DE4321754C3 - 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 Wertstoff­ behältern gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so­ wie eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 6.

Ein solches Verfahren bzw. eine solche Anordnung sind bereits aus der FR 2 588 983 A1 bekannt.

Schüttgutbehälter, die über ein i. a. großräumiges Ge­ biet verteilt aufgestellt sind, sind allgemein bekannt. Sie sind in der Regel Teil eines Sammelsystems, bei dem Schüttgut zunächst zu den einzelnen Schüttgutbehäl­ tern gebracht und darin zwischengelagert wird. Die ein­ zelnen Schüttgutbehälter werden regelmäßig von Ent­ leerungsfahrzeugen angefahren, die die Schüttgutbehäl­ ter entleeren und das aufgesammelte Schüttgut entsor­ gen. Bekannte Beispiele eines solchen Systems sind die kommunale Müllentsorgung oder die Entsorgung von Produktionsabfällen auf einem Fabrikgelände, aber auch die Entsorgung von Zwischenlagern bei der Ernte ist ein solches Beispiel.

In der DE 40 10 065 A1 beispiels­ weise ist ein Müllentsorgungssystem beschrieben, bei dem mittels Müllfahrzeugen Müllgefäße einheitlicher Größe periodisch geteert und der Müll abtransportiert werden. An den einzelnen Müllgefäßen sind maschinen­ lesbare Benutzer-Identifierungscodes angebracht, die während des Entleerungsvorgangs von einem am Müll­ fahrzeug angeordneten Erfassungsgerät registriert wer­ den. Ferner ist am Müllfahrzeug oberhalb des zu entlee­ renden Müllgefäßes, das durch eine Halterung in der Hubeinrichtung des Müllfahrzeugs in einer bestimmten Position gehalten wird und dessen Deckel geöffnet ist, ein Meßgerät an dem Müllfahrzeug angebracht, mit dem berührungslos durch Messen der Entfernung des Meßgeräts 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 so­ wohl mit dem Erfassungsgerät wie auch mit dem Meß­ gerät verbunden und speichert/verarbeitet 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 vergleichbares Verfahren zur mengenmäßigen Erfassung von Müll ist aus der DE 39 33 795 A1 bekannt.

Ein anderes bekanntes Beispiel ist die Wertstoffent­ sorgung. In vielen Kommunen wird ein Teil der soge­ nannten Wertstoffe wie Glas oder Papier mittels Wert­ stoffcontainer gesammelt. Die Container beenden sich i. a. jeweils in Gruppen zusammengefaßt, verteilt an ver­ schiedenen Standorten. Der Bürger hat nun die Mög­ lichkeit, seine Wertstoffe zu diesen Containern zu brin­ gen und einzuwerfen. In bestimmten Intervallen werden diese Container dann von entsprechend ausgestatteten Entleerungsfahrzeugen angefahren und die Container entleert. Sind die Entleerungsintervalle zu kurz bedeu­ tet dies, daß die Container nicht voll sind, sie aber trotz­ dem angefahren werden, ohne daß eine Notwendigkeit hierzu bestand. Sind die Intervalle zu lang, sind die Con­ tainer überfüllt und die Bürger müßten ihre Wertstoffe, wieder nach Hause tragen. Häufig stellen sie diese je­ doch einfach neben den Containern ab. Neben einer Verschandelung des Stellplatzes bedeutet dieses Ver­ halten einen zusätzlichen Aufwand bei der Entleerung der Container.

In der eingangs genannten FR 2 588 983 A1 werden ein Verfahren zur Erfassung des Füllstands von über ein Gebiet verteilt auf­ gestellten Flüssigkeitsbehältern, wie z. B. Öl- oder Benzin­ tanks, sowie eine Anordnung zum Durchführen dieses Verfahrens beschrieben.

Bei diesem Verfahren wird mit Sensoren, die in den einzelnen Flüssigkeitsbehältern angebracht sind, der momentane Füllstand des jeweiligen Behälters ermittelt. Die einzelnen Sensoren sind über das öffentliche Telefonnetz, das als Datenübertragungsein­ richtung dient, mit einer Zentrale verbunden. Über diese Tele­ fonverbindungen werden die von jedem Sensor ermittelten Füll­ standsdaten in regelmäßigen zeitlichen Abständen von der Zen­ trale abgefragt und zusammen mit einem zugehörigen Behälter­ identifikationscode an die Zentrale übertragen. In der Zentrale werden diese Daten ausgewertet, und zwar zum einen dahingehend, daß überprüft wird, ob ein Behälter mit Flüssigkeit zu befüllen ist, und zum anderen zum Zwecke einer Tourenoptimierung von die Flüssigkeitsbehälter anfahrenden und mit Flüssigkeit befüllen­ den Fahrzeugen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, zum einen ein Verfahren anzugeben, mit dem mit möglichst gerin­ gem Aufwand an Zeit und Kosten der Füllstand von über ein Gebiet verteilt aufgestellten Schüttgutbehältern, ins­ besondere Müll- oder Wertstoffbehältern zentral erfaßt werden kann, und zum anderen eine Anordnung zu schaffen, mit der ein solches Verfahren möglichst ein­ fach 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 Patent­ anspruchs 6. Die übrigen Ansprüche enthalten vorteil­ hafte Aus- und Weiterbildungen des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens (Ansprüche 2 bis 5) und der erfindungs­ gemäßen Anordnung (Ansprüche 7 bis 11).

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Füllstand der einzelnen Behälter ohne Zeitver­ zug zentral erfaßt werden kann, so daß eine Optimie­ rung der Tourenplanung für die Entleerungsfahrzeuge möglich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand ihrer An­ wendung bei der Entsorgung von über ein Gebiet ver­ teilt aufgestellten Wertstoffcontainern näher erläutert. In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines solchen "intelligenten" Werkstoffcontainersystems nach der Erfindung gezeigt. Es gibt mehrere über ein Gebiet verteilt aufgestellte Werkstoffcontainer, die entweder einzeln oder auf Stellplätzen 5 jeweils in Gruppen bei­ spielsweise zu dritt oder zu viert aufgestellt sind. Jene dieser (in der Fig. 1 nicht gezeigte) Wertstoffcontainer ist mit einem Füllstandssensor 1 ausgerüstet, der entwe­ der über eine Drahtleitung 11 oder über eine Funkver­ bindung 13 direkt mit einer Zentrale 2 verbunden ist oder - bei den Containergruppen auf den Stellplätzen 5 - über Drahtleitungen 12 an einen Stellplatz-Daten­ konzentrator 3, der seinerseits entweder über eine Drahtleitung 31 oder über eine Funkverbindung 32 mit der Zentrale 2 verbunden ist. Für die Funkverbindungen 32 bzw. 12 weisen sowohl der Stellplatz-Datenkonzen­ trator 3 bzw. der Wertstoffcontainer (Füllstandssensor 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 Wertstoffcontainer gezeigt, der über eine An­ tenne 10 in Funkverbindung 41 mit einem Fahrzeug 4 steht, das im Vorbeifahren die Füllstandsdaten der ein­ zelnen Wertstoffcontainer per Funk abfragen kann. Das Fahrzeug 4 ist hierzu mit einem Sende/Empfangsgerät mit Antenne 40 ausgerüstet. Diese Art der Füllstandsda­ tenerfassung ist besonders für die Fälle geeignet, in de­ nen eine direkte Funkverbindung mit der Zentrale 2 nicht möglich ist (z. B. infolge von Abschattungseffek­ ten) bzw. nur mit großen Aufwand installiert werden kann und bei denen der Anschluß einer Datenleitung sich aus wirtschaftlichen bzw. technischen Gründen nicht lohnt.

Bei diesem System wird mit einem geeigneten Sensor 1 festgestellt, welchen Füllstand der jeweilige Wertstoff­ container hat. Diese Information wird gemeinsam mit einer Containeridentifikation an die zentrale Einsatz­ stelle 2 übertragen, dort ausgewertet und die Leerungs­ tour der Entleerungsfahrzeuge entsprechend den Lee­ rungsnotwendigkeiten der einzelnen Containern dispo­ niert (Tourenoptimierung). Dadurch wird erreicht, daß die Container bedarfsgerecht entleert werden. Ökolo­ gisch und ökonomisch unsinnige Leerfahrten entfallen. Volle Container werden sofort erkannt und es kann ent­ sprechend reagiert werden.

Als Sensor 1 zur Erfassung des Füllstandes können verwendet werden:

• - Lichtschranken, die im Container in geeigneter Weise angebracht werden;
• - Ultraschallsensoren, die im Container in geeig­ neter Weise angebracht werden;
• - Mikro- bzw. mm-Wellensensoren (GHz), die im Container in geeigneter Weise angebracht werden;
• - Druck- oder Kraftsensoren, die im Container in geeigneter Weise angebracht werden und das Ge­ wicht ermitteln;
• - oder eine Kombination der zuvor genannten Meßsensoren.

Die am bzw. im Container auf eine der zuvor genann­ ten Arten erfaßten Füllstandsdaten werden kontinuier­ lich oder in einem bestimmten Zyklus abgefragt und per Funk oder per Datenleitung an die Zentrale 2 übertra­ gen. Vor Übertragung der Daten der Container eines Stellplatzes 5, werden sie von dem zugeordneten Stell­ platz-Datenkonzentrator 3 erfaßt und vorverarbeitet und dann erst zur Dispositionszentrale 2 weitergeleitet. Die Übertragung der Daten von Containern zum zuge­ hörigen Stellplatz-Datenkonzentrator 3 erfolgt z. B.:

• - mittels einer Datenfunkstrecke Container-Kon­ zentrator (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 gezeigt). Die Daten werden dann induktiv eingekoppelt und zum Konzentrator 3 weitergeleitet.

Nachdem die Daten im Datenkonzentrator 3 entspre­ chend aufbereitet worden sind, werden sie an die näch­ ste Unterzentrale (in Fig. 1 nicht gezeigt) oder direkt an die Zentrale 2 weitergeleitet. Die Weiterleitung von Stellplatz-Datenkonzentrator 3, aber auch - bei einzel­ nen 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 Bundespost;
• - mittels Anschaltung an den Datex-P- oder Da­ tex-C-Dienst;
• - mittels Funkübertragung 32 bzw. 13 im Bereich des Betriebsfunkes (nömL = nicht öffentlicher mo­ biler Landfunkdienst) oder unter Nutzung des Mo­ dacon-Netzes;
• - mittels Funkübertragung 41 an vorbeifahrende Datensammelfahrzeuge 4 (z. B. Müllautos).

Die einzelnen Container benötigen für die Ermittlung des Füllstandes und die Weiterleitung der Daten eine entsprechende Energieversorgung (in Fig. 1 nicht ge­ zeigt).

Die Energie erhält der einzelne Container z. B.:

• - mittels eingebauten Akkus, die in bestimmten Intervallen getauscht werden bzw. die über Solar­ zellen geladen werden, die sich wiederum direkt am Container befinden können;
• - mittels Steckkontakt, wobei die Energie von ei­ ner zentralen Containerstellplatz-Stromversor­ gung kommt, die wiederum aus dem öffentlichen Netz gespeist wird, oder von Solarzellen mit ange­ schalteter Pufferbatterie.

Wird eine Stromversorgung mittels Steckkontakt übertragen, ist auch denkbar, daß die Daten vom Con­ tainer auf die gleiche Leitung moduliert werden. Des weiteren ist denkbar, daß sowohl die Daten als auch die Energie mittels an geeigneter Stelle angebrachten In­ duktionsspulen vom Container zum Datenkonzentrator und in umgekehrte Richtung übertragen werden. Dabei wird dann im Container die induzierte Energie in geeig­ neten Speichermedien (Konzentrator/Akku) gesam­ melt. Damit in diesem Falle die entsprechende Stehge­ nauigkeit der Container erreicht wird, ist eine Positio­ nierungseinrichtung erforderlich. Z. B. in Form eines Po­ destes aus geeigneten Material und mit entsprechenden Aufnahmebuchten.

Die mittels den zuvor beschriebenen Verfahren er­ mittelten Daten werden in der Zentrale 2 erfaßt, bear­ beitet und entsprechende Aktionen (z. B Ausgabe der Tourenpläne für die einzelnen Entsorgungsfahrzeuge) ausgelöst.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das ge­ schilderten Beispiel beschränkt ist, sondern vielmehr auf weitere übertragbar ist. So liegt es nahe, auch die kom­ munale Müllentsorgung auf die gleiche Weise zu opti­ mieren. Auch die Entsorgung von Produktionsrückstän­ den auf einen weitläufigen Firmengelände kann so opti­ miert werden.

Aber auch in der industriellen Produktion kann die Erfindung nutzbringend eingesetzt werden; z. B. kann die Beschickung von Fertigungsstraßen sowie das Ein­ sammeln von an verschiedenen Orten entstehenden und dort auch zwischengelagerten Zwischen- und Endpro­ dukten mit einem System nach der Erfindung optimiert werden.

Möglich ist auch, daß die einzelnen Standorte der Schüttgutbehälter jeweils über geeignete Aufnahme­ buchten für die Behälter verfügen und in diese Aufnah­ mebuchten entsprechende Waagen eingebaut sind. Die einzelnen Behälter benötigen i. a. dann keine zusätzliche Ausrüstung mehr, da der jeweilige Stellplatz und das jeweilige Gewicht registriert und an die Zentrale über­ tragen werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Erfassung des Füllstands von über ein Gebiet verteilt aufgestellten Schüttgutbehäl­ tern, insbesondere Müll- oder Wertstoffbehältern, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß mit mindestens jeweils einem in oder an den Schüttgutbehältern angebrachten Sensor (1) der momentane Füllstand des jeweiligen Schüttgutbehälters ermittelt wird;
• 2. daß die von jedem Sensor (1) ermittelten Füllstandsdaten kontinuierlich oder in be­ stimmten, vorzugsweise regelmäßigen zeitli­ chen Abständen abgefragt und zusammen mit einem zugehörigen Behälteridentifikationsco­ de an eine Zentrale (2) übertragen werden, wobei bei einer Gruppe von auf einem ge­ meinsamen Stellplatz (5) angeordneten Schüttgut­ behältern die Füllstandsdaten der einzelnen Schütt­ gutbehälter an einen Stellplatz-Datenkonzentrator (3) übertragen und dort vorverarbeitet werden und dann erst an die Zentrale (2) übertragen werden,
• 3. daß in der Zentrale (2) die Daten ausgewer­ tet werden zum Zwecke einer Tourenoptimie­ rung von die Schüttgutbehälter anfahrenden und entleerenden Fahrzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übertragung der Füllstandsdaten von den einzelnen Schüttgutbehältern des Stell­ platzes (5) an den zugeordneten Stellplatz-Daten­ konzentrator (3) durchgeführt wird mittels einer den jeweiligen Sensor (1) mit dem Stellplatz-Da­ tenkonzentrator (3) direkt verbindenden Daten­ funkstrecke oder Datenleitung (12) oder mittels ei­ ner an den jeweiligen Schüttgutbehälter herange­ führten Datenleitung, an deren Ende die Füllstands­ daten induktiv eingekoppelt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der vorverarbeiteten Füllstandsdaten vom jeweiligen Stellplatz-Datenkonzentrator (3) an die Zentrale (2) mittels Anschauung des Stellplatz-Datenkon­ zentrators (3) über ein Modem an das Fernsprech­ netz (31) oder an den Temex-Dienst oder an den Datex-P- oder Datex-C-Dienst oder mittels Funk­ übertragung (32) im Bereich des Betriebsfunks (nömL) oder unter Nutzung des Modacon-Netzes oder mittels Funkübertragung (41) über ein vorbei­ fahrendes Datensammelfahrzeug (4) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Betrieb des jeweils mindestens einen Sensors (1) und die zum Betrieb der Datenübertragungsneinrichtung zum zugeordneten Stellplatz-Datenkonzentrator (3) oder zur Zentrale (2) erforderliche Energie von in den jeweiligen Schüttgutbehältern eingebauten Akkumulatoren oder von Solarzellen oder über ei­ nen Steckkontakt von einem Versorgungsnetz ge­ liefert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Anschluß der einzelnen Schütt­ gutbehälter über jeweils einen Steckkontakt an ein Versorgungsnetz die Füllstandsdaten über das Ver­ sorgungsnetz an den zugeordneten Stellplatz-Da­ tenkonzentrator (3) oder die Zentrale (2) übertra­ gen werden.

6. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekenn­ zeichnet,

• 1. daß in den zu überwachenden Schüttgutbe­ hältern jeweils mindestens ein Füllstandssen­ sor (1) angeordnet ist;
• 2. daß der Füllstandssensor (1) über eine Da­ tenübertragungseinrichtung (11; 10, 13, 20; 12, 3, 31; 12, 3, 30, 32, 20; 10, 41, 40, 4) mit einer Zentrale (2) verbunden ist,
  wobei bei einer Gruppe von Schüttgutbe­ hältern auf einem Stellplatz (5) die Füllstandssenso­ ren (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.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandssenso­ ren (1) der einzelnen Schüttgutbehälter jeweils über eine induktive Kopplung mit einer an den je­ weiligen Schüttgutbehälter herangeführten Daten­ leitung mit dem zugehörigen Stellplatz-Datenkon­ zentrator (3) oder mit der Zentrale (2) verbunden sind.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandssenso­ ren (1) der einzelnen Schüttgutbehälter oder die einzelnen Stellplatz-Datenkonzentratoren (3) über Funk (10, 41, 40) mit einem Daten-Sammelfahrzeug (4) verbunden sind

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandssenso­ ren (1) der einzelnen Schüttgutbehälter und/oder die einzelnen Stellplatz-Datenkonzentratoren (3) jeweils mittels eines Modems über das Fernsprech­ netz (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 Zentra­ le (2) angeschossen sind.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstands-Senso­ ren (1) Lichtschranken und/oder Ultraschallsenso­ ren und/oder Mikro- oder Millimeterwellen-Radar­ sensoren und/oder Druck- und/oder Kraftsensoren vorgesehen sind.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Energieversor­ gung der Füllstandssensoren (1) und/oder der Stell­ platz-Datenkonzentratoren (3) Akkumulatoren oder Solarzellen vorgesehen sind.