CN1747881B - 用于多个分支垃圾收集系统的自动化下一步传输算法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有多个分支传输管道系统并连接多个垃圾槽的真空垃圾收集系统。要取得最佳效能，可控制逐个垃圾分支的清空，并在较阔的系统层面上分析某一控制行动/决定的结果。基本概念是按以下的下一步传输选取步骤，以自动选取下一分支作传输：针对每个有机会作为下一步传输的候选分支，预测系统中多个分支垃圾槽未来的负载水平的表现，并根据所述负载水平的预测表现，决定一系统结果值，决定了下一步传输候选分支的系统结果值后，即从具有最佳系统结果值的候选分支中选取下一分支作传输。

Description

用于多个分支垃圾收集系统的自动化下一步传输算法 

技术领域

本发明涉及垃圾管理及废物处理，特别是一种真空垃圾收集系统的操作方法、其真空垃圾收集系统、控制清空垃圾的控制系统以及控制垃圾收集系统操作的电脑程序产品。 

背景技术

以低气压力或真空压力操作的垃圾收集系统，其利用空气抽吸运输垃圾，此方法已经使用多年，并公知为垃圾处理问题之一个有效、清洁及方便的解决方案。此抽吸运输垃圾系统(以下简称为真空垃圾收集系统)一直在小型及中型住宅和办公大楼运作良好。不过，由于真空垃圾收集系统已经在更大更密集的住宅和办公大楼及/或多层高楼大厦中投入服务，令此系统的需求大量增加。 

尤其是，当垃圾槽置于高楼大厦中，大量的垃圾可能会在短时间内注入垃圾槽，清空时间之间收集于垃圾槽中的垃圾可能会变得太高。 

为减少大量垃圾注入垃圾槽所引致的问题，常用的方法是增加某些常用垃圾槽的暂时储存容量。例如，国际申请WO 98/47788号公开了一种设置于垃圾槽排放阀上方的垃圾限制阀，使垃圾可储存在垃圾槽内的限制阀上，此设置在许多应用中都非常有效。不过，由于垃圾槽本身被用作垃圾储存空间，限制阀上的垃圾槽可能在下一次清空前已注满垃圾至第一个入口，此风险在高楼大厦中特别高。 

我们曾作出不同的尝试，在至少一些垃圾槽提供所谓的额外储存容量，如在瑞典专利申请9900401-2中的描述。额外储蓄容量的形式一般为横截面比垃圾槽为大的容器，其设于排放阀上方，并容许暂时储存较大量的垃圾。 

另一个常用方案涉及更频密清空垃圾槽和收集垃圾，藉以缩短清空周期。不过，现时垃圾收集系统的操作控制在此方面仍未达到最佳效能。 

我们也曾尝试增加系统运输管道的真空度，以减少清空及收集次数，但增加真空度会增加过度压缩垃圾的危险，引致塞流或系统管道的堵塞。堵塞管道更可能令整条分支或运输线全面停顿。增加真空度的另一问题是清空垃圾时垃圾槽内产生的气流的噪音。此外，高真空度可能令开启的入口快速关闭，阻碍甚至伤害准备放进垃圾的人士。 

最近，市场引入了一种所谓的水平控制清空法，以使真空垃圾收集系统达至最佳效能。在水平控制真空垃圾收集系统中，每个垃圾槽都设有一分离水平传感器，用以显示垃圾槽中的垃圾堆积量至已达至一预定水平。当垃圾量达至预定水平，水 平传感器向控制系统发送一水平显示讯号。使用水平控制清空法时，控制系统向达至水平显示的垃圾槽给予较高优先次序，并根据「先到先得」的原理清空垃圾槽。这样，控制系统可改变系统惯常使用的预设清空排序，并指令先向具有水平显示的垃圾槽收集垃圾。 

传统的水平控制清空法在小型系统的某些负载情况下证明是有效，并可加强系统表现。但在较大较复杂的系统中，水平控制清空法似乎会产生反效果，令系统经常于不同分支间跳变，不能有效使用垃圾收集资源。 

传统的水平控制清空法更欠缺弹性，垃圾槽设置了水平传感器后，便难以弹性调整预设的标准，以改变真空垃圾收集系统的时间裕度或优化系统的操作。传统的水平控制清空法的预设水平可能太高，未能防止垃圾槽负载量高时发生负载过度的情况。系统的负载量低时，预设水平又可能过低，未能发挥最佳的资源运用。另一缺点是，「先到先得」的原则没有考虑垃圾槽清空排序的结果，例如，某地方虽然常有垃圾槽负载过高的风险，但却不是进行清空的首选。 

国际申请WO 01/05683号公开了一种方法，其可改善真空垃圾收集系统的资源运用，并避免传统水平控制清空法的许多缺点，其概念是把排放阀和相关的垃圾槽分组，并分组开启排放阀和启动排放垃圾的收集，进行控制垃圾清空。其中，控制系统每次只选取一个组别并开启该选取组别的排放阀。 

此方法对于大型系统证明是特别有效，尤其是与水平控制清空法一同运用。利用分组应用的水平控制清空法代替清空个别排放阀的水平清空法，可避免许多传统水平的控制的缺点，但可同时保留其优点。 

国际申请WO 01/05684号公开了近年一个进一步的改进，其涉及使用调节预测技术，以改善真空垃圾收集系统的控制，其概念是根据系统中多个连续的垃圾水平量，调节并预测一个或以上操作参数的未来值，从而控制系统的操作。利用调节预测技术代替简单平板的预测法，垃圾收集系统的整体可靠性及效率都大大提升。 

预测为本的控制对较大较复杂的系统证明是有用，特别是于排放阀被分成组别并进行分组清空的情况下。分组操作时，一次一般只会清空一组，而选取步骤一般根据垃圾收集系统中的操作参数的预测值而定。较佳为，组别选取步骤运用所谓的清空条件，并针对每一组别，根据一组适当的预测值，决定该组别的清空条件是否有效。具有有效清空条件的组别将有机会被选定进行垃圾清空。较佳为，每组设有一个优先值，在众多具有有效清空条件的组别中，优先值最高的一组会被选定进行垃圾清空。设定优先值有不同方法，例如考虑预测值和垃圾槽过度负载的结果。 

 虽然以上预测为本的控制方法或可改善可靠性和效率，但在预测为本控制的范畴内仍有进一步改善空间。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效可靠的真空垃圾收集系统，以及提供一种操作这个系统的改良方法。 

本发明的另一目的在于提供一改良控制系统，以控制真空垃圾收集系统中垃圾槽的垃圾清空。 

本发明的另一目的在于提供一计算机程序，以控制一垃圾收集系统的操作，所述计算机程序于连接所述系统的一计算机上运作。 

本发明的另一目的在于减少整个垃圾收集系统中过度负载垃圾槽的数目。 

以上所述及其它目的通过本发明的权利要求可达到。 

本发明涉及一种具有多个分支传输管道系统并连接多个垃圾槽的真空垃圾收集系统。要取得最佳效能，可控制逐个垃圾分支的清空，并在较阔的系统层面上分析某一控制行动/决定的结果，而不只限于对个别分支的分析。 

本发明的基本概念是按以下精密有效的下一步传输(又称跳跃)选取步骤，以自动选取下一分支作传输：针对每个有机会作为下一步传输的候选分支，预测系统中多个分支垃圾槽未来的负载水平的表现，并根据所述负载水平的预测表现，决定一系统结果值，所述预测时跨最少为一次传输之前，决定了下一次传输候选分支的系统结果值后，即从具有最佳系统结果值的候选分支中选取下一分支作传输。 

较佳为，决定某个下一步传输候选分支的系统结果值时，可考虑整个垃圾收集系统中大部分分支的负载水平。这样，所述控制系统可根据系统整体数据作出必要的控制决定，同时仍可按分支进行受控制的垃圾清空。本发明的下一步传输选取程序一般可令过度负载垃圾槽的数目降至最低，从而减少操作障碍，并减少人们使用或接触垃圾槽时的障碍。 

一般而言，选取具有最佳系统结果值的下一步传输候选分支固然较为理想，但有些情况下，与其它下一步传输候选分支比较，很多个下一步传输候选分支都具有较佳的系统结果值，则只须选取此较佳组别中的一个传输分支，已足以达到最佳效能。在某些情况下，两个或以上的下一步传输候选分支具有相同的结果值。视乎系统结果值的定义，最佳结果值可以是低数值或高数值。 

垃圾槽未来负载水平的预测表现可根据相关优先系数来衡量，以考虑清空不同垃圾槽(或避免过度负载)的相对重要性。 

本发明的下一步传输选取程序可与一具有预设分支选取排序的预设、结构化清空计划合用，并装置成为其后备程序。即是，若结构化清空计划设定的下一个传输分支的系统结果值较另一个候选下一步传输分支的系统结果值不利，该预设的分支选取排序即中断，并于系统层面上选取一个较理想的分支。

本发明的另一部分涉及一分支为本的方案，其针对每个下一步传输候选分支决定一分支结果值，并所述下一步传输算法从具有最高分支结果值的下一步传输候选分支选取下一分支作传输。此方法在小型的系统中证明为较有竞争力。 

本发明拥有以下优点： 

-近乎最佳的效能； 

-高可靠性； 

-系统层面的结果分析；及 

-过度负载垃圾槽的数目降至最低。 

本发明的其它优点可参阅以下具体实施方式之说明。 

简要附图说明 

要了解本发明、其目的和优点，可参考下列描述和附图，其中： 

图1为一真空垃圾收集系统范例的示意图； 

图2为本发明一较佳实施例的下一步传输选取程序的流程图； 

图3为一多个分支垃圾收集系统范例中各部分的示意图，其显示三个分支； 

图4为本发明一较佳实施例的计算机控制系统的示意图； 

图5为一简化多个分支垃圾收集系统范例的示意图，其用作第一个数字实例的基础；以及 

图6为另一简化多个分支垃圾收集系统范例的示意图，其用作第二个数字实例的基础。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例详述本发明：附图中的相应或相似元素将以相同参考字符表示。 

为避免误解，「垃圾」一词除了应理解为「家居垃圾」或「家居弃物」的传统本义外，亦应包括废物处理范畴内的所有部份，但不限于纸张、衣物、洗衣、包装和有机废物。 

为了更清楚了解本发明，以下就一真空垃圾收集系统进行描述，请参阅图1。 

系统概观 

图1为一真空垃圾收集系统范例的示意图。假设真空垃圾收集系统1装置于建有多个建筑物的住宅及/或商业区。每一建筑物2均装置一个垃圾槽3，或相等装置。于此范例中，所述垃圾槽为直立式槽，并垂直设置于整栋建筑物中，每个垃圾 槽一般有几个插入口和相应入口(图中未示)。每个垃圾槽装设一可开关的排放阀4，较佳为设于建筑物的地下室层。开放时，所述排放阀4与所述垃圾槽3和一地下运输管道5连接起，并把堆积于排放阀的垃圾排放至运输管道。关闭时，所述排放阀4阻塞垃圾槽的底部，以密封垃圾槽和所述运输管道5。 

所述真空垃圾收集系统一般包括几条运输管道5，并形成一地下运输管道系统，当空气被抽吸，垃圾即被运输至一中央垃圾收集站6。所述运输管道系统被显示成由一主管道连接多个分支，但本发明不限于图1所示的范例，也可使用其它设置方式的运输管道系统。 

所述系统的每个分支的末端均装置一进气阀8，当所述中央垃圾收集站6的所述主气阀7开启时，所述运输管道系统或相关部分将承受低气压力或真空压力。当某一分支的所述进气阀8开启时，用以运输收集于所述分支运输管道5中垃圾的空气即进入系统，垃圾被运输至所述中央垃圾站6。系统中也可设置分段阀(图中未示)，以分隔运输管道系统的不同部分，并确保每部分均有足够压力进行有效抽吸运输。 

再者，所述真空垃圾收集系统包括一控制系统10，以控制系统中的垃圾清空。其中，所述控制系统根据可用的控制技术，通过控制系统的所述排放阀、进气阀、分段阀和主气阀，控制从垃圾槽至运输管道系统的垃圾清空，以及从运输管道系统不同分支至中央收集站的抽吸运输。 

本发明并不涉及所述排放阀、进气阀、分段阀和主气阀的特定设计，此类设计为公知技术，并可为真空垃圾收集系统中的任何传统类别。同样，所述中央垃圾收集站可为公知的任何传统垃圾收集站。但是，当垃圾被运输至所述中央垃圾收集站时，垃圾被压缩并储存于集装箱中。 

基本解决方法 

本发明的概念是针对垃圾收集系统的不同分支垃圾槽中不断增加的垃圾负载水平进行频密的量度，或针对垃圾槽负载水平的表现进行合理的定时预测，如使用国际专利申请WO 01/05684号的水平传感器或其它合适的方法。所述水平传感器产生的讯号数据直接或通过一网络控制部件传送至所述控制系统，所述控制系统一般对所述垃圾收集系统中的所述水平传感器的讯号数据作出回应，以控制垃圾清空。 

已认定的是，要取得最佳或较理想的效能，可控制逐个垃圾分支的清空，并在较阔的系统层面上分析某一控制行动/决定的结果，而不只限于对个别分支的分析。本发明基本上根据一有效的下一步传输选取程序，自动选取下一步传输(又称 跳跃)，请参阅图2的流程图。 

针对每个有机会作为下一步传输的候选分支，预测系统中多个分支垃圾槽未来的负载水平的表现(S1)，并根据所述负载水平的预测表现，决定一系统结果值(S2)，所述预测时跨最少为一次传输之前，决定了所有下一次传输候选分支的系统结果值后(S3的Y)，评估所述系统结果值(S4)并从具有最佳系统结果值的候选分支中选取下一分支作传输(S5)。 

垃圾槽的未来负载水平可使用任何已知的预测技术来预测，包括上述提及的国际申请WO 01/05684号的斜量技术。 

决定某个下一步传输候选分支的系统结果值时，若可考虑整个垃圾收集系统中大部分分支的负载水平，是非常理想的。这样，所述控制系统可根据系统整体或几乎系统整体的数据作出必要的控制决定，同时仍可按分支进行受控制的垃圾清空。 

一般而言，系统会选取具有最佳系统结果值的下一步候选分支作传输，但有些情况下，与其它下一步传输候选分支比较，很多个下一步传输候选分支都具有较佳的系统结果值，则只须选取此较佳组别中的一个传输分支，已足以达到最佳效能。在某些情况下，两个或以上的下一步传输候选分支具有相同的结果值。 

垃圾槽未来负载水平的预测表现可根据相关优先系数来衡量，以考虑清空不同垃圾槽(或避免过度负载)的相对重要性。以下将进行描述。 

下一步传输算法实施例 

本发明的第一实施例，即下一步传输算法(又称下一步跳跃算法)范例可总结为以下数学公式： 

针对每个下一步传输候选分支j，决定一系统结果值B_system的所述步骤按以下算法运算： 

$\begin{array}{cc}{B}_l=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{(R_{\mathrm{lk}}+J)}^P\·K_{\mathrm{lk}}& \mathrm{for\; l}\∈S\end{array}$

$B_{\mathrm{system}}=\underset{l\∈S}{\mathrm{\Σ}}{B}_l$

其中：B_l是分支l的分支结果值，R_lk是分支l的垃圾槽k的预测负载水平，J是可有可无的分支变数，其可预设成零。P是功率系数，用以控制预测负载水平对分支结果值的影响，K_lk是分支l的垃圾槽k的优先系数，S是正处理的多个分支。 

所述预测负载水平R_lk可按以下程式决定： 

$R_{\mathrm{lk}}=\frac{F_{\mathrm{lk}}+\frac{d{F}_{\mathrm{lk}}}{\mathrm{dt}}\·T_{\mathrm{pred}}}{C_{\mathrm{lk}}}$

其中：F_lk是现时负载水平的估值， 是负载水平增长率的估值，T_pred是个别预设的预测时间，C_lk是垃圾槽的储存容量。 

若本发明的下一步传输选取程序与一预设结构化清空模式一同使用，并分支根据一预设排序或次序被选取并进行清空，当评估系统结果值时发现与预定排序不同的排序的效果较佳，所述结构化清空排序或会中断。于此情况下，可有可无的分支变数J则有助于控制预设结构化分支选取排序中的下一分支相对于其它分支的优先程度。 

所述变数J可按照以下公式设定： 

$J=P_{\mathrm{interrupt}}\·(100-\frac{R_{\mathrm{lk}}}{C_{\mathrm{lk}}})$

若预设排序的下一分支为正处理的分支l，并 

所有其它分支的J＝0， 

P_interrupt为一优先系数(又称中断系数)，并须设定为0至1之间的一合适数目。很明显，在本应用中，所述变数J的作用为，当其数值不是零，将增加其对预设排序中的下一分支中所有垃圾槽的「负载水平」的影响。 

虽然本发明的预测时跨通常为一次传输之前，但本发明也可使用两次或多次传输的预测时跨。事实上，于某些情况下，必须使用两次或多次传输的预测时跨以达到满意的效果。但是，在其它情况下，使用两次或多次传输的预测时跨不一定可达到较有效的算法。 

有关负载水平的量度和预测技术的详细资料可参考上述的国际申请WO01/05684号。有关根据增长率估值进行的预测，可使用任何传统的连续负载水平表现的决定方法和输入增长率的估值方法。输入增长率更可根据每个时间段落的入口开关次数来评估。很明显，增长率的趋势须于合适的时限内进行预测。若增长率较难以理想的方式预测，则可使用一固定值大概估计增长率，或暂时利用固定值作估计。 

具体实施例 

在以下实施例中，假设一分支进行清空时不可同时进行传输。清空分支一般指开启该分支的全部排放阀(但也有例外情况)。 

所述下一步传输算法尝试把过度负载的垃圾槽数量减至最低，以减少操作干扰及用者干扰。 

如图3所示，作出以下定义： 

AV_i表示最近清空过的分支。AV即设置于分支末端的相应进气阀。 

AV_j表示下一步传输分支，假设在选取下一步传输分支j前，系统已考虑所有有关的下一步传输候选分支。 

AV₁表示清空分支AV_j后要清空的分支。 

DV_lk表示分支AV₁的垃圾槽k。DV即相应排放阀。 

假设分支AV_i刚被清空，理想为系统随即决定转移至(所有有关的下一步传输分支j的)分支AV_j的结果，并决定垃圾槽DV_lk，即分支AV₁的垃圾槽k，于清空前已被填满风险。 

系统可开始清空此垃圾槽的时间可根据以下方式预测： 

T_AViAVj+T_AVj+T_AVjAVl+T_DVlk

其中：T_AViAVj是完成清空分支AV_i至可开始清空分支AV_j之间的时间，T_AVj是开始清空分支AV_j至完成清空分支AV_j之间的时间(包括分支内抽吸后时间)，T_AVjAVl是完成清空分支AV_j至可开始清空分支AV₁之间的时间，T_DVlk是开始清空分支AV₁至可开始清空DV_lk之间的时间。 

因此，DV_lk的预测负载水平可根据以下方式决定： 

$R_{\mathrm{lk}}=\frac{F_{\mathrm{lk}}+\frac{d{F}_{\mathrm{lk}}}{\mathrm{dt}}\·(T_{\mathrm{AViAVj}}+T_{\mathrm{AVj}}+T_{\mathrm{AVjAVi}}+T_{\mathrm{DVlk}})}{C_{\mathrm{lk}}}[\%]$

并符号定义与上面所述相同。此数值可量度若系统完成清空分支AV_i后先清空分支AV_j，然后才清空分支AV₁，DV_lk被填满的风险。 

若把以上负载水平与该垃圾槽的优先系数K_lk相乘，然后把所有分支AV₁的垃圾槽的数值相加，即得出此分支的分支结果值： 

$B_l=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{lk}}\·K_{\mathrm{lk}}$

使用优先系数时，须确保其可反映清空相关垃圾槽的重要性。若垃圾槽过度负载的的后果较不严重，则可选择设定其优先系数为1，而其它的垃圾槽可设定为较高的数值。为了更容易掌握和控制优先排序过程，可把垃圾槽分为有限数目的优先类别，如重要性最低的垃圾槽的优先系数可设定为1，重要性中等的垃圾槽的优先系数可设定为1.5，而重要性最高的垃圾槽的优先系数可设定为2。每个类别中也可利用一弹性标度，如与大楼层数成正比的标度。

把正处理的S组所有分支的分支结果值相加，即可得出系统结果值： 

$B_{\mathrm{system}}=\underset{l\∈S}{\mathrm{\Σ}}{B}_l$

计算所述系统结果值时，可行办法为考虑所有相关的分支，但不包括正处理的下一步传输候选分支AV_j，尤其是若垃圾槽的数目相对较少。事实上，在某些情况下，计算所述系统结果值时不考虑正处理的S组分支的下一步传输候选分支或更有利。 

然后，所有下一步传输候选分支(j＝1，...，N，N是下一步传输候选分支的总数)都得出其系统结果值，具有最佳系统结果值(此例中为最低值)的候选分支即被选取并进行垃圾清空。为了避免不必要的延误，同时能够使用最新数据决定下一步传输，决定相关系统结果值和选取下一步分支传输的计算应在最近清空的分支排气阀进行空气抽吸的时间内完成。 

选择性预设排序优先处理 

如上所述，所述垃圾收集系统也可操作于一预设的结构化清空模式内，分支以预设排序或次序被选取进行清空。此排序通常设置成令系统发挥最高的清空效率，如总清空时间和/或电力耗用。此结构化操作模式运用预设的排序，可有效地与本发明的所述下一步传输选取程序并用，当评估系统结果值时发现与预定排序不同的排序的效果较佳，所述结构化清空排序即会中断。较佳为，所述变数J用作控制所述控制系统中断所述结构化清空排序的倾向。但是简单而言，只须把预设排序定下的下一个分支的系统结果值B_sequence与正处理的下一步传输候选分支的最佳系统结果值B_system(min)作比较，若B_system(min)＜P_interrupt·B_sequence，所述控制系统即选取最佳的候选分支，而不选取预设排序的分支。所述中断系数P_interrupt一般是0至1之间的指定数值，用以控制所述控制系统中断所述结构化清空排序的倾向。 

选择性功率系数 

上述提及的另一实施例中，所述分支结果值按以下方法决定： 

$B_l=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{\left(R_{\mathrm{lk}}\right)}^P\·K_{\mathrm{lk}}$ for l∈S 

其中：P是功率系数，其控制所述负载水平预测值对分支结果值的影响，相应的系统结果值的计算方法与上述相同。除非使用合适的功率系数，否则一个分支中几个 半满的垃圾槽的影响会较另一分支中一个几乎全满垃圾槽为大。使用不等于1的功率系数可得出一非线性的相关结果。当垃圾槽越来越接近全满时，该垃圾槽对所述分支结果值的影响应越来越大。所述功率系数的真正数值应视乎有关应用而定，但一个合适的预设值可以是P＝2，以减少过度负载垃圾槽的数目，同时保持一定的稳定性。在此设置下，一个预测负载水平为90％的垃圾槽的(R_lk)²值为0.81，而一个预测负载水平为10％的(R_lk)²值为0.01，即，与几个较满的垃圾槽相比之下，只有被少量填满的垃圾槽才不被考虑。例如，两个预测负载水平为60％的垃圾槽各自的(R_lk)²值为0.36，相加即0.72，然后，把这两个负载60％的垃圾槽的0.72数值与一个预测负载水平为90％、(R_lk)²为0.81的垃圾槽比较。若P＝2，两个垃圾槽须各自负载约64％，其作用才会比一个负载90％的垃圾槽为高。 

分支为本实施例 

于另一比较简单的实施例中，每个下一步传输候选分支j的分支结果值Bj是根据其预测分支负载水平而计算(也可以相关优先系数加权)。然后，所述算法可从具有最高分支结果值的候选分支中选取下一个分支作传输。 

此方法也可利用一优先系数设定预设分支排序，并与传统结构化清空法并用。所述优先系数控制所述系统中断所述结构化清空排序的倾向，以选取预设排序的分支，而不选取分支结果值只是稍高的候选分支。 

所述分支为本的方法可同时考虑转移某一分支所需的时间而进一步发展，如把加权负载水平相加，并在计算相应的分支结果值时，把总和除以转移时间。 

一般考虑 

为了节省清空某一分支的时间，可选择免去分支内某些垃圾槽的清空过程，如负载水平低于一临界点，如20％，的垃圾槽。 

开展清空「循环」的合适条件可以是，任何垃圾槽的负载水平超出一指定第一临界点，如45％，或几个垃圾槽的负载水平超出一指定第二临界点，如35％。 

完成清空「循环」的合适条件可以是，所述系统中没有任何垃圾槽的负载水平超出一指定临界点，如60％，而未清空的分支中没有任何垃圾槽的负载水平超出另一指定临界点，如30％。 

以上临界点须按个别垃圾收集系统的情况而定。 

计算机为本实施例 

以上步骤可由一计算机、或执行其功能、程序或其它程序元素进行。这些程序元素可以功能程序设计语言、目标为本程序设计语言或其它合适的程序语言编写，也可使用传统的处理器技术，包括PLC(可编程序控制器)技术。 

所述垃圾收集系统较佳为由一计算机控制系统控制，其功能在于监察和控制所述垃圾收集系统。 

控制系统概观 

图4为本发明一较佳实施例的计算机控制系统的示意图。所述控制系统10包括一计算机或处理系统，其执行一个或以上计算机程序，以监察和控制所述垃圾收集系统。计算机为本的所述控制系统包括一中央处理器11或相等部件、一主存储器12、一传统信号界面13和一传统用户界面14。所述主存储器12设有一储存计算机程序16的程序储存器15和一储存数据的数据储存器17。所述控制系统利用传统连接方法连接所述垃圾收集系统的其它部分，并所述控制系统使用所述信号界面13接收所述垃圾收集系统的信号数据，以及向所述垃圾收集系统的排放阀、进气阀、分段阀和主气阀发送控制信号。所述信号界面13尤其用以从所述垃圾收集系统中一个或以上的水平传感器收取负载水平数据，此水平数据由所述计算机系统的所述计算机程序16处理，然后进行上述根据预测而进行的下一步传输选取程序，然后计算机向有关的排放阀、进气阀和主气阀发送信号，以有效控制和收集垃圾。 

数字实例 

为对本发明有更深入的了解，现列举一些数字实例。 

例一： 

如图5的简化范例所示，假设现有系统设有四个分支，并相应的进气阀为AV₁-AV₄，每个分支各有一个垃圾槽和一相应排放阀DV。 

此外，假设分支AV₁刚完成清空，现要选取下一分支作清空及垃圾收集，所述垃圾收集系统设置成所有i和j的组合的T_AViAVj都是零，并假设所有分支的清空时间相同。 

假设预测负载水平如下： 

DV1∶1           20％ 

DV2∶1           80％ 

DV3∶1           60％ 

DV4∶1           60％ 

于本例子中，计算相应系统结果值时，下一步传输候选分支不包括于计算内。假设P等于2，所述优先系数K_lk全等于1，每个下一步传输候选分支AV_j，并j＝1至4，的所述系统结果值B_system(j)可计算如下： 

B_system(1)＝B₂+B₃+B₄＝(0.8)²+(0.6)²+(0.6)²＝1.36 

B_system(2)＝B₁+B₃+B₄＝(0.2)²+(0.6)²+(0.6)²＝0.76 

B_system(3)＝B₁+B₂+B₄＝(0.2)²+(0.8)²+(0.6)²＝1.04 

B_system(4)＝B₁+B₂+B₃＝(0.2)²+(0.8)²+(0.6)²＝1.04分支AV₂具有最低的所述系统结果值0.76，故下一步传输算法选取分支AV₂。 

例二： 

假设现有AV₁、AV₂和AV₃三个分支，其中刚清空了分支AV₁。于本例子中，假设预测负载水平和优先系数如下： 

分支AV1      水平          系数 

DV1∶1           10％            1 

DV1∶2           20％            1 

分支AV2 

DV2∶1           30％            1 

DV2∶2           40％            1.5 

DV2∶3           30％            1 

DV2∶4           20％            1 

分支AV3 

DV3∶1           20％            2 

DV3∶2           20％            1 

DV3∶3           80％            1 

于此情况下，若P＝2，所述系统结果值为： 

B_system(1)＝B₂+B₃＝((0.3)²·1+(0.4)²·1.5+(0.3)²·1+(0.2)²·1)+((0.2)²·2+(0.2)²·1+(0.8)²·1)＝(0.09+0.16·1.5+0.09+0.04)+(0.04·2+0.04+0.64)＝0.46+0.76＝1.22 

B_system(2)＝B₁+B₃＝((0.1)²·1+(0.2)²·1)÷((0.2)²·2+(0.2)²·1+(0.8)²·1)＝(0.01+0.04)+(0.04·2+0.04+0.64)＝0.05+0.76＝0.81 

B_system(3)＝B₁+B₂＝((0.1)²·1+(0.2)²·1)+((0.3)²·1+(0.4)²·1.5+(0.3)²·1+(0.2)²·1)＝(0.01+0.04)+(0.09+0.16·1.5+0.09+0.04)＝0.05+0.46＝0.51很明显，下一步传输候选分支AV₃拥有最佳的所述系统结果值，主要是由于DV3∶3具有较高的负载水平，而最不理想的选择是分支AV₁，因为此分支刚完成清空，并预测负载水平较低。 

于本例子中，分支为本的下一步传输算法将得出相同的下一步传输选择，因于B₁(0.05)、B₂(0.46)和B₃(0.76)当中，具有最高分支结果值的是分支AV₃，反映最急需清空的是分支AV₃。 

若我们刚清空了分支AV3，并得出以下的预测负载水平和优先系数，情况如下： 

分支AV1             水平           系数 

DV1∶1              30％           1 

DV1∶2              40％           1 

分支AV2 

DV2∶1              40％           1 

DV2∶2              50％           1.5 

DV2∶3              40％           1 

DV2∶4              30％           1 

分支AV3 

DV3∶1              15％           2 

DV3∶2              10％           1 

DV3∶3              20％           1 

现在，系统结果值为： 

B_system(1)＝B₂+B₃＝((0.4)²·1+(0.5)²·1.5+(0.4)²·1+(0.3)²·1)+((0.15)²·2+ (0.1)²·1+(0.2)²·1)＝(0.16+0.25·1.5+0.16+0.09)+(0.0225·2+0.01+0.04)＝0.785+0.095＝0.88 

B_system(2)＝B₁+B₃＝((0.3)²·1+(0.4)²·1)+((0.15)²·2+(0.1)²·1+(0.2)²·1)＝(0.09+0.16)+(0.0225·2+0.01+0.04)＝0.25+0.095＝0.345 

B_system(3)＝B₁+B₂＝((0.3)²·1+(0.4)²·1)+((0.4)²·1+(0.5)²·1.5+(0.4)²·1+(0.3)²·1)＝(0.09+0.16)+(0.16+0.25·1.5+0.16+0.09)＝0.25+0.785＝1.035很明显，分支AV₂是最佳选择，因B_system(2)为最低的系统结果值。分支为本的方式将得出相同结果，因于B₁(0.25)、B₂(0.785)和B₃(0.095)当中，具有最高分支结果值的是分支AV₂。 

系统为本的下一步传输算法和分支为本的下一步传输算法的效能在多个分支的大型系统中有明显分别，其中以系统为本的方法为较佳。 

以上所述的实施例只为范例，本发明并不限于此。本发明可在保留本发明的基本原则下，作出其它更改、变化和改善。 

Claims (15)

1.一种操作真空垃圾收集系统的方法，所述真空垃圾收集系统具有连接多个垃圾槽的多个分支传输管道系统，其特征在于：所述方法包括自动选取下一分支作传输以清空垃圾，其基于以下步骤：

-针对每个有机会作为下一步传输的候选分支：

a)预测多个分支垃圾槽未来的负载水平的表现，所述预测时跨最少为一次传输之前；及

b)根据所述垃圾槽未来负载水平的预测表现，按以下算法决定一系统结果值B_system：

$B_l=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{(R_{\mathrm{lk}}+J)}^P\·K_{\mathrm{lk}}$ for l∈S

$B_{\mathrm{system}}=\underset{l\∈S}{\mathrm{\Σ}}{B}_l$

其中：B_l是分支l的分支结果值，R_lk是分支l的垃圾槽k的预测负载水平，J是可有可无的分支变数；P是功率系数，用以控制所述预测负载水平对分支结果值的影响，K_lk是分支l的垃圾槽k的优先系数，S是正处理的多个分支，但不包括正处理的下一步传输的候选分支；以及

-从具有最佳系统结果值的候选分支中选取下一分支作传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述预测多个分支垃圾槽未来的负载水平的表现的步骤包括以下步骤：针对所述多个分支的每个垃圾槽，预测所述垃圾槽于预定下一次清空时间的未来负载水平的表现，并运用最少一次传输的预测时跨。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述预测多个分支垃圾槽未来的负载水平的表现的步骤包括以下步骤：针对每个正处理的垃圾槽，根据所述垃圾槽的负载水平的连续预计值，预测垃圾槽的未来负载水平。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：若预设的分支选取排序所定的下一个传输分支的系统结果值较另一个候选下一步传输分支的系统结果值不利并至某预设幅度，该预设的分支选取排序即中断。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述预测负载水平R_lk按以下程式决定：

$R_{\mathrm{lk}}=\frac{F_{\mathrm{lk}}+\frac{d{F}_{\mathrm{lk}}}{\mathrm{dt}}\·T_{\mathrm{pred}}}{C_{\mathrm{lk}}}$

其中：F_lk是现时负载水平的估值，

是负载水平增长率的估值，T_pred是个别预设的预测时间，C_lk是垃圾槽的储存容量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述优先系数K_lk全等于1。

7.一种真空垃圾收集系统，其包括一垃圾收集站、一用以运输垃圾至所述垃圾收集站的多个分支运输管道系统、多个通过排放阀连接至所述运输管道系统的垃圾槽，以及一用以选取下一分支传输以清空垃圾的控制系统，其特征在于：所述控制系统包括：

-一方法，其针对每个有机会作为下一步传输的候选分支，根据多个分支中垃圾槽的未来负载水平的预测表现，决定一系统结果值，所述预测表现的时跨最少为一次传输之前，其中所述针对每个有机会作为下一步传输的候选分支决定一系统结果值B_system的所述方法按以下算法运算：

$B_l=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{(R_{\mathrm{lk}}+J)}^P\·K_{\mathrm{lk}}$ for l∈S

$B_{\mathrm{system}}=\underset{l\∈S}{\mathrm{\Σ}}{B}_l$

其中：B_l是分支l的分支结果值，R_lk是分支l的垃圾槽k的预测负载水平，J是可有可无的分支变数；P是功率系数，用以控制所述预测负载水平对分支结果值的影响，K_lk是分支l的垃圾槽k的优先系数，S是正处理的多个分支，但不包括正处理的下一步传输的候选分支；以及

-一方法，其从具有最佳系统结果值的候选分支中选取下一分支作传输。

8.根据权利要求7所述的真空垃圾收集系统，其特征在于：预测所述多个分支中垃圾槽的未来负载水平的预测表现的方法用以根据所述垃圾槽的负载水平的连续预计值进行预测。

9.根据权利要求7所述的真空垃圾收集系统，其特征在于：若预设的分支选取排序所定的下一个传输分支的系统结果值较另一个候选下一步传输分支的系统结果值不利并至某预设幅度，所述控制系统用以中断该预设的分支选取排序。

10.根据权利要求7所述的真空垃圾收集系统，其特征在于：所述控制系统利用以下程式决定所述预测负载水平R_lk：

$R_{\mathrm{lk}}=\frac{F_{\mathrm{lk}}+\frac{d{F}_{\mathrm{lk}}}{\mathrm{dt}}\·T_{\mathrm{pred}}}{C_{\mathrm{lk}}}$

其中：F_lk是现时负载水平的估值，

是负载水平增长率的估值，T_pred是个别预设的预测时间，C_lk是垃圾槽的储存容量。

11.根据权利要求7所述的真空垃圾收集系统，其特征在于：所述针对每个有机会作为下一步传输的候选分支决定一系统结果值B_svstem的所述方法，其中所述优先系数K_lk全等于1。

12.一种用以控制真空垃圾收集系统操作的控制系统，所述真空垃圾收集系统具有连接多个垃圾槽的多个分支传输管道系统，其特征在于：所述控制系统用以选取下一分支作传输以清空垃圾，并包括：

-一方法，其针对每个有机会作为下一步传输的候选分支，根据多个分支中垃圾槽的未来负载水平的预测表现，决定一系统结果值，所述预测表现的时跨最少为一次传输之前，其中所述针对每个有机会作为下一步传输的候选分支决定一系统结果值B_system的所述方法按以下算法运算：

$B_l=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{(R_{\mathrm{lk}}+J)}^P\·K_{\mathrm{lk}}$ for l∈S

$B_{\mathrm{system}}=\underset{l\∈S}{\mathrm{\Σ}}{B}_l$

其中：B_l是分支l的分支结果值，R_lk是分支l的垃圾槽k的预测负载水平，J是可有可无的分支变数；P是功率系数，用以控制所述预测负载水平对分支结果值的影响，K_lk是分支l的垃圾槽k的优先系数，S是正处理的多个分支，但不包括正处理的下一步传输的候选分支；以及

-一方法，其从具有最佳系统结果值的候选分支中选取下一分支作传输。

13.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：预测所述多个分支中垃圾槽的未来负载水平的预测表现的方法用以根据所述垃圾槽的负载水平的连续预计值进行预测。

14.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：若预设的分支选取排序所定的下一个传输分支的系统结果值较另一个候选下一步传输分支的系统结果值不利并至某预设幅度，所述控制系统用以中断该预设的分支选取排序。

15.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于：所述针对每个有机会作为下一步传输的候选分支决定一系统结果值B_system的所述方法，其中所述优先系数K_lk全等于1。

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