CN108616930A - 一种涉及一种高含土建筑垃圾的资源化利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑工具技术领域，公开了一种高含土建筑垃圾的资源化利用方法，该方法设置有垃圾处理箱，垃圾处理箱位于建筑垃圾投放箱下方，多层搅拌桨位于垃圾处理箱内部，碎石管道位于垃圾处理箱右侧，进水管位于细沙处理箱上部左侧，细沙处理箱位于垃圾处理箱下方，细沙管道位于细沙处理箱左侧，该发明通过建筑垃圾投放箱放置待处理垃圾，进入垃圾处理箱通过多层搅拌桨搅碎处理垃圾，通过过滤网分离细沙与碎石，碎石通过碎石管道排出，通过进水管注水与细沙搅拌通过细沙管道排出搅好细沙。该发明实现建筑垃圾分类、搅拌排出依次进行。提高建筑垃圾的循环利用率。

Description

一种涉及一种高含土建筑垃圾的资源化利用方法

技术领域

本发明属于建筑工具技术领域，尤其涉及一种高含土建筑垃圾的资源化利用方法。

背景技术

目前，建筑是建筑物与构筑物的总称，是人们为了满足社会生活需要，利用所掌握的物质技术手段建筑是人们用泥土，砖，瓦，石材，木材建筑材料构成的一种供人居住和使用的空间。在建筑修建过程中会产生众多的建筑垃圾，其中高含土的建筑垃圾可得到循环利用，但现有的设备中回收效率低。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有现有的设备中回收效率低，回收之后可利用的材料过少。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高含土建筑垃圾的资源化利用方法。

本发明是这样实现的，一种高含土建筑垃圾的资源化利用装置，所述高含土建筑垃圾的资源化利用装置设置有建筑垃圾投放箱、垃圾处理箱、多层搅拌桨、碎石管道、进水管、细沙处理箱、细沙管道、支架。所述垃圾处理箱位于建筑垃圾投放箱下方。所述多层搅拌桨位于垃圾处理箱内部。所述碎石管道位于垃圾处理箱右侧。所述进水管位于细沙处理箱上部左侧。所述细沙处理箱位于垃圾处理箱下方。所述细沙管道位于细沙处理箱左侧。所述支架位于整个装置最底部。

进一步，垃圾处理箱外侧栓接有与多层搅拌桨轴连接的控制电机，控制电机侧面栓接有对控制电机进行智能化控制的智能控制装置。

进一步，所述智能控制装置包括：

无线通信单元，用于接收智能主控设备发出的控制指令；

继电器单元，与所述无线通信单元连接，用于按照所述无线通信单元接收到的所述控制指令执行控制动作；

连接线，所述连接线的一端连接于输出接口，所述输出接口与所述继电器单元的输出端连接；所述连接线的另一端连接内置控制器的电机的外置干触点控制接口。

进一步，所述无线通信单元，针对电力CPS无线通信网络建立多约束优化模型，在传统ECMP模型的基础上，结合电力CPS无线通信网络结构特性，提出动态配置ECMP模型；在此模型的基础上提出动态配置ECMP最优负载均衡算法DECMP，实现网络负载均衡，得到电力CPS无线通信网络最优网络传输性能；

控制方法的动态选择需开通ECMP节点，实现电力CPS无线通信网络更优负载均衡，即通过减少网络内控制信息开销，减少特定区域的通信负载，使电力CPS无线通信网络运行达到更优负载均衡；

动态配置ECMP最优负载均衡算法DECMP依据最大链路使用率max(ze)和节点度k_x判定优先级，动态选择需开通ECMP节点；算法将流入节点流量等于流出节点流量作为业务守恒约束，链路带宽上限作为链路容量约束，以最大链路利用率最小化为目标函数，建立多约束优化模型，采用动态选择贪婪算法求解，以获取最优网络传输性能。

进一步，建立动态配置ECMP模型时，将电力CPS无线监测和信息采集终端设备抽象为节点，V＝{v1,v2,…,vn}；将可通信的各设备间无线信道抽象为链路边集，E＝{e1,e2,…,en}；则电力CPS系统数学建模为有向赋权图G＝(V,E)；其中每个节点(监测和信息采集终端设备)有唯一标识符，vi,i＝1,...,n为通信节点，具有信息采集和数据转发功能；V中各节点的有效传输距离λ0相等，则E＝{e|D(vj,vk)≤λ0,vj,vk∈V}；且相邻节点vj,vk共享同一无线介质，节点的信息发射功率：

式中α为发射功率参数，依据实际网络节点发射模块类型决定；

当为网络节点vi的状态向量，其中Eg i为vi的当前能量，定义当Egi≤α/λ₀ ²时节点v i失效；k i为v i的节点度(v i的最大邻节点数)，S_k为节点ECMP控制开关；

当为链路ei上量度函数集；Ca(e i):(带宽函数)链路ei带宽上限；Me max(ei):(费用函数)经过链路ei所消耗网络费用；μmax(ei):(延时函数)经过链路ei所需最大延时；

并且定义网络传输业务矩阵F＝{f_st|源目的节点对v_s,v_t间的业务量,v_s,v_t∈V}；则业务守恒约束和链路容量约束定义如下：

其中x+e为链路e上行流量，定义为正，v(e i)＝s表示上行流量是由链路e的s端流入，其中ei表示链路e中上行流量的终端节点；x—e为链路e下行流量，定义为负，v(ej)＝t表示下行流量是由链路e的t端流出，其中ej表示链路e的下行流量的始端节点；因此式(3)表示由信源节点vs产生流量等于信宿节点v t接收流量，等于信源信宿两点之间的业务量，保证业务守恒；式(4)表示对任意链路e上行|x+e|和下行|x—e|流量分布不超过链路单向带宽上限Ca(e)。

进一步，动态配置ECMP最优负载均衡算法DECMP时的链路权重计算决定了等价最短多路径的计算结果；在此定义链路权重为：对于业务fst，当链路e为被选路径时，链路权重为传输业务所消耗的网络资源乘以该业务占用带宽；其数学表达式如下：

w(e,s,t)＝f_st×Me_max(e) (5)

设定Me_max(e)为传输单位bit的能耗，即Me_max(e)＝E_Tx(τ,d)+E_Rx(τ)；

其中发送能耗为：

E_Tx(τ,d)＝E_Tx-elec(τ)+E_Tx-amp(τ,d)＝E_elec×τ+ε_amp×τ×d^β (6)

接收能耗为：

E_Rx(τ)＝E_Rx-elec(τ)＝E_elec×τ (7)

其中，E_elec(J/bit)表示发射装置和接收电路每发送和接收单位bit的耗能；ε_amp(J/bit/m2)表示发射放大器将每bit传送单位平方米所耗的能量；针对不同传输模式，发射通道损失与距离d的β次方成正比，β一般取值2～4；因此，信源s信宿t间传输路径Pathst的费用定义为：

本发明的优点及积极效果为：该发明实现建筑垃圾分类、搅拌排出依次进行。提高建筑垃圾的循环利用率，通过对电机的智能化控制，能够在更好提高资源利用率，本发明从最大链路使用率，传输延时和网络资源消耗三个量度评估DECMP算法性能，并与基于链路繁忙趋势值的等价多路径路由选择算法进行比较分析；PPV算法计算等价路径上的链路趋势值和链路带宽的比值选择路径，避免重复利用某些热点链路，从而在一定程度上均衡了负载。本发明考虑网络能耗，定义网络资源损耗为节点能耗，假设节点总能耗为一定值；计算传输相同业务矩阵(即相同业务量和信源信宿)情况下的网络剩余能量；节点开通ECMP功能将消耗部分能量，但合理的动态配置有助于业务最优传输路径的选择，从而减缓网络能量消耗；DECMP算法比PPV算法在不同ECMP配置条件下节省网络能耗4.06％。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高含土建筑垃圾的资源化利用装置的结构示意图；

图中：1、建筑垃圾投放箱；2、垃圾处理箱；3、多层搅拌桨；4、碎石管道；5、进水管；6、细沙处理箱；7、细沙管道；8、支架。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的高含土建筑垃圾的资源化利用装置设置有建筑垃圾投放箱1、垃圾处理箱2、多层搅拌桨3、碎石管道4、进水管5、细沙处理箱6、细沙管道7、支架8。所述垃圾处理箱2位于建筑垃圾投放箱1下方。所述多层搅拌桨3位于垃圾处理箱2内部。所述碎石管道4位于垃圾处理箱2右侧。所述进水管5位于细沙处理箱6上部左侧。所述细沙处理箱6位于垃圾处理箱2下方。所述细沙管道7位于细沙处理箱6左侧。所述支架8位于整个装置最底部。

所述垃圾处理箱通过焊接固定于建筑垃圾投放箱下方，所述碎石管道通过焊接固定于垃圾处理箱右侧。所述进水管通过焊接固定于细沙处理箱上部左侧。所述细沙处理箱通过焊接固定于垃圾处理箱下方。细沙管道通过焊接固定于细沙处理箱左侧。支架通过焊接固定于细沙处理箱位于整个装置最底部。多层搅拌桨通过焊接固定于垃圾处理箱内部。

垃圾处理箱外侧栓接有与多层搅拌桨轴连接的控制电机，控制电机侧面栓接有对控制电机进行智能化控制的智能控制装置。

所述智能控制装置包括：

无线通信单元，用于接收智能主控设备发出的控制指令；

继电器单元，与所述无线通信单元连接，用于按照所述无线通信单元接收到的所述控制指令执行控制动作；

连接线，所述连接线的一端连接于输出接口，所述输出接口与所述继电器单元的输出端连接；所述连接线的另一端连接内置控制器的电机的外置干触点控制接口。

进一步，所述无线通信单元，针对电力CPS无线通信网络建立多约束优化模型，在传统ECMP模型的基础上，结合电力CPS无线通信网络结构特性，提出动态配置ECMP模型；在此模型的基础上提出动态配置ECMP最优负载均衡算法DECMP，实现网络负载均衡，得到电力CPS无线通信网络最优网络传输性能；

控制方法的动态选择需开通ECMP节点，实现电力CPS无线通信网络更优负载均衡，即通过减少网络内控制信息开销，减少特定区域的通信负载，使电力CPS无线通信网络运行达到更优负载均衡；

动态配置ECMP最优负载均衡算法DECMP依据最大链路使用率max(ze)和节点度k_x判定优先级，动态选择需开通ECMP节点；算法将流入节点流量等于流出节点流量作为业务守恒约束，链路带宽上限作为链路容量约束，以最大链路利用率最小化为目标函数，建立多约束优化模型，采用动态选择贪婪算法求解，以获取最优网络传输性能。

建立动态配置ECMP模型时，将电力CPS无线监测和信息采集终端设备抽象为节点，V＝{v1,v2,…,vn}；将可通信的各设备间无线信道抽象为链路边集，E＝{e1,e2,…,en}；则电力CPS系统数学建模为有向赋权图G＝(V,E)；其中每个节点(监测和信息采集终端设备)有唯一标识符，vi,i＝1,...,n为通信节点，具有信息采集和数据转发功能；V中各节点的有效传输距离λ0相等，则E＝{e|D(vj,vk)≤λ0,vj,vk∈V}；且相邻节点vj,vk共享同一无线介质，节点的信息发射功率：

式中α为发射功率参数，依据实际网络节点发射模块类型决定；

当为网络节点vi的状态向量，其中Eg i为v i的当前能量，定义当Egi≤α/λ₀ ²时节点v i失效；k i为v i的节点度(v i的最大邻节点数)，S_k为节点ECMP控制开关；

当为链路ei上量度函数集；Ca(e i):(带宽函数)链路ei带宽上限；Me max(ei):(费用函数)经过链路ei所消耗网络费用；μmax(ei):(延时函数)经过链路ei所需最大延时；

并且定义网络传输业务矩阵F＝{f_st|源目的节点对v_s,v_t间的业务量,v_s,v_t∈V}；则业务守恒约束和链路容量约束定义如下：

其中x+e为链路e上行流量，定义为正，v(e i)＝s表示上行流量是由链路e的s端流入，其中ei表示链路e中上行流量的终端节点；x—e为链路e下行流量，定义为负，v(ej)＝t表示下行流量是由链路e的t端流出，其中ej表示链路e的下行流量的始端节点；因此式(3)表示由信源节点vs产生流量等于信宿节点v t接收流量，等于信源信宿两点之间的业务量，保证业务守恒；式(4)表示对任意链路e上行|x+e|和下行|x—e|流量分布不超过链路单向带宽上限Ca(e)。

动态配置ECMP最优负载均衡算法DECMP时的链路权重计算决定了等价最短多路径的计算结果；在此定义链路权重为：对于业务fst，当链路e为被选路径时，链路权重为传输业务所消耗的网络资源乘以该业务占用带宽；其数学表达式如下：

w(e,s,t)＝f_st×Me_max(e) (5)

设定Me_max(e)为传输单位bit的能耗，即Me_max(e)＝E_Tx(τ,d)+E_Rx(τ)；

其中发送能耗为：

E_Tx(τ,d)＝E_Tx-elec(τ)+E_Tx-amp(τ,d)＝E_elec×τ+ε_amp×τ×d^β (6)

接收能耗为：

E_Rx(τ)＝E_Rx-elec(τ)＝E_elec×τ (7)

其中，E_elec(J/bit)表示发射装置和接收电路每发送和接收单位bit的耗能；ε_amp(J/bit/m2)表示发射放大器将每bit传送单位平方米所耗的能量；针对不同传输模式，发射通道损失与距离d的β次方成正比，β一般取值2～4；因此，信源s信宿t间传输路径Pathst的费用定义为：

本发明的工作原理是：该发明通过建筑垃圾投放箱放置待处理垃圾，进入垃圾处理箱通过多层搅拌桨搅碎处理垃圾，通过过滤网分离细沙与碎石，碎石通过碎石管道排出，通过进水管注水与细沙搅拌通过细沙管道排出搅好细沙。该发明实现建筑垃圾分类、搅拌排出依次进行。提高建筑垃圾的循环利用率。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种高含土建筑垃圾的资源化利用装置，其特征在于，所述高含土建筑垃圾的资源化利用装置设置有建筑垃圾投放箱、垃圾处理箱、多层搅拌桨、碎石管道、进水管、细沙处理箱、细沙管道、支架；

垃圾处理箱位于建筑垃圾投放箱下方；多层搅拌桨位于垃圾处理箱内部；碎石管道位于垃圾处理箱右侧；进水管位于细沙处理箱上部左侧；细沙处理箱位于垃圾处理箱下方；细沙管道位于细沙处理箱左侧；支架位于整个装置最底部。

2.如权利要求1所述高含土建筑垃圾的资源化利用装置，其特征在于，垃圾处理箱外侧栓接有与多层搅拌桨轴连接的控制电机，控制电机侧面栓接有对控制电机进行智能化控制的智能控制装置。

3.如权利要求2所述高含土建筑垃圾的资源化利用装置，其特征在于，所述智能控制装置包括：

无线通信单元，用于接收智能主控设备发出的控制指令；

继电器单元，与所述无线通信单元连接，用于按照所述无线通信单元接收到的所述控制指令执行控制动作；

连接线，所述连接线的一端连接于输出接口，所述输出接口与所述继电器单元的输出端连接；所述连接线的另一端连接内置控制器的电机的外置干触点控制接口。

4.如权利要求3所述高含土建筑垃圾的资源化利用装置，其特征在于，所述无线通信单元，针对电力CPS无线通信网络建立多约束优化模型，在传统ECMP模型的基础上，结合电力CPS无线通信网络结构特性，提出动态配置ECMP模型；在此模型的基础上提出动态配置ECMP最优负载均衡算法DECMP，实现网络负载均衡，得到电力CPS无线通信网络最优网络传输性能；

控制方法的动态选择需开通ECMP节点，实现电力CPS无线通信网络更优负载均衡，即通过减少网络内控制信息开销，减少特定区域的通信负载，使电力CPS无线通信网络运行达到更优负载均衡；

动态配置ECMP最优负载均衡算法DECMP依据最大链路使用率max(ze)和节点度k_x判定优先级，动态选择需开通ECMP节点；算法将流入节点流量等于流出节点流量作为业务守恒约束，链路带宽上限作为链路容量约束，以最大链路利用率最小化为目标函数，建立多约束优化模型，采用动态选择贪婪算法求解，以获取最优网络传输性能。

5.如权利要求4所述高含土建筑垃圾的资源化利用装置，其特征在于，建立动态配置ECMP模型时，将电力CPS无线监测和信息采集终端设备抽象为节点，V＝{v1,v2,…,vn}；将可通信的各设备间无线信道抽象为链路边集，E＝{e1,e2,…,en}；则电力CPS系统数学建模为有向赋权图G＝(V,E)；其中每个节点(监测和信息采集终端设备)有唯一标识符，vi,i＝1,...,n为通信节点，具有信息采集和数据转发功能；V中各节点的有效传输距离λ0相等，则E＝{e|D(vj,vk)≤λ0,vj,vk∈V}；且相邻节点vj,vk共享同一无线介质，节点的信息发射功率：

式中α为发射功率参数，依据实际网络节点发射模块类型决定；

当M(v_i)＝{Eg_i，k_i，S_k}为网络节点vi的状态向量，其中Eg i为v i的当前能量，定义当Egi≤α/λ₀ ²时节点v i失效；k i为v i的节点度(v i的最大邻节点数)，S_k为节点ECMP控制开关；

当M(e_i)＝{Ca(e_i)，Me_max(e_i)，μ_max(e_i)}为链路ei上量度函数集；Ca(ei):(带宽函数)链路ei带宽上限；Me max(ei):(费用函数)经过链路ei所消耗网络费用；μmax(ei):(延时函数)经过链路ei所需最大延时；

并且定义网络传输业务矩阵F＝{f_st|源目的节点对v_s,v_t间的业务量,v_s,v_t∈V}；则业务守恒约束和链路容量约束定义如下：

其中x+e为链路e上行流量，定义为正，v(e i)＝s表示上行流量是由链路e的s端流入，其中ei表示链路e中上行流量的终端节点；x—e为链路e下行流量，定义为负，v(ej)＝t表示下行流量是由链路e的t端流出，其中ej表示链路e的下行流量的始端节点；因此式(3)表示由信源节点vs产生流量等于信宿节点v t接收流量，等于信源信宿两点之间的业务量，保证业务守恒；式(4)表示对任意链路e上行|x+e|和下行|x—e|流量分布不超过链路单向带宽上限Ca(e)。

6.如权利要求4所述高含土建筑垃圾的资源化利用装置，其特征在于，动态配置ECMP最优负载均衡算法DECMP时的链路权重计算决定了等价最短多路径的计算结果；在此定义链路权重为：对于业务fst，当链路e为被选路径时，链路权重为传输业务所消耗的网络资源乘以该业务占用带宽；其数学表达式如下：

w(e,s,t)＝f_st×Me_max(e) (5)

设定Me_max(e)为传输单位bit的能耗，即Me_max(e)＝E_Tx(τ,d)+E_Rx(τ)；

其中发送能耗为：

E_Tx(τ,d)＝E_Tx-elec(τ)+E_Tx-amp(τ,d)＝E_elec×τ+ε_amp×τ×d^β (6)

接收能耗为：

E_Rx(τ)＝E_Rx-elec(τ)＝E_elec×τ (7)

其中，E_elec(J/bit)表示发射装置和接收电路每发送和接收单位bit的耗能；ε_amp(J/bit/m2)表示发射放大器将每bit传送单位平方米所耗的能量；针对不同传输模式，发射通道损失与距离d的β次方成正比，β一般取值2～4；因此，信源s信宿t间传输路径Pathst的费用定义为：