DE4321754C2 - Verfahren zur Erfassung des Füllstands von über ein Gebiet verteilt aufgestellten Schüttgutbehältern und Anordnung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung des Füllstands von über ein Gebiet verteilt aufgestellten Schüttgutbehältern, insbesondere Müll- oder Wertstoffbe­ hältern gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

Ein solches Verfahren bzw. eine solche Anordnung sind bereits aus der DE 40 10 065 A1 be­ kannt.

Schüttgutbehälter, die über ein i.a. großräumiges Gebiet verteilt aufgestellt sind, sind allgemein bekannt. Sie sind in der Regel Teil eines Sammelsystems, bei dem Schüttgut zunächst zu den einzelnen Schüttgutbehältern ge­ bracht und darin zwischengelagert wird. Die einzelnen Schüttgutbehälter werden regelmäßig von Entleerungsfahr­ zeugen angefahren, die die Schüttgutbehälter entleeren und das aufgesammelte Schüttgut entsorgen. Bekannte Beispiele eines solchen Systems sind die kommunale Müllentsorgung oder die Entsorgung von Produktionsabfällen auf einem Fa­ brikgelände, aber auch die Entsorgung von Zwischenlagern bei der Ernte ist ein solches Beispiel.

In der eingangs genannten DE 40 10 065 A1 beispielsweise ist ein Müllentsorgungssystem beschrieben, bei dem mittels Müllfahrzeugen Müllgefäße einheitlicher Größe periodisch geleert und der Müll abtransportiert werden. An den ein­ zelnen Müllgefäßen sind maschinenlesbare Benutzer-Identi­ fierungscodes angebracht, die während des Entleerungsvor­ gangs von einem am Müllfahrzeug angeordneten Erfassungs­ gerät registriert werden. Ferner ist am Müllfahrzeug ober­ halb des zu entleerenden Müllgefäßes, das durch eine Hal­ terung in der Hubeinrichtung des Müllfahrzeugs in einer bestimmten Position gehalten wird und dessen Deckel geöff­ net ist, ein Meßgerät an dem Müllfahrzeug angebracht, mit dem berührungslos durch Messen der Entfernung des Meßge­ räts von der Mülloberfläche im Müllgefäß das Volumen des Mülls gemessen wird, der sich in dem Müllgefäß befindet und der nach Abschluß der Messung in das Müllfahrzeug geleert werden soll. Eine mit einem Speicher versehene Datenverarbeitungsanlage ist sowohl mit dem Erfassungsgerät wie auch mit dem Meßgerät verbunden und speichert/verar­ beitet die von den beiden Geräten gelieferten Datensätze zum Benutzer-Identifizierungscode des zu entleerenden Müllgefäßes und zum aktuellen Müllvolumen in diesem Müllgefäß. Eine vergleichbare Anordnung bzw. ein ver­ gleichbares Verfahren zur mengenmäßigen Erfassung von Müll ist aus der DE 39 33 795 A1 bekannt.

Ein anderes bekanntes Beispiel ist die Wertstoffentsor­ gung. In vielen Kommunen wird ein Teil der sogenannten Wertstoffe wie Glas oder Papier mittels Wertstoffcontainer gesammelt. Die Container befinden sich i.a., jeweils in Gruppen zusammengefaßt, verteilt an verschiedenen Stand­ orten. Der Bürger hat nun die Möglichkeit, seine Wert­ stoffe zu diesen Containern zu bringen und einzuwerfen. In bestimmten Intervallen werden diese Container dann von entsprechend ausgestatteten Entleerungsfahrzeugen angefah­ ren und die Container entleert. Sind die Entleerungsinter­ valle zu kurz bedeutet dies, daß die Container nicht voll sind, sie aber trotzdem angefahren werden, ohne daß eine Notwendigkeit hierzu bestand. Sind die Intervalle zu lang, sind die Container überfüllt und die Bürger müßten ihre Wertstoffe wieder nach Hause tragen. Häufig stellen sie diese jedoch einfach neben den Containern ab. Neben einer Verschandelung des Stellplatzes bedeutet dieses Verhalten einen zusätzlichen Aufwand bei der Entleerung der Contai­ ner.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, zum einen ein Verfahren anzugeben, mit dem mit möglichst geringen Auf­ wand an Zeit und Kosten der Füllstand von über ein Gebiet verteilt aufgestellten Schüttgutbehälter, insbesondere Müll- oder Wertstoffbehältern zentral erfaßt werden kann, und zum anderen eine Anordnung zu schaffen, mit der ein solches Verfahren möglichst einfach durchgeführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung in bezug auf das zu schaffende Verfahren ist durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 wiedergegeben und in bezug auf die zu schaffende Anordnung durch die Merkmale des Patentanspruchs 7. Die übrigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des erfindungsge­ mäßen Verfahrens (Ansprüche 2 bis 6) und der erfindungsge­ mäßen Anordnung (Ansprüche 8 bis 13).

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Füllstand der einzelnen Behälter ohne Zeitverzug zen­ tral erfaßt werden kann, so daß eine Optimierung der Tou­ renplanung für die Entleerungsfahrzeuge möglich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand ihrer Anwendung bei der Entsorgung von über ein Gebiet verteilt aufgestellten Wertstoffcontainern näher erläutert. In Fig. 1 ist ein be­ vorzugtes Ausführungsbeispiel eines solchen "intelligen­ ten" Werkstoffcontainersystems nach der Erfindung gezeigt. Es gibt mehrere über ein Gebiet verteilt aufgestellte Wertstoffcontainer, die entweder einzeln oder auf Stell­ plätzen 5 jeweils in Gruppen beispielsweise zu dritt oder zu viert aufgestellt sind. Jede dieser (in der Fig. 1 nicht gezeigte) Wertstoffcontainer ist mit einem Füll­ standssensor 1 ausgerüstet, der entweder über eine Draht­ leitung 11 oder über eine Funkverbindung 13 direkt mit ei­ ner Zentrale 2 verbunden ist oder - bei den Container­ gruppen auf den Stellplätzen 5 - über Drahtleitungen 12 an einen Stellplatz-Datenkonzentrator 3, der seinerseits ent­ weder über eine Drahtleitung 31 oder über eine Funkverbin­ dung 32 mit der Zentrale 2 verbunden ist. Für die Funkver­ bindungen 32 bzw. 12 weisen sowohl der Stellplatz-Daten­ konzentrator 3, bzw. der Wertstoffcontainer (Füllstands­ sensor 1) als auch die Zentrale 2 jeweils eine Antenne 30 bzw. 10 bzw. 20 auf.

Ferner ist in Fig. 1 noch ein Füllstandssensor 1 eines weiteren Wertstoffcontainers gezeigt, der über eine An­ tenne 10 in Funkverbindung 41 mit einem Fahrzeug 4 steht, das im Vorbeifahren die Füllstandsdaten der einzelnen Wertstoffcontainer per Funk abfragen kann. Das Fahrzeug 4 ist hierzu mit einem Sende/Empfangsgerät mit Antenne 40 ausgerüstet. Diese Art der Füllstandsdatenerfassung ist besonders für die Fälle geeignet, in denen eine direkte Funkverbindung mit der Zentrale 2 nicht möglich ist (z. B. infolge von Abschattungseffekten) bzw. nur mit großen Auf­ wand installiert werden kann und bei denen der Anschluß einer Datenleitung sich aus wirtschaftlichen bzw. techni­ schen Gründen nicht lohnt.

Bei diesem System wird mit einem geeigneten Sensor 1 fest­ gestellt, welchen Füllstand der jeweilige Wertstoffcontai­ ner hat. Diese Information wird gemeinsam mit einer Con­ taineridentifikation an die zentrale Einsatzstelle 2 über­ tragen, dort ausgewertet und die Leerungstour der Entlee­ rungsfahrzeuge entsprechend den Leerungsnotwendigkeiten der einzelnen Containern disponiert (Tourenoptimierung). Dadurch wird erreicht, daß die Container bedarfsgerecht entleert werden. Ökologisch und ökonomisch unsinnige Leer­ fahrten entfallen. Volle Container werden sofort erkannt und es kann entsprechend reagiert werden.

Als Sensor 1 zur Erfassung des Füllstandes können verwen­ det werden:

• - Lichtschranken, die im Container in geeigneter Weise angebracht werden;
• - Ultraschallsensoren, die im Container in geeigne­ ter Weise angebracht werden;
• - Mikro- bzw. mm-Wellensensoren (GHz), die im Con­ tainer in geeigneter Weise angebracht werden;
• - Druck- oder Kraftsensoren, die im Container in ge­ eigneter Weise angebracht werden und das Gewicht ermitteln;
• - oder eine Kombination der zuvor genannten Meßsen­ soren.

Die am bzw. im Container auf eine der zuvor genannten Ar­ ten erfaßten Füllstandsdaten werden kontinuierlich oder in einem bestimmten Zyklus abgefragt und per Funk oder per Datenleitung an die Zentrale 2 übertragen. Vor Übertragung der Daten der Container eines Stellplatzes 5, werden sie von dem zugeordneten Stellplatz-Datenkonzentrator 3 erfaßt und vorverarbeitet und dann erst zur Dispositionszentrale 2 weitergeleitet. Die Übertragung der Daten von Containern zum zugehörigen Stellplatz-Datenkonzentrator 3 erfolgt z. B.:

• - mittels einer Datenfunkstrecke Container-Konzen­ trator (in Fig. 1 nicht gezeigt);
• - mittels einer Datenleitung 12 zwischen Sensor 1 und Konzentrator 3;
• - mittels einer Datenleitung, die lediglich an den Container herangeführt ist (in Fig. 1 nicht ge­ zeigt). Die Daten werden dann induktiv eingekop­ pelt und zum Konzentrator 3 weitergeleitet.

Nachdem die Daten im Datenkonzentrator 3 entsprechend auf­ bereitet worden sind, werden sie an die nächste Unterzen­ trale (in Fig. 1 nicht gezeigt) oder direkt an die Zen­ trale 2 weitergeleitet. Die Weiterleitung von Stellplatz- Datenkonzentrator 3, aber auch - bei einzelnen Containern - vom einzelnen Sensor 1 zur Zentrale 2 erfolgt z. B.:

• - mittels Anschaltung eines Modems an das Fern­ sprechnetz über Fernsprechleitungen 11 bzw. 31;
• - mittels Anschaltung an den Temex-Dienst der Bun­ despost;
• - mittels Anschaltung an den Datex-P- oder Datex-C- Dienst;
• - mittels Funkübertragung 32 bzw. 13 im Bereich des Betriebsfunkes (nömL = nicht öffentlicher mobiler Landfunkdienst) oder unter Nutzung des Modacon- Netzes;
• - mittels Funkübertragung 41 an vorbeifahrende Da­ tensammelfahrzeuge 4 (z. B. Müllautos).

Die einzelnen Container benötigen für die Ermittlung des Füllstandes und die Weiterleitung der Daten eine entspre­ chende Energieversorgung (in Fig. 1 nicht gezeigt).

Die Energie erhält der einzelne Container z. B.:

• - mittels eingebauten Akkus, die in bestimmten In­ tervallen getauscht werden bzw. die über Solarzel­ len geladen werden, die sich wiederum direkt am Container befinden können;
• - mittels Steckkontakt, wobei die Energie von einer zentralen Containerstellplatz-Stromversorgung kommt, die wiederum aus dem öffentlichen Netz ge­ speist wird, oder von Solarzellen mit angeschalte­ ter Pufferbatterie.

Wird eine Stromversorgung mittels Steckkontakt übertragen, ist auch denkbar, daß die Daten vom Container auf die gleiche Leitung moduliert werden. Des weiteren ist denk­ bar, daß sowohl die Daten als auch die Energie mittels an geeigneter Stelle angebrachten Induktionsspulen vom Con­ tainer zum Datenkonzentrator und in umgekehrte Richtung übertragen werden. Dabei wird dann im Container die indu­ zierte Energie in geeigneten Speichermedien (Konzentra­ tor/Akku) gesammelt. Damit in diesem Falle die entspre­ chende Stellgenauigkeit der Container erreicht wird, ist eine Positionierungseinrichtung erforderlich. Z.B. in Form eines Podestes aus geeigneten Material und mit entspre­ chenden Aufnahmebuchten.

Die mittels den zuvor beschriebenen Verfahren ermittelten Daten werden in der Zentrale 2 erfaßt, bearbeitet und ent­ sprechende Aktionen (z. B. Ausgabe der Tourenpläne für die einzelnen Entsorgungsfahrzeuge) ausgelöst.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das geschil­ derten Beispiel beschränkt ist, sondern vielmehr auf wei­ tere übertragbar ist. So liegt es nahe, auch die kommunale Müllentsorgung auf die gleiche Weise zu optimieren. Auch die Entsorgung von Produktionsrückständen auf einen weit­ läufigen Firmengelände kann so optimiert werden.

Aber auch in der industriellen Produktion kann die Erfin­ dung nutzbringend eingesetzt werden; z. B. kann die Be­ schickung von Fertigungsstraßen sowie das Einsammeln von an verschiedenen Orten entstehenden und dort auch zwi­ schengelagerten Zwischen- und Endprodukten mit einem Sy­ stem nach der Erfindung optimiert werden.

Möglich ist auch, daß die einzelnen Standorte der Schütt­ gutbehälter jeweils über geeignete Aufnahmebuchten für die Behälter verfügen und in diese Aufnahmebuchten entspre­ chende Waagen eingebaut sind. Die einzelnen Behälter benö­ tigen i.a. dann keine zusätzliche Ausrüstung mehr, da der jeweilige Stellplatz und das jeweilige Gewicht registriert und an die Zentrale übertragen werden.

Claims (13)

1. Verfahren zur Erfassung des Füllstands von über ein Gebiet verteilt aufgestellten Schüttgutbehältern, insbe­ sondere Müll- oder Wertstoffbehältern, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß mit mindestens jeweils einem in oder an den Schüttgutbehältern angebrachten Sensor (1) der momentane Füllstand des jeweiligen Schüttgut­ behälters ermittelt wird;
• - daß die von jedem Sensor (1) ermittelten Füll­ standsdaten kontinuierlich oder in bestimmten, vorzugsweise regelmäßigen zeitlichen Abständen ab­ gefragt und zusammen mit einem zugehörigen Behäl­ teridentifikationscode an eine Zentrale (2) über­ tragen werden;
• - daß in der Zentrale (2) die Daten ausgewertet wer­ den zum Zwecke einer Tourenoptimierung von die Schüttgutbehälter anfahrenden und entleerenden Fahrzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Gruppe von auf einem gemeinsamen Stellplatz (5) angeordneten Schüttgutbehältern die Füllstandsdaten der einzelnen Schüttgutbehälter an einen Stellplatz-Datenkon­ zentrator (3) übertragen und dort vorverarbeitet werden und dann erst an die Zentrale (2) übertragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Füllstandsdaten von den einzelnen Schüttgutbehältern des Stellplatzes (5) an den zugeordne­ ten Stellplatz-Datenkonzentrator (3) durchgeführt wird mittels einer den jeweiligen Sensor (1) mit dem Stell­ platz-Datenkonzentrator (3) direkt verbindenden Datenfunk­ strecke oder Datenleitung (12) oder mittels einer an den jeweiligen Schüttgutbehälter herangeführten Datenleitung, an deren Ende die Füllstandsdaten induktiv eingekoppelt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der vorverarbeiteten Füllstandsdaten vom jeweiligen Stellplatz-Datenkonzentra­ tor (3) an die Zentrale (2) mittels Anschaltung des Stell­ platz-Datenkonzentrators (3) über ein Modem an das Fern­ sprechnetz (31) oder an den Temex-Dienst oder an den Datex-P- oder Datex-C-Dienst oder mittels Funkübertragung (32) im Bereich des Betriebsfunks (nömL) oder unter Nut­ zung des Modacon-Netzes oder mittels Funkübertragung (41) über ein vorbeifahrendes Datensammelfahrzeug (4) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Betrieb des jeweils mindestens einen Sensors (1) und die zum Betrieb der Datenübertra­ gungsneinrichtung zum zugeordneten Stellplatz-Datenkon­ zentrator (3) oder zur Zentrale (2) erforderliche Energie von in den jeweiligen Schüttgutbehältern eingebauten Akku­ mulatoren oder von Solarzellen oder über einen Steckkon­ takt von einem Versorgungsnetz geliefert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anschluß der einzelnen Schüttgutbehälter über jeweils einen Steckkontakt an ein Versorgungsnetz die Füllstands­ daten über das Versorgungsnetz an den zugeordneten Stell­ platz-Datenkonzentrator (3) oder die Zentrale (2) übertra­ gen werden.

7. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

• - daß in den zu überwachenden Schüttgutbehältern je­ weils mindestens ein Füllstandssensor (1) angeord­ net ist;
• - daß der Füllstandssensor (1) über eine Datenüber­ tragungseinrichtung (11; 10, 13, 20; 12, 3, 31; 12, 3, 30, 32, 20; 10, 41, 40, 4) mit einer Zen­ trale (2) verbunden ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Gruppe von Schüttgutbehältern auf einem Stell­ platz (5) die Füllstandssensoren (1) der einzelnen Schüttgutbehälter mit einem Stellplatz-Datenkonzentrator (3) über Funk oder über eine Leitung (12) verbunden sind und der Stellplatz-Datenkonzentrator (3) über Funk (30, 32, 20) oder über eine Leitung (31) mit der Zentrale (2) verbunden ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandssensoren (1) der einzel­ nen Schüttgutbehälter jeweils über eine induktive Kopplung mit einer an den jeweiligen Schüttgutbehälter herangeführ­ ten Datenleitung mit dem zugehörigen Stellplatz-Datenkon­ zentrator (3) oder mit der Zentrale (2) verbunden sind.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandssensoren (1) der ein­ zelnen Schüttgutbehälter oder die einzelnen Stellplatz- Datenkonzentratoren (3) über Funk (10, 41, 40) mit einem Daten-Sammelfahrzeug (4) verbunden sind.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandssensoren (1) der einzel­ nen Schüttgutbehälter und/oder die einzelnen Stellplatz- Datenkonzentratoren (3) jeweils mittels eines Modems über das Fernsprechnetz (11, 31) oder über den Temex-Dienst oder den Datex-P- oder Datex-C-Dienst oder mittels Funk­ übertragung im Bereich des Betriebsfunks (32) oder unter Nutzung des Modacon-Netzes an die Zentrale (2) angeschlos­ sen sind.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstands-Sensoren (1) Licht­ schranken und/oder Ultraschallsensoren und/oder Mikro- oder Millimeterwellen-Radarsensoren und/oder Druck- und/oder Kraftsensoren vorgesehen sind.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Energieversorgung der Füllstands­ sensoren (1) und/oder der Stellplatz-Datenkonzentratoren (3) Akkumulatoren oder Solarzellen vorgesehen sind.