CN111652782B - 基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固体废物处理的技术领域，具体为基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统，包括数据获取子系统、垃圾预估子系统和收运规划子系统，数据获取子系统用于获取垃圾量影响因素和油耗影响因素，垃圾量影响因素包括人口信息、时间信息和历史站点垃圾信息，油耗影响因素包括第一载重信息、气候信息、地形信息、时间信息、人口信息和站点信息；垃圾预估子系统用于根据垃圾量影响因素生成各垃圾站点的站点垃圾量；收运规划子系统用于根据油耗影响因素和站点垃圾量生成油耗量最少的收运规划方案。采用本方案通过获取油耗量最少的收运规划方案，有效降低垃圾收运过程中的收运成本。能够解决现有技术中无法对垃圾收运成本进行有效控制的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及固体废物处理的技术领域，具体为基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统。
背景技术
乡村逐渐向城市化发展,对于环境和生活的要求都有进一步的提高，因此为保障乡村人民的生活环境，目前根据乡村的居住区域进行规划，并设定垃圾站点，通过在垃圾站点设置垃圾箱，便于附近住户进行垃圾的堆放，以及后续进行垃圾的集中转运和处理。
在对垃圾进行集中转运和处理时，通常是由垃圾的集中处理点或垃圾中转站安排垃圾运输车，由垃圾运输车前往垃圾站点进行垃圾的收集，并在完成一车垃圾的收集时，返回垃圾站或垃圾中转站卸下收集的垃圾，再次进行运输对收集其余垃圾站点的垃圾进行收集，为了保证运输效率，现有的垃圾运输车在进行运输时，会对导航的路线进行规划，结合垃圾运输车内的存储空间和道路的拥堵程度，以保证垃圾运输车的运输效率。
但是由于各垃圾站点每天或每段时间内垃圾的存放量都是不同的，垃圾运输车在前往垃圾站点前无法得知该垃圾站点的具体情况，有可能会出现当前垃圾收运车的剩余存储空间较少，而垃圾站点的垃圾存放量较多，导致垃圾收运车无法一次运载该垃圾站点存放的垃圾，后续垃圾收运车仍需前往该垃圾站点进行垃圾的收集，重复前往一个垃圾站点，导致垃圾收运车行驶的路线重复，增大了垃圾的整体收运成本，无法对垃圾收运成本进行有效的控制。
发明内容
本发明意在提供基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统，以解决现有技术中无法对垃圾收运成本进行有效控制的技术问题。
基础方案:基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统，包括数据获取子系统、垃圾预估子系统和收运规划子系统，数据获取子系统用于获取垃圾量影响因素和油耗影响因素，垃圾量影响因素包括人口信息、时间信息和历史站点垃圾信息，油耗影响因素包括第一载重信息、气候信息、地形信息、时间信息、人口信息和站点信息；垃圾预估子系统用于根据垃圾量影响因素生成各垃圾站点的站点垃圾量；收运规划子系统用于根据油耗影响因素和站点垃圾量生成油耗量最少的收运规划方案。
名词说明:垃圾量影响因素指影响垃圾站点堆积的垃圾量的因素,例如节假日乡村居住人口增加，垃圾站点堆积的垃圾量会相应增加，则人口信息为垃圾量影响因素；油耗影响因素指影响车辆行驶所消耗油量的因素，例如车辆行驶时的载重量越大，车辆行驶所消耗的油量越大，则载重信息为油耗影响因素；历史站点垃圾信息指垃圾站点往期堆积的垃圾量情况；第一载重信息指运输垃圾的车辆的最大载重量；站点信息指各个垃圾站点的相关信息，例如各个垃圾站点所处位置的坐标。
基础方案的有益效果:
1.数据采集子系统对垃圾量影响因素和油耗影响因素进行获取，通过垃圾量影响因素对各垃圾站点的垃圾量进行合理的预估，便于后续规划垃圾运输车辆及车辆的运输路径，通过油耗影响因素对运输垃圾过程中的油耗进行合理的预估，便于后续进行垃圾收运规划方案的规划，通过规划收运规划方案有效的控制车辆在收运垃圾过程中的油耗量，从而实现降低垃圾收运成本的目的。
2、垃圾预估子系统根据垃圾量影响因素生成各垃圾站点的站点垃圾量，通过获取各垃圾站点的站点垃圾量，从而规划车辆的行驶路线，在车辆的每次运输过程中实现最大载重量，从而提高车辆每次运输的使用率。同时在获取到各垃圾站点的站点垃圾量后，可根据车辆的行驶路线得知车辆在不同路段下的载重量，从而得知车辆在不同路段下的油耗量，进而实现获取油耗量最小的收运规划方案，在车辆最大利用率的情况下有效降低垃圾的收运成本。
3、收运规划子系统根据油耗影响因素和站点垃圾量生成油耗量最少的收运规划方案，通过油耗影响因素对车辆在不同情况下行驶不同路段的油耗进行准确的预估，从而准确的获取车辆在行驶过程的油耗量，进而获取到油耗量最少的收运规划方案，有效降低垃圾的收运成本。
进一步，收运规划子系统包括路线规划模块、第一油耗计算模块和第一方案筛选模块，路线规划模块用于根据第一载重信息、站点信息和站点垃圾量生成多个第一路线规划方案；第一油耗计算模块用于根据气候信息、地形信息、时间信息、人口信息、站点垃圾量和第一路线规划方案计算各个第一路线规划方案的油耗量；第一方案筛选模块用于筛选油耗量最少的第一路线规划方案作为收运规划方案。
有益效果：根据第一载重信息、站点信息和站点垃圾量生成多个第一路线规划方案，多个垃圾站点以及垃圾站点的站点垃圾量不同，会存在多种收运的方式，通过路线规划模块生成多个第一路线规划方案，任一第一路线规划方案均对所有垃圾站点的垃圾进行收运，对每种收运方式都进行规划，确保后续生成的收运规划方案为油耗量最少的收运方式。
通过第一油耗计算模块在考虑油耗影响因素的情况下根据第一路线规划方案计算出各第一路线规划方案的油耗量。通过第一方案筛选模块筛选出油耗量最少的第一路线规划方案作为收运规划方案，根据收运规划方案进行垃圾的收运，从而降低垃圾收运过程中的油耗量，进而有效的降低垃圾收运成本。
进一步，还包括转运规划子系统，数据获取子系统还用于获取第二载重信息和多个拥堵路段信息，转运规划子系统用于根据各个拥堵路段信息和站点信息生成多个转运站点列表，并根据各个转运站点列表和第二载重信息、气候信息、地形信息、站点垃圾量生成油耗量最小的转运规划方案。
名词说明：第二载重信息指转运垃圾的车辆的最大载重量；多个拥堵路段信息指在车辆收运垃圾的行驶道路中出现拥堵情况的路段，每一拥堵路段为一拥堵路段信息。
有益效果：通过转运规划子系统生成转运规划方案，转运规划方案用于供转运垃圾的车辆使用，规划转运车辆专门用于拥堵路段的垃圾站点的垃圾的转运，避免运输车辆在拥堵路段浪费较长的时间，增大时间成本。
进一步，转运规划子系统包括站点筛选模块、转运点计算模块、转运规划模块、第二油耗计算模块和第二方案筛选模块，站点筛选模块用于根据拥堵路段信息和站点信息筛选出位于拥堵路段内的垃圾站点以及分别靠近拥堵路段两端的垃圾站点，并根据筛选出的垃圾站点生成转运站点列表；转运点计算模块用于根据转运站点列表和站点垃圾量生成转运垃圾总量，并根据转运垃圾总量、第二载重信息和转运站点列表生成垃圾暂存点；转运规划模块用于根据垃圾暂存点、第二载重信息、转运站点列表和站点垃圾量生成多个第二路线规划方案；第二油耗计算模块用于根据气候信息、地形信息、站点垃圾量和第二路线规划方案计算各个第二路线规划方案的油耗量；第二方案筛选模块用于筛选油耗量最少的第二路线规划方案作为转运规划方案。
名词说明：垃圾暂存点指转运车辆将从其他垃圾站点运输的垃圾堆放的垃圾站点，
有益效果：通过站点筛选模块筛选出位于拥堵路段内的垃圾站点以及靠近拥堵路段两端的垃圾站点，筛选出的垃圾站点需要进行垃圾转运，即转运站点列表中记录有需要转运车辆进行垃圾转运的垃圾站点。
通过转运点计算模块获取垃圾暂存点，转运车辆将转运站点列表中其余垃圾站点的垃圾运输到垃圾暂存点，运输车辆直接从垃圾暂存点收运垃圾，无需对拥堵路段的垃圾站点进行垃圾收运，降低了运输车辆的时间成本。
通过转运规划模块获取多个第二路线规划方案，并通过第二油耗计算模块获取各个第二路线规划方案的油耗量，并通过第二方案筛选模块获取转运规划方案供转运车辆使用，转运规划方案为油耗量最少的第二路线规划方案，通过使用油耗量最少的第二路线规划方案降低转运车辆的油耗成本，从而降低转运车辆的运输成本。
进一步，转运点计算模块用于当转运垃圾总量小于第二载重信息时，以拥堵路段两端的任一垃圾站点作为垃圾暂存点；当转运垃圾总量大于第二载重信息且小于第二载重信息的两倍时，以拥堵路段两端的垃圾站点作为垃圾暂存点；当转运垃圾总量大于第二载重信息的两倍时，根据转运垃圾总量和第二载重信息计算出垃圾暂存点的暂存点数量；站点筛选模块还用于根据暂存点数量筛选出靠近拥堵路段两端的垃圾站点，筛选出的垃圾站点的数量等于暂存点数量，并根据筛选出的垃圾站点更新转运站点列表，并将筛选出的垃圾站点作为垃圾暂存点。
有益效果：转运车辆每次可运输的垃圾量是有限的，因此当转运站点列表中记录的所有垃圾站点的垃圾量之和大于第二载重信息时，需要设立多个垃圾暂存点。当转运垃圾总量小于第二载重信息的两倍时，可直接将靠近拥堵路段两端的一个或两个垃圾站点直接作为垃圾暂存点；当转运垃圾总量大于第二载重信息的两倍时，需要增设拥堵路段以外的垃圾站点作为垃圾暂存点，选用拥堵路段以外且距离拥堵路段两端距离较近的垃圾站点作为垃圾暂存点，避免运输车辆在拥堵道路上进行行驶，降低运输车辆的时间成本，从而降低运输车辆的收运成本。
附图说明
图1为本发明基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统实施例一的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统，如附图1所示，包括数据获取子系统、垃圾预估子系统、收运规划子系统和数据库。数据库预存有人口信息、历史站点垃圾信息、第一载重信息、地形信息和站点信息。人口信息指垃圾收运区域内的人口居住情况，可通过乡村居委会定期走访调查获取。历史站点垃圾信息指垃圾站点往期堆积的垃圾量情况。第一载重信息指运输垃圾的车辆的最大载重量。地形信息为垃圾收运区域内车辆行驶路线的地形情况。站点信息指各个垃圾站点的相关信息，在本实施例中，站点信息包括各个垃圾站点的站点编号，以及各垃圾站点所处位置的站点坐标。
数据获取子系统包括垃圾量影响因素模块和油耗影响因素模块。垃圾量影响因素模块用于获取垃圾量影响因素，在本实施例中，垃圾量影响因素包括人口信息、时间信息和历史站点垃圾信息，时间信息包括当期时间和节假日信息。具体的，垃圾量影响因素模块用于从数据库中获取人口信息和历史站点垃圾信息，并从联网数据中获取时间信息。油耗影响因素模块用于获取油耗影响因素，在本实施例中，油耗影响因素包括第一载重信息、气候信息、地形信息、时间信息、人口信息和站点信息，气候信息指垃圾收运区域内的天气情况，包括晴、雨、暴雨和大风。具体的，油耗影响因素模块用于从数据库中获取第一载重信息、地形信息、人口信息和站点信息，并从联网数据中获取气候信息和时间信息。
垃圾预估子系统包括垃圾量预估模块和垃圾量调整模块。垃圾量预估模块用于根据历史站点垃圾信息预估当前各垃圾站点的站点垃圾量，具体的，可根据前五次垃圾站点的站点垃圾量计算出平均值作为当前垃圾站点的站点垃圾量。垃圾量调整模块预设有多个人口调整比例和多个时间调整比例，垃圾量调整模块用于根据人口信息获取人口调整比例，并根据时间信息获取时间调整比例，并根据人口调整比例和时间调整比例中的最大值对各垃圾站点的站点垃圾量进行调整，并将调整后的站点垃圾量发送给收运规划子系统，在本实施例中，多个人口调整比例分别为1.2、1.4、1.6和1.8，多个时间调整比例分别为1.3和1.7，本领域技术人员可根据实际情况对人口调整比例和时间调整比例进行设定。当人口信息反映垃圾收运区域内的人口增幅为20％以内时，人口调整比例为1.2；当人口信息反映垃圾收运区域内的人口增幅为20％至40％时，人口调整比例为1.4，以此类推，直到人口信息反映垃圾收运区域内的人口增幅为80％以上时，此时人口调整比例为1.8。当时间信息反映节假日信息为小长假时，时间调整比例为1.3；当时间信息反映节假日信息为中长假时，时间调整比例为1.7，在本实施例中，假期3天及以内节假日为小长假，其余节假日为中长假。
收运规划子系统包括路线规划模块、第一油耗计算模块和第一方案筛选模块。路线规划模块用于根据第一载重信息、站点信息和站点垃圾量生成多个第一路线规划方案。多个垃圾站点以及垃圾站点的站点垃圾量不同，会存在多种收运的方式，通过路线规划模块生成多个第一路线规划方案，任一第一路线规划方案均对所有垃圾站点的垃圾进行收运。例如第一载重信息为2000千克，共有A、B、C、D、E五个垃圾站点，五个垃圾站点的站点垃圾量分别为500千克、1200千克、200千克、300千克、1000千克，则第一路线规划方案可为A、B、D垃圾站点进行一次收运，C、E垃圾站点进行一次收运，也可为B垃圾站点进行一次收运，A、C、D、E垃圾站点进行一次收运，即存在多个第一路线规划方案。
第一油耗计算模块用于根据气候信息、地形信息、时间信息、人口信息、站点垃圾量和第一路线规划方案计算各个第一路线规划方案的油耗量，具体的，根据各垃圾站点的站点垃圾量和第一路线规划方案获取运输车辆在不同路段下的载重量，根据载重量、气候信息、地形信息、时间信息和人口信息对运输车辆在不同路段下的油耗量进行预估，对各路段下的油耗量进行求和获得各个第一路线规划方案的油耗量。例如，当五个垃圾站点分别A、B、C、D、E，且A垃圾站点距离垃圾的集中处理点最近，E垃圾站点距离垃圾的集中处理站点最远，当第一路线规划方案为A、B、D垃圾站点进行一次收运，C、E垃圾站点进行一次收运时，运输车辆的行驶路段和行驶路段中运输车辆的载重量如表一所示。
表一
第一方案筛选模块用于依次比较各个第一路线规划方案的油耗量，筛选油耗量最少的第一路线规划方案作为收运规划方案，收运规划方案供运输车辆使用。通过各垃圾站点的站点垃圾量进行准确的预估，并通过对运输车辆收运垃圾过程中的油耗进行准确的预估，获取油耗量最小的收运规划方案，有效的降低垃圾的收运成本。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于：在本实施例中，采用两种载重量不同的车辆进行垃圾的收运，载重量较大的车辆进行垃圾的运输，载重量较小的车辆进行拥堵路段的垃圾转运。
基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统，还包括转运规划子系统。数据库还预存有第二载重信息，第二载重信息指转运垃圾的车辆的最大载重量，即第二载重信息小于第一载重信息，例如第一载重信息为20吨，第二载重信息为5吨。
数据获取子系统还包括转运数据获取模块，转运数据获取模块用于获取从数据库中第二载重信息，并从联网数据中获取多个拥堵路段信息，例如与百度地图等进行合作，获取多个拥堵路段信息。多个拥堵路段信息指在车辆收运垃圾的行驶道路中出现拥堵情况的路段，每一拥堵路段为一拥堵路段信息。
转运规划子系统包括站点筛选模块、转运点计算模块、转运规划模块、第二油耗计算模块和第二方案筛选模块。站点筛选模块用于根据拥堵路段信息和站点信息筛选出位于拥堵路段内的垃圾站点以及分别靠近拥堵路段两端的垃圾站点，并根据筛选出的垃圾站点生成转运站点列表。
转运点计算模块用于根据转运站点列表和站点垃圾量生成转运垃圾总量，具体的，对转运站点列表中记录的垃圾站点的站点垃圾量进行求和获得转运垃圾总量。转运点计算模块还用于当转运垃圾总量小于第二载重信息时，以拥堵路段两端的任一垃圾站点作为垃圾暂存点；当转运垃圾总量大于第二载重信息且小于第二载重信息的两倍时，以拥堵路段两端的垃圾站点作为垃圾暂存点；当转运垃圾总量大于第二载重信息的两倍时，根据转运垃圾总量和第二载重信息计算出垃圾暂存点的暂存点数量，并将暂存点数量发送给站点筛选模块。
站点筛选模块还用于根据暂存点数量筛选出靠近拥堵路段两端的垃圾站点，筛选出的垃圾站点的数量等于暂存点数量，并根据筛选出的垃圾站点更新转运站点列表，并将筛选出的垃圾站点作为垃圾暂存点，并将垃圾暂存点发送给转运规划模块。
转运规划模块用于根据垃圾暂存点、第二载重信息、转运站点列表和站点垃圾量生成多个第二路线规划方案；第二油耗计算模块用于根据气候信息、地形信息、站点垃圾量和第二路线规划方案计算各个第二路线规划方案的油耗量；第二方案筛选模块用于筛选油耗量最少的第二路线规划方案作为转运规划方案。
通过载重量较小的车辆进行垃圾转运，减少时间成本和油耗成本，从而降低垃圾收运的收运成本。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (3)
1.基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统，其特征在于：包括数据获取子系统、垃圾预估子系统和收运规划子系统，
数据获取子系统用于获取垃圾量影响因素和油耗影响因素，垃圾量影响因素包括人口信息、时间信息和历史站点垃圾信息，油耗影响因素包括第一载重信息、气候信息、地形信息、时间信息、人口信息和站点信息；
垃圾预估子系统用于根据垃圾量影响因素生成各垃圾站点的站点垃圾量；
收运规划子系统用于根据油耗影响因素和站点垃圾量生成油耗量最少的收运规划方案；
数据获取子系统还用于获取第二载重信息和多个拥堵路段信息，第二载重信息小于第一载重信息；
还包括转运规划子系统，转运规划子系统包括站点筛选模块、转运点计算模块、转运规划模块、第二油耗计算模块和第二方案筛选模块，
站点筛选模块用于根据拥堵路段信息和站点信息筛选出位于拥堵路段内的垃圾站点以及分别靠近拥堵路段两端的垃圾站点，并根据筛选出的垃圾站点生成转运站点列表；
转运点计算模块用于根据转运站点列表和站点垃圾量生成转运垃圾总量，并根据转运垃圾总量、第二载重信息和转运站点列表生成垃圾暂存点；
转运规划模块用于根据垃圾暂存点、第二载重信息、转运站点列表和站点垃圾量生成多个第二路线规划方案；
第二油耗计算模块用于根据气候信息、地形信息、站点垃圾量和第二路线规划方案计算各个第二路线规划方案的油耗量；
第二方案筛选模块用于筛选油耗量最少的第二路线规划方案作为转运规划方案。
2.根据权利要求1所述的基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统，其特征在于：收运规划子系统包括路线规划模块、第一油耗计算模块和第一方案筛选模块，
路线规划模块用于根据第一载重信息、站点信息和站点垃圾量生成多个第一路线规划方案；
第一油耗计算模块用于根据气候信息、地形信息、时间信息、人口信息、站点垃圾量和第一路线规划方案计算各个第一路线规划方案的油耗量；
第一方案筛选模块用于筛选油耗量最少的第一路线规划方案作为收运规划方案。
3.根据权利要求1所述的基于多元数据的乡村垃圾收运作业系统，其特征在于：转运点计算模块用于当转运垃圾总量小于第二载重信息时，以拥堵路段两端的任一垃圾站点作为垃圾暂存点；当转运垃圾总量大于第二载重信息且小于第二载重信息的两倍时，以拥堵路段两端的垃圾站点作为垃圾暂存点；当转运垃圾总量大于第二载重信息的两倍时，根据转运垃圾总量和第二载重信息计算出垃圾暂存点的暂存点数量；
站点筛选模块还用于根据暂存点数量筛选出靠近拥堵路段两端的垃圾站点，筛选出的垃圾站点的数量等于暂存点数量，并根据筛选出的垃圾站点更新转运站点列表，并将筛选出的垃圾站点作为垃圾暂存点。
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