
针对城市垃圾收运的问题，一些先进国家如瑞典、美国等已经取得了较大的进展，其应用效果给人们带来了极大的方便，体现了良好的社会和生态效应。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号：200410044207.5，发明名称为：城市垃圾收运控制系统，该专利涉及一种城市垃圾收运控制系统，在各垃圾中转站的垃圾处理设备中有信息处理装置并将其垃圾处理信息传送给中央计算机，然后中央计算机根据信息处理结果和车辆信息安排车辆的收运。该方案可尽可能缩短垃圾在中转站的停留时间，一定程度上提高了垃圾收运效率。但由于该方法只考虑了中转站的影响因素，而对垃圾产生的源头也就是垃圾收集点的控制和管理不够重视。而且现有的收集方式下，各收集点的收集频率是固定的。也就是说，每天收集的顺序和路线基本相同。但实际上由于每个收集点垃圾量的不确定性将会导致运输车空行程，浪费人力和物力。而且，有些收集点垃圾未及时收运还会出现溢出，如果不及时处理将会对环境造成影响。
在城市垃圾的收运管理上，每个城市都根据其实际情况制定了城市垃圾收集、运输和管理方案，同时也投入大量资金用于购置专用垃圾清运车辆和建立配套设施以及支付城市垃圾收运系统的日常费用。垃圾收运在垃圾管理过程中，是任务最繁重、耗资最大的一个环节。据统计，城市垃圾管理费用的60-80％用于收运工作。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于地理信息的垃圾收运方法，使其科学、有效的进行垃圾收运，实现最优化的垃圾收运，同时提供良好的生活环境。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所提出的基于GIS技术的垃圾收运方法，包括收集点垃圾体积信息检测、信息管理中心GIS地图、收运路线优化和收运车辆收集与运输四个具体步骤：
第一步，收集点垃圾体积信息检测：收集点通过传感器获取垃圾体积信息并通过无线发送模块发送至信息管理中心。目前，收集点主要指垃圾箱房，而垃圾箱房内放置着垃圾桶。收集点通过垃圾桶内传感器采集其体积信息，信息管理中心GIS监控。
第二步，信息管理中心GIS地图：信息管理中心接收到来自于各收集点的垃圾信息，在GIS地图上显示各收集点当前垃圾状况和需要收集的急或缓。
信息管理中心根据各收集点的垃圾信息，按照体积等级来判断各收集点的体积状态，本发明将垃圾的体积信息划分为五个等级：红色表示该收集点垃圾已经达到90％，需要尽快收集；桔红色表示该收集点垃圾已经达到80％，可以收集；黄色表示该收集点垃圾达到65％，不用紧急收集；绿色表示该收集点垃圾达到25％，可以暂缓收集；白色表示该收集点垃圾近乎为空，有待居民投放垃圾。信息管理中心的GIS地图显示整个垃圾收集城市区域，在GIS地图上，能够实时、动态显示各收集点的体积状态，并显示为上述对应的颜色状态。一旦某收集点的垃圾被清运了，在GIS地图上该收集点图标将转为白色。这样，通过GIS技术可以很直观地让管理者或者决策者了解详细的收运状况，提供决策依据。
第三步，收运路线优化：信息管理中心根据获取的数据，安排收运车辆，并结合GIS计算的最短路径根据扫描分组算法求解较优的收运路线。
针对城市区域道路的特征，通过GIS技术可以获取任意两目标对象(收集点、停车点、中转站和处理厂)之间的最短路径。基于扫描分组算法根据当前收集点的垃圾体积状态安排合适的车辆和优化的收运路线。也就是，垃圾收集车优先访问GIS地图中收集点图标显示为红色的收集点。根据当前所有红色收集点垃圾体积量安排合适的车型，以减少收运车的空行程提高作业效率。另外，根据GIS的信息为收运车安排合适的优化路径，使得收运行程或者成本最少。
所述的结合GIS计算的最短路径根据扫描分组算法求解较优的收运路线，具体为：针对需要收集的垃圾收集点，建立以停车场和处理厂连线为极轴的极坐标系，分别计算各收集点在坐标系下的角度值，从停车场出发，按逆时针方向将满足约束条件的收集点依次加入到当前组中。直到达到垃圾车重量或体积的额定值后，建立一个新组。如此反复直到任务完成。
第四步，收运车辆收集与运输：垃圾车沿着优化的路线依次访问收集点，将垃圾运至处理厂，完成作业任务后返回停车场。
每辆垃圾车上装有GPS终端，通过GPRS实时将位置信息发送至信息管理中心并在GIS地图上显示。垃圾运输车沿着收运路线优化的路线依次访问收集点，将垃圾运至处理厂，作业计划完成后返回停车场。同时，垃圾车的作业路线也可以实时显示于信息管理中心。这样可以做到实地了解作业车辆的作业方案、作业路线和作业状况。
本发明在GIS地图上实时显示各收集点的垃圾状态，利用了GIS技术对实时采集的数据进行存储、处理、显示和分析，实现为环境决策提供辅助手段的目的。本发明采用的扫描分组算法，根据收集点状态安排垃圾的收运，该方法是一种有效、简捷且实用的方法。本发明可以为城市环卫管理部门的提供决策依据，根据垃圾桶体积不同颜色的显示状态来配置收集点垃圾桶的数量。同时，可以根据该方法来设置垃圾车的收集频率。本发明因为采用了上述的技术，可以科学、有效的进行垃圾收运，实现最优化的垃圾收运，同时提供良好的生活环境。
附图说明
图1为本发明垃圾收运原理图。
图2为垃圾收运过程的示意图
图3为扫描分组算法示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明基于GIS技术的垃圾收运方法如图1所示。图中，收集点1根据垃圾桶2获取的体积信息，并通过无线发送模块3发送至信息管理中心4。信息管理中心4根据获取的各个收集点1的垃圾信息，结合表1的体积等级判断各收集点1当前所处的状况，并显示为相应的颜色，GIS地图5动态显示收集点状态。信息管理中心4根据获取的数据安排垃圾收运车6的类型、数目和路线，优先收集红色垃圾点的垃圾，运输至中转站或处理厂。在垃圾收运车6上装有GPS设备7，能够与信息管理中心4交互，GPS地图5上可以实时显示当前垃圾收运车6的位置，作业路线等。
表1列出了本发明垃圾体积划分的等级。
表1体积等级
| 等级 | 颜色 | 体积比例 |
| 1 | 红色 | ＞90％ |
| 2 | 桔红色 | ＞80％ |
| 3 | 黄色 | ＞65％ |
| 4 | 绿色 | ＞25％ |
| 5 | 白色 | ＞0％ |
实施例
1.收集点垃圾体积信息检测
垃圾收集点的垃圾桶内可以检测其体积信息，无线模块将该信息发送至信息管理中心。发送数据格式为：
表2发送数据格式
| 收集点编号 | 时间 | 垃圾体积(100％) |
| 1 | 11/16/2007 3:02:49 | 80 |
| 2 | 11/16/2007 3:02:49 | 70 |
| 3 | 11/16/2007 3:02:49 | 90 |
| 4 | 11/16/2007 3:02:49 | 25 |
| 5 | 11/16/2007 3:02:49 | 10 |
| 6 | 11/16/2007 3:02:49 | 92 |
2.信息管理中心GIS监控
信息管理中心根据垃圾的体积信息，判断当前收集点所处的状态，并以不同的颜色等级显示与GIS地图上。在构建的坐标系下，可以计算各收集点的角度值。如表3所示。
表3收集点颜色显示与极坐标角度
| 收集点编号 | 收集点颜色显示 | 极坐标系下角度值 |
| 1 | 桔红色 | 15 |
| 2 | 黄色 | 11 |
| 3 | 红色 | 25 |
| 4 | 绿色 | 19 |
| 5 | 白色 | 21 |
| 6 | 红色 | 30 |
3.收运路线优化
信息管理中心根据该区域收集点的垃圾信息制定收集策略，优先收集红色显示收集点。采用扫描分组算法，结合GIS计算的最短路径拟定收运的路线。在该实施例中，如果采用％25(收集点垃圾体积不小于25％)以上收集策略，则该路线应该包括第1，2，3，4，6收集点。扫描分组算法产生的路径为：停车场-6-3-4-1-2-处理厂。同时，根据这些垃圾的体积选用合适的车型收运，尽量保证一次清运。
4.收运车辆收集与运输
收运车辆根据制定的收运路线执行收运计划，垃圾满载后运往处理厂，直至任务完成返回停车场。同时，通过车载GPS终端信息管理中心能够实时监控车辆的状态，以达到对车辆的实时调度。
本实施例采用传感器检测收集点垃圾桶体积状况，发送至信息管理中心，并通过GIS技术实现数据的管理、显示和分析。实现了对城市垃圾的实时监控，能够及时、高效地访问需要收集的收集点，体现了垃圾清运的敏捷性，有效地提升了环卫管理水平。此外，该垃圾收运方法在一定程度上节约了成本的投入，提高了作业的效率。
Claims (4)
1.一种基于地理信息的垃圾收运方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，收集点通过传感器获取垃圾体积信息并通过无线发送模块发送至信息管理中心；
第二步，信息管理中心接收到来自于各收集点的垃圾信息，在地理信息系统地图上显示各收集点当前垃圾状况和需要收集的急或缓；
第三步，信息管理中心根据获取的数据，安排收运车辆，并结合地理信息系统计算的最短路径收运路线；
第四步，垃圾车沿着优化的路线依次访问收集点，将垃圾运至处理厂，完成作业任务后返回停车场。
2.根据权利要求1所述的基于地理信息的垃圾收运方法，其特征是，所述第二步，具体实现为：信息管理中心根据各收集点的垃圾信息，按照体积等级来判断各收集点的体积状态；
信息管理中心的地理信息系统地图显示整个垃圾收集城市区域，在地理信息系统地图上，实时、动态显示各收集点的体积状态，并显示为上述对应的颜色状态，一旦某收集点的垃圾被清运了，在地理信息系统地图上该收集点图标将转为白色，这样，通过地理信息系统技术很直观地让管理者或者决策者了解详细的收运状况，提供决策依据。
3.根据权利要求1所述的基于地理信息的垃圾收运方法，其特征是，所述第三步中，结合地理信息系统计算的最短路径收运路线，具体为：针对需要收集的垃圾收集点，建立以停车场和处理厂连线为极轴的极坐标系，分别计算各收集点在坐标系下的角度值，从停车场出发，按逆时针方向将满足约束条件的收集点依次加入到当前组中，直到达到垃圾车重量或体积的额定值后，建立一个新组，如此反复直到任务完成。
4.根据权利要求1所述的基于地理信息的垃圾收运方法，其特征是，所述第四步，具体实现为：每辆垃圾车上装有GPS终端，通过GPRS实时将位置信息发送至信息管理中心并在地理信息系统地图上显示，垃圾运输车沿着收运路线优化的路线依次访问收集点，将垃圾运至处理厂，作业计划完成后返回停车场，同时，垃圾车的作业路线实时显示于信息管理中心，这样做到实地了解作业车辆的作业方案、作业路线和作业状况。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20080430 |