JP2023045489A - 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、焼却管理システム、および焼却管理システムの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄物の水分率の情報を適切に取得して、廃棄物を安定して燃焼させること。【解決手段】廃棄物を貯留可能に構成された貯留ピットに貯留された廃棄物、および貯留ピットから搬出後かつ焼却炉における焼却前の廃棄物を管理する制御部を備えた情報処理装置であって、貯留ピットに貯留された廃棄物を撮像する撮像部から取得した撮像情報を入力パラメータとして記憶する記憶部と、記憶部から読み出した入力パラメータを水分量判定モデルに入力し、出力パラメータとして貯留ピットに貯留された廃棄物における貯留ピット内の番地に対応した水分率を出力する制御部と、を備え、水分量判定モデルは、貯留ピットに貯留された廃棄物の撮像情報を学習用入力パラメータとし、搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習モデルである。【選択図】図２

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、プログラム、焼却管理システム、および焼却管理システムの運転方法に関する。

廃棄物を焼却する廃棄物焼却施設には、家庭ごみ、剪定枝、または汚泥などの種々の性状の廃棄物が搬入される。搬入された廃棄物は、ごみピットと称される貯留ピットに一時的に貯留されて、所定の性状に均質化するために攪拌作業が行われる。攪拌作業が行われた廃棄物は、クレーンなどを用いて焼却炉に投入されて焼却される。

ところで、近年、従来に比して、廃棄物のより安定した燃焼処理が求められている。安定した燃焼のための取り組みの一つとして、貯留ピット内に堆積している廃棄物の性状を分析する技術の開発が行われている。

特許文献１においては、廃棄物処理プラントの運転履歴に基づいて特定された、廃棄物の特性を示す値と、貯留ピット内の廃棄物を撮像した撮像情報に基づいて作業者が廃棄物の質を分類した、ラベルからなる教師データを用いた学習により構築した教師モデルに、貯留ピット内の廃棄物を撮像した撮像情報を入力して廃棄物の質を推定し、推定した結果に基づいて焼却炉の燃焼を制御する、廃棄物の質を推定する装置に関する技術が開示されている。すなわち、特許文献１においては、教師データが、貯留ピットの画像と廃棄物処理プラントの運転履歴に基づいて特定された廃棄物の特性を示す値、ごみピット内の廃棄物の画像データを元に作業者が廃棄物の質を分類したラベルとのうち少なくとも一方から収集される技術が開示されている。

特許文献１に記載された技術とは別に、廃棄物の含水率に着目して、含水率に基づいて焼却炉の燃焼制御に活用しようとする研究もなされている。例えば特許文献２においては、ホッパの脚部の最下端に水分計測器を設け、焼却炉に供給される直前の廃棄物の含水率を計測し、計測した含水率に基づいて廃棄物の性質の推測を試みる焼却炉構造に関する技術が開示されている。

特開２０１９－２０７０９９号公報 特開２０２０－０８５２７９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術においては、教師データとして使用されている廃棄物処理プラントの運転履歴に基づいて特定された廃棄物の特性を示す値は、廃棄物の燃焼により得られた時間遅れがあるデータに基づいて推定した値である。さらに、ラベルは教師データを作成する作業者によって差が生じる可能性がある。すなわち、特許文献１に記載の技術においては、実際に燃焼前の廃棄物の特性を測定しておらず、燃焼制御を正確に実行することが困難であるという課題があった。

また、特許文献２に開示された技術では、焼却炉の直前に設けられたホッパの脚部の最下端に水分計測器を設けて廃棄物の含水率を計測していることにより、燃焼において急激な変化が生じた場合、燃焼の変化への対処が困難になるという課題があった。

そのため、廃棄物の水分率の情報を適切に取得して、廃棄物を安定して燃焼できる技術の開発が求められていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、廃棄物の水分率の情報を適切に取得して、廃棄物を安定して燃焼させることができる情報処理装置、情報処理方法、プログラム、焼却管理システム、および焼却管理システムの運転方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る情報処理装置は、廃棄物を貯留可能に構成された貯留ピットに貯留された廃棄物、および前記貯留ピットから搬出後かつ焼却炉における焼却前の廃棄物を管理する制御部を備えた情報処理装置であって、前記貯留ピットに貯留された廃棄物を撮像する撮像部から取得した撮像情報を入力パラメータとして記憶する記憶部と、前記記憶部から読み出した前記入力パラメータを水分量判定モデルに入力し、出力パラメータとして前記貯留ピットに貯留された廃棄物における前記貯留ピット内の番地に対応した水分率を出力する制御部と、を備え、前記水分量判定モデルは、前記貯留ピットに貯留された廃棄物の撮像情報を学習用入力パラメータとし、前記搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習モデルである。

本発明の一態様に係る情報処理装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記番地ごとに前記水分率を判定し、前記水分率に基づいて前記貯留ピット内における前記廃棄物の攪拌を制御する。

本発明の一態様に係る情報処理装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記焼却炉での廃棄物の燃焼状態を示す燃焼情報を取得し、前記燃焼情報と導出した前記貯留ピット内の廃棄物の水分率とに基づいて、前記貯留ピット内の廃棄物を攪拌する攪拌方式を変更する制御を行う。

本発明の一態様に係る情報処理装置は、この構成において、前記制御部は、前記番地ごとに前記水分率を判定し、前記攪拌方式が水分基準モードであった場合、前記水分率が所定の設定値以上である番地の廃棄物と、前記水分率が所定の設定値未満である番地の廃棄物とを相互に攪拌するように、前記水分率に基づいて前記貯留ピット内における複数の番地から、前記廃棄物を把持する番地と前記廃棄物を放下する番地とを選択する。

本発明の一態様に係る情報処理装置は、この構成において、前記制御部は、前記番地ごとに前記水分率を判定し、前記攪拌方式が燃焼基準モードであった場合、前記燃焼情報に基づいて、前記焼却炉に供給する供給水分率を選択し、水分率が前記供給水分率に略一致するように、前記水分率に基づいて前記貯留ピット内における複数の番地から、前記廃棄物を把持する番地と前記廃棄物を放下する番地を選択して、廃棄物を攪拌するように制御する。

本発明の一態様に係る情報処理方法は、廃棄物を貯留可能に構成された貯留ピットに貯留された廃棄物、および前記貯留ピットから搬出後かつ焼却炉における焼却前の廃棄物を管理する制御部が実行する情報処理方法であって、前記貯留ピットに貯留された廃棄物を撮像する撮像部から取得した撮像情報を入力パラメータとして記憶部に記憶させ、前記記憶部から読み出した前記入力パラメータを水分量判定モデルに入力し、出力パラメータとして前記貯留ピットに貯留された廃棄物における前記貯留ピット内の番地に対応した水分率を出力し、前記水分量判定モデルは、前記貯留ピットに貯留された廃棄物の撮像情報を学習用入力パラメータとし、前記搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習モデルである。

本発明の一態様に係るプログラムは、廃棄物を貯留可能に構成された貯留ピットに貯留された廃棄物、および前記貯留ピットから搬出後かつ焼却炉における焼却前の廃棄物を管理する制御部を備えた情報処理装置の前記制御部に、水分量判定モデルとして、前記貯留ピットに貯留された廃棄物の撮像情報を学習用入力パラメータとし、前記搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によって生成して、記憶部に記憶させ、前記貯留ピットに貯留された廃棄物を撮像する撮像部から取得した撮像情報を入力パラメータとして前記記憶部に記憶させ、前記記憶部から読み出した前記入力パラメータを前記記憶部へ読み出した前記水分量判定モデルに入力し、出力パラメータとして前記貯留ピットに貯留された廃棄物における前記貯留ピット内の番地に対応した水分率を出力する。

本発明の一態様に係る焼却管理システムは、上記の発明による情報処理装置と、廃棄物を貯留する貯留ピットと、前記貯留ピットに貯留された廃棄物を撮像可能な撮像部と、前記情報処理装置の制御によって、前記廃棄物を把持および放下によって攪拌可能な把持部と、前記搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を計測可能な水分率計測部と、を備える。

本発明の一態様に係る焼却管理システムは、上記の発明において、前記搬出後の廃棄物を焼却可能な焼却炉をさらに備える。

本発明の一態様に係る焼却管理システムの運転方法は、廃棄物を貯留可能に構成されているとともに、前記廃棄物を撮像可能な撮像部を備えた貯留ピットと、前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物、および前記貯留ピットから搬出後かつ焼却炉における焼却前の廃棄物を管理し、前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物を把持および放下によって移動させる把持部を制御する制御部と、前記撮像部から取得した前記貯留ピット内の廃棄物の撮像情報を記憶する記憶部と、を有する情報処理装置と、前記搬出後の廃棄物を焼却可能な焼却炉と、を備えた焼却管理システムの運転方法であって、前記制御部が、前記記憶部から読み出した前記撮像情報を入力パラメータとして水分量判定モデルに入力し、出力パラメータとして前記貯留ピットに貯留された廃棄物における前記貯留ピット内の番地に対応した水分率を出力し、前記焼却炉から廃棄物の燃焼状態を示す燃焼情報を取得し、前記燃焼情報と導出した前記貯留ピット内の廃棄物の水分率とに基づいて、前記貯留ピット内の廃棄物を攪拌する攪拌方式を変更する制御を行い、前記水分量判定モデルは、前記貯留ピットに貯留された廃棄物の撮像情報を学習用入力パラメータとし、前記搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習モデルである。

本発明に係る情報処理装置、情報処理方法、プログラム、焼却管理システム、および焼却管理システムの運転方法によれば、廃棄物の水分率の情報を適切に取得して、廃棄物を安定して燃焼させることが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態による焼却管理システムを示すブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態による廃棄物処理施設を示す図である。 図３は、本発明の一実施形態による管理装置を示すブロック図である。 図４は、本発明の一実施形態による貯留ピットの平面図である。 図５は、本発明の一実施形態による管理装置によって制御される廃棄物貯留設備の運転方法を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。

（焼却管理システム）
図１は、本実施形態による情報処理装置が適用される焼却管理システム１を示す。図２は、本実施形態による廃棄物処理施設３を示す図である。

図１に示すように、焼却管理システム１は、ネットワーク２を介して相互に通信可能な、管理装置１０と、廃棄物貯留設備２０と、廃棄物焼却設備３０とを備える。廃棄物処理施設３は、少なくとも廃棄物貯留設備２０および廃棄物焼却設備３０を備える。管理装置１０は、ネットワーク２を通じて廃棄物処理施設３と通信可能な外部に設けられていても、廃棄物処理施設３の一部であってもよい。また、管理装置１０は、廃棄物貯留設備２０または廃棄物焼却設備３０の内部に設けられていても良く、設置場所は限定されない。

ネットワーク２は、有線通信や無線通信が適宜組み合わされて構成され、インターネット回線網や携帯電話回線網などの通信網から構成される。ネットワーク２は、例えば、専用線、インターネットなどの公衆通信網、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、携帯電話などの電話通信網や公衆回線、ＶＰＮ（Virtual Private Network）などの一または複数の組み合わせからなる。管理装置１０と廃棄物貯留設備２０と廃棄物焼却設備３０とは、ネットワーク２を介して接続されている。

（廃棄物貯留設備）
廃棄物貯留部としての廃棄物貯留設備２０は、制御部２１、通信部２２、撮像部２３、センサ部２４、把持部２５、および貯留ピット２６を備える。貯留ピット２６には、把持部２５が移動可能に設けられているとともに、撮像部２３およびセンサ部２４が設けられている。把持部２５は、管理装置１０の制御部１１から送信される制御信号に基づいて、制御部２１が制御する。制御部２１は、制御部１１から送信される制御信号に基づいて、撮像部２３およびセンサ部２４を制御してもよい。なお、管理装置１０の制御部１１が、撮像部２３、センサ部２４、および把持部２５を直接的に制御してもよい。

制御部２１は、具体的に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアを有するプロセッサ、およびＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの主記憶部（いずれも図示せず）を備える。制御部２１は、ＲＡＭやＲＯＭなどの主記憶部に格納された各種プログラムに従い、通信部１３，２２を通じて管理装置１０から入力された制御信号などに基づいて、撮像部２３、センサ部２４、および把持部２５を制御する。

通信部２２は、例えば、ＬＡＮインターフェースボード、有線通信のための有線通信回路、または無線通信のための無線通信回路である。ＬＡＮインターフェースボードや有線通信回路や無線通信回路は、ネットワーク２に接続される。送信部および受信部としての通信部２２は、ネットワーク２に接続して管理装置１０との間で通信を行う。

撮像部２３は、例えば撮像カメラ２３１，２３２を有する。撮像部２３は、撮像カメラ２３１、２３２によって、貯留ピット２６内の廃棄物４０、特に表面を撮像可能に構成される。なお、撮像部２３はさらに、例えば把持部２５のバケット２５３を撮像して、バケット２５３が把持した廃棄物４０を撮像可能に構成してもよい。撮像部２３は、貯留ピット２６内の廃棄物４０の状態、すなわち廃棄物４０の状態を撮像し、撮像した撮像画像データを撮像情報として、通信部２２を介して管理装置１０に送信する。撮像部２３は、撮像した廃棄物４０の撮像画像データを、撮像情報として通信部２２を介して管理装置１０に送信してもよい。

センサ部２４は、少なくとも１台の水分計２４１を含んで構成される。バケット２５３に把持された廃棄物４０の水分率を測定する把持水分率計測部としての水分計２４１は、種々の方式を採用することができる。水分計２４１の方式としては例えば、透過型マイクロ波強度方式、接触型マイクロ波強度方式、接触型静電容量方式、透過型静電容量方式、赤外線強度方式などを挙げることができる。

透過型マイクロ波強度方式は、発信したマイクロ波を廃棄物に透過させ、受信したマイクロ波の減衰率などから廃棄物の水分率を測定する方式である。透過型マイクロ波強度方式では、測定できる廃棄物４０の範囲を広く確保できるので、後述するシュート部３３６内の廃棄物４０のように水分率が不均一に分布している場合の測定に適する。

透過型マイクロ波強度方式を採用した水分計２４１は、いわゆる透過型マイクロ波強度水分計であり、マイクロ波の発信部と、受信部と、受信部に接続された水分率算定器とを有する。発信部はバケット２５３の一方の爪部に設置され、受信部はバケット２５３の他方の爪部に設置される。マイクロ波は水分に吸収される特性を有するため、発信部から出たマイクロ波は、廃棄物を透過した際に廃棄物中の水分によって減衰して受信部へ到達する。透過型マイクロ波強度水分計においては、マイクロ波の減衰率に基づいて、廃棄物４０に含まれる水分率を測定できる。

具体的には、透過型マイクロ波強度水分計は、発信部の発信マイクロ波強度に対する受信部での受信マイクロ波強度との強度比（または強度差）、すなわち発信部における発信電圧に対する受信部における受信電圧の電圧比（または電圧差）を、マイクロ波が廃棄物を透過した際の減衰率（または減衰量）として求める。水分率算定器は、マイクロ波の減衰率と廃棄物の水分率との相関関係を関係データベースとしてあらかじめ保持しており、この関係データベースを参照することにより、実際に電圧比として求められた減衰率から廃棄物の水分率を算定する。水分率算定器は制御部２１に接続され、水分率算定器によって算定した廃棄物４０の水分率が、水分計２４１の計測値として制御部２１に出力される。

接触型静電容量方式を採用した水分計２４１は、いわゆる接触型静電容量水分計であり、接触型静電容量方式の静電容量計と、該静電容量計に接続された水分率算定器とを有する。静電容量計は、バケット２５３の爪部に接触した廃棄物４０の静電容量を計測する。水分率算定器は、あらかじめ保持している廃棄物の静電容量と水分率との相関関係から、静電容量計によって計測された静電容量の計測値に対応する水分率を導出可能である。具体的に水分率算定器は、廃棄物の静電容量と廃棄物の水分率との相関関係をあらかじめ計測した関係データベースを保持しており、静電容量計から送信された廃棄物４０の静電容量の計測値を関係データベースにおける静電容量と水分率との関係に入力して、測定された廃棄物４０の水分率を水分計２４１の計測値として出力する。水分率算定器は制御部２１に接続され、水分率算定器によって算定した廃棄物４０の水分率が、水分計２４１の計測値として制御部２１に出力される。

本実施形態において水分計２４１は、例えば静電容量を計測する静電容量計（図示せず）を含む。静電容量計は、バケット２５３が把持した廃棄物４０に接触する例えば電極などの検出要素を有する。バケット２５３の開閉自在な爪部には水分計２４１が設けられているが、少なくとも検出要素が設けられていればよく、この場合には水分計２４１はバケット２５３とは別体に設けられている。

センサ部２４は、複数、例えばＬｉＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）などの測距センサを含んでいても良い。なお、センサ部２４は、測距センサ以外にも、例えばレーザセンサや赤外線センサ、またはこれらのセンサを組み合わせたセンサなどを有していても良い。ここで、測距センサは、設置位置から廃棄物４０の表層までの距離を計測可能であり、貯留ピット２６の水平面に沿った２次元的な位置情報（ｘ，ｙ）に関連付けて、廃棄物４０までの距離を計測できる。センサ部２４は、通信部２２を介して計測した距離を管理装置１０に送信する。

貯留ピット２６は、廃棄物４０を一時的に貯留可能なピットである。貯留ピット２６内の廃棄物４０は、把持部２５によって把持されて、廃棄物焼却設備３０の焼却炉３３に供給され、焼却される。

把持部２５は、貯留ピット２６に貯留されている廃棄物４０を把持して移動させる。開閉部としてのバケット２５３は、廃棄物４０を把持できる。移動部としてのクレーン２５２は、バケット２５３を連結して移動可能に構成される。クレーン２５２には、荷重計２５１が設けられている。荷重計２５１は、バケット２５３が把持した廃棄物４０の重量を計測可能に構成される。荷重計２５１が計測した廃棄物４０の重量のデータ（荷重データ）は、通信部２２を介して管理装置１０に送信される。

貯留ピット２６の上方に設けられたクレーン２５２の貯留ピット２６における水平面の２次元（ｘ，ｙ）での作業動作に関するパラメータは、把持部２５から制御部２１および通信部２２を介して、管理装置１０に逐次送信される。クレーン２５２の２次元（ｘ，ｙ）での作業動作に関するパラメータとしては、現在位置、移動経路、移動範囲、および移動速度などを挙げることができるが限定されない。同様に、バケット２５３の３次元（ｘ，ｙ，ｚ）の作業動作に関するパラメータは、把持部２５から制御部２１および通信部２２を介して、管理装置１０に逐次送信される。バケット２５３の３次元（ｘ，ｙ，ｚ）の作業動作に関するパラメータとしては、現在位置、開時間、閉時間、開閉回数、および開放量などを挙げることができるが限定されない。

図２に示すように、廃棄物貯留設備２０における貯留ピット２６は、焼却炉３３の外部に設けられている。貯留ピット２６の上方には把持部２５が設けられている。把持部２５を構成するクレーン２５２は、焼却炉３３の投入ホッパ３３１を備えた貯留ピット２６の上方に設けられる。クレーン２５２は、巻き上げ可能および巻き下げ可能なワイヤーロープ２５４および横行装置を備えたクラブ２５５が、クレーンガーダ２５６に沿って走行可能に配設されている。クレーン２５２は、クレーンガーダ２５６上に横行可能に配設されたクラブ２５５にワイヤーロープ２５４の巻き上げおよび巻き下げによって、所定量の廃棄物４０を把持可能なバケット２５３を昇降可能に構成されている。バケット２５３は、貯留ピット２６の上方と貯留ピット２６内との間を昇降自在に構成される。バケット２５３は、貯留ピット２６内の廃棄物４０を把持して上昇し、投入ホッパ３３１の上方位置まで横方向に移動した後、廃棄物４０を投入ホッパ３３１内に落下させて投入する。これにより、把持部２５は、廃棄物４０を貯留ピット２６内から把持して持ち上げて投入ホッパ３３１に投入可能に構成されている。

本実施形態において、バケット２５３には、上述した水分計２４１が設けられている。水分計２４１はバケット２５３ごとに少なくとも１台設けられる。水分計２４１は、バケット２５３が把持した廃棄物４０が検出要素に接することによって、廃棄物４０の静電容量を検出して水分量を計測可能となる。すなわち、静電容量計により計測された静電容量の値から、あらかじめ保有しているごみの静電容量の値と水分率の値との関係から対応する水分率を導出することで、水分計２４１により水分率を計測可能となる。なお、管理装置１０が水分計２４１によって計測された静電容量を取得して、水分率を導出しても良い。管理装置１０は、廃棄物４０の静電容量と廃棄物４０の水分率との関係をあらかじめ計測して生成した水分率関係データベースを記憶部１２に格納しておき、検出要素から送られてきた廃棄物の静電容量の計測値を、関係データベースにおける静電容量と水分率との関係と照合して廃棄物４０の水分率を導出しても良い。

（廃棄物焼却設備）
図１に示すように、ごみ焼却部としての廃棄物焼却設備３０は、燃焼制御装置（ＡＣＣ）３１、センサ部３２、および焼却炉３３を備える。燃焼制御装置３１は、あらかじめ定められた操作量基準値の設定に基づいて、それぞれの操作端の操作量として、燃焼用空気量、冷却用空気量、ごみ供給装置送り速度、および火格子送り速度などを制御する。センサ部３２は、水分率計測部としての水分計３２１を含む。センサ部３２はさらに、例えば種々の場所に設けられた各種温度計、各種圧力計、各種濃度計、および各種排ガス流量計などを有して構成される。ごみ焼却炉である焼却炉３３は、廃棄物４０を投入する廃棄物投入口（投入ホッパ３３１）、廃棄物４０の燃焼が行われる炉、およびボイラ（図示せず）などを備える。焼却炉３３の内部の状態、および焼却炉３３に関連する施設、具体的には、例えば電力を発電するための発電施設における、圧力や速度などの種々の物理量は、センサ部３２によって計測されたセンサ情報として出力される。センサ部３２から出力されたセンサ情報は、パラメータとして燃焼制御装置３１に供給される。燃焼制御装置３１は、入力されたパラメータに基づいて焼却炉３３の燃焼を制御する。

図２に示すように、本実施形態による焼却炉３３は、例えば火格子式廃棄物焼却炉などから構成される。なお、焼却炉３３は、火格子式廃棄物焼却炉に限定されず、他の形式の廃棄物焼却炉であっても良く、ガス化溶融炉なども採用可能である。焼却炉３３は、廃棄物焼却炉や廃棄物ガス化溶融炉などを含むものとする。

焼却炉３３は、火格子３３２の下方に接続して設けられた複数の空気供給系３３３から燃焼用空気が流入されて、火格子３３２の上方に形成される燃焼室３３４において火格子３３２上の廃棄物４０を焼却するように構成される。火格子３３２は、往復移動によって制御された送り速度により、燃焼室３３４内において廃棄物４０を図２中右方に向けて移動させる。火格子３３２の図２中左端の上方には、例えばプッシャーなどの給塵装置３３５が設けられている。給塵装置３３５は、廃棄物４０を火格子３３２上に送出する。給塵装置３３５の上方にはシュート部３３６が上方に延びて設けられている。シュート部３３６の上端には廃棄物投入口としての投入ホッパ３３１が設けられている。なお、空気供給系３３３における空気吹込み量、火格子３３２の送り速度、給塵装置３３５の送り出し速度は可変となっている。

本実施形態において廃棄物焼却設備３０における焼却炉３３のシュート部３３６には、シュート部３３６における焼却前の廃棄物４０の水分量を計測する水分計３２１が設けられている。水分計３２１の構成は、上述した水分計２４１と同様である。水分計３２１は、検出要素を有し、少なくとも検出要素は、シュート部３３６の側壁の内面に取り付けられている。なお、図２において水分計３２１の検出要素はシュート部３３６の高さの半分より下方の低層部域に設けられているが、半分より上方の上層部域に設けても良い。検出要素によって、シュート部３３６内に存在する、高圧で高密度の廃棄物４０の水分率を検出できる。検出された水分率は、制御部２１を介して管理装置１０に送信される。

（管理装置）
図３は、図１における管理装置１０の詳細を示す。図３に示す情報処理装置としての管理装置１０は、制御部１１、記憶部１２、通信部１３、および入出力部１４を備える。制御部１１および通信部１３はそれぞれ、物理的には上述した制御部２１および通信部２２と同様である。

記憶部１２は、ＲＡＭなどの揮発性メモリ、ＲＯＭなどの不揮発性メモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ、Hard Disk Drive）、およびリムーバブルメディアなどから選ばれた記憶媒体から構成される。なお、リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、または、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、またはＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）のようなディスク記録媒体である。また、外部から装着可能なメモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて記憶部１２を構成してもよい。

記憶部１２には、管理装置１０の動作を実行するための、オペレーティングシステム（Operating System：ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル、各種データベースなどを格納可能である。これらの各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスクなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。制御部１１は、記憶部１２に記憶されたプログラムを主記憶部の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部などを制御することで、所定の目的に合致した機能を実現できる。

記憶部１２には、水分量判定モデル１２１、種類情報１２２、堆積情報１２３、撮像情報１２４、および水分率情報１２５が格納されている。種類情報１２２、堆積情報１２３、撮像情報１２４、および水分率情報１２５はいずれも、記憶部１２にデータベースとして検索可能に格納されている。

水分量判定モデル１２１は、貯留ピット２６内の廃棄物４０を撮像した撮像部２３から取得した撮像情報１２４を入力パラメータとし、廃棄物４０の番地（ｘ，ｙ）ごとの水分率ρを表す水分情報を出力パラメータとした学習モデルから構成される。なお、学習モデルは学習済みモデルとも単にモデルとも称される。また、水分率ρは、典型的には連続的な数値であるが、不連続的な数値やランクやレベルなどであっても良い。

本実施形態において水分量判定モデル１２１は、貯留ピット２６内の廃棄物４０を撮像した撮像部２３から取得してアノテーションされた撮像情報１２４を学習用入力パラメータとする。なお、撮像情報１２４は、撮像された時刻または経過時間などの情報を含む。水分量判定モデル１２１は、シュート部３３６における水分率ρの計測値の情報（水分率情報１２５）を学習用出力パラメータとする。水分率情報１２５は、計測された時刻または経過時間などの情報を含む。すなわち、学習用入力パラメータである撮像情報１２４と、学習用出力パラメータである水分率情報１２５とは、時刻や経過時間などによって互いに同期可能な情報である。すなわち、投入ホッパ３３１に投入された廃棄物４０が水分計３２１の設置位置まで到達する時間なども水分量判定モデル１２１に組み込むことができる。水分量判定モデル１２１は、学習用入力パラメータとしての時系列に沿った撮像情報１２４と、学習用出力パラメータとしての時系列に沿った水分率情報１２５とから入出力データセットを教師データとして、教師あり学習などの機械学習により生成される。なお、機械学習は、例えば、ニューラルネットワークを用いた深層学習（ディープラーニング）などの種々の機械学習を採用できる。これにより、水分量判定モデル１２１は、撮像カメラ２３１，２３２により撮像された撮像情報１２４を入力パラメータとして入力すると、投入された廃棄物４０の番地（ｘ，ｙ）ごとの水分率ρの水分率情報１２５を出力パラメータとして出力できる。

種類情報１２２は、貯留ピット２６における廃棄物４０の種類に関する情報を含む。種類情報１２２は、例えば、塵芥収集車が貯留ピット２６に廃棄物４０を搬入した際に、搬入した廃棄物４０を１種類であると仮定して判定された種類の情報などを含むが必ずしも限定されない。種類情報１２２は、把持部２５によって廃棄物４０の積み替えが行われた後の貯留ピット２６内の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）で規定された所定位置ごとの種類の情報を含む。すなわち、種類情報１２２は、廃棄物４０の表面形状が計測された際に、廃棄物４０の表面の３次元の位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）に関連付けされて判定された廃棄物４０の種類の情報を含む。

堆積情報１２３は、貯留ピット２６に貯留されている廃棄物４０の水分率ρに関する情報を含む。なお、水分率ρは含水率や水分濃度などとも称される。堆積情報１２３は、貯留ピット２６内の２次元座標、すなわち、番地などの所定位置（ｘ，ｙ）に関連付けられた廃棄物４０の水分率ρの計測情報を含む。

堆積情報１２３は、廃棄物４０の表面の形状を表す点群データを含むマッピングデータを含んでいてもよい。また、堆積情報は、貯留ピット２６に貯留されている廃棄物４０のレベルに関する情報を含んでいてもよい。堆積情報１２３は、貯留ピット２６内の廃棄物４０の２次元座標（ｘ，ｙ）に関連付けられた高さのレベル（廃棄物レベルｚ）の計測情報を含んでいてもよい。すなわち、堆積情報は、貯留ピット２６内の廃棄物４０の３次元座標の情報を含んでいても良い。

さらに、堆積情報１２３は、判定された廃棄物４０の種類情報１２２と関連付けされて、生成される情報を含んでいても良い。すなわち、堆積情報１２３は、撮像部２３によって撮像されて種類判定部１１２によって判定された種類情報１２２が、貯留された廃棄物４０の堆積情報１２３に基づいた３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）に関連付けされて生成された３次元マップ情報を含んでも良い。これにより、制御部１１は、貯留ピット２６内に貯留された廃棄物４０の表面に限らず、表面から下層の埋もれている廃棄物４０の情報についても、堆積情報１２３として蓄積可能になる。

また、堆積情報１２３は、貯留ピット２６内の廃棄物４０を、例えば所定の直方体状、具体的には例えば５００ｍｍ四方の立方体状に分割した複数のユニットとして管理する場合に、各ユニットの容積、嵩密度、重量、および貯留日数などの履歴情報を含んでもよい。

堆積情報１２３は、貯留ピット２６における作業領域に関する作業領域情報を含んでいてもよい。作業領域情報は、搬入領域（搬入エリア）、積替領域（積替エリア）、および投入領域（投入エリア）などの領域に関する情報を含む。なお、作業領域情報は、バケット２５３などによってごみを粉砕する領域である粉砕領域（粉砕エリア）の情報を含んでいてもよい。これにより、制御部１１によって、搬入エリア、積替エリア、投入エリア、および粉砕エリアのそれぞれの堆積情報を区分けすることが可能になる。

本実施形態においては、制御部１１がロードした各種プログラムの実行によって、水分量導出部１１１、種類判定部１１２、堆積情報生成部１１３、クレーン制御部１１４、燃焼取得部１１５、および学習部１１６の機能が実行される。また、各種プログラムには、本実施形態による処理を実現可能な人工知能や学習済みモデルを実現するプログラムも含まれる。

水分量判定部としての水分量導出部１１１は、貯留ピット２６に貯留された廃棄物４０に対して領域を設定できる。具体的に例えば、バケット２５３の水平方向の大きさを基準として、貯留ピット２６の底面に平行な平面で区分けを行って番地（ｘ，ｙ）を設定できる。また、番地（ｘ，ｙ）に基づいて、搬入領域、積替領域、および投入領域などの領域を設定することも可能である。搬入領域２６１は、塵芥収集車（パッカー車）からごみが搬入される領域であり、隔壁によって区分けされている場合もある。積替領域は、貯留ピット２６に設けられたクレーン２５２によって、搬入領域から廃棄物４０の積み替えが行われる積替エリアである。投入領域は、焼却炉３３に投入される廃棄物４０が貯留される投入エリアである。

水分量導出部１１１は、撮像部２３の撮像カメラ２３１，２３２から供給される撮像情報に基づいて、廃棄物焼却設備３０のシュート部３３６における廃棄物４０の水分率ρや水分率ρの時間変化などを算出したり判定したりすることができる。すなわち、水分量導出部１１１は、記憶部１２から水分量判定モデル１２１を読み出す。水分量導出部１１１は、水分量判定モデル１２１に、入力パラメータとして撮像部２３から時系列に沿って連続的または断続的に取得した貯留ピット２６内の廃棄物４０の撮像情報１２４を入力する。水分量導出部１１１は、水分量判定モデル１２１からの出力パラメータとして、シュート部３３６の廃棄物４０における時系列に沿った水分率ρである水分率情報１２５を出力する。

なお、水分量導出部１１１は、センサ部２４の水分計２４１から供給される少なくとも１つ、好適には複数の計測値に基づいて、廃棄物貯留設備２０の貯留ピット２６内における廃棄物４０の水分率ρを算出したり判定したりしてもよい。

水分量導出部１１１は、貯留ピット２６内の廃棄物４０の水分率ρを計測可能な場合には、必要に応じて、ｘ方向に沿った所定間隔、およびｙ方向に沿った所定間隔で区画された矩形状の領域（区画）ごとに、廃棄物４０の水分率ρを導出してもよい。位置座標（ｘ，ｙ）に基づいた所定の区画ごとの水分率ρの計測値である水分率情報１２５は、記憶部１２に格納される。

種類判定部１１２は、搬入領域２６１に搬入された廃棄物４０の種類（種別ともいう）を判定する。また、種類判定部１１２は、クレーン２５２によって廃棄物４０が攪拌されたり積み替えられたりした際に、撮像カメラ２３１，２３２から供給された撮像情報に基づいて、攪拌後や積替後の廃棄物４０の種類や状態を判定する。これにより、種類判定部１１２は、種類情報１２２を生成する。種類情報１２２は、廃棄物４０の種類や状態の情報を含む。

堆積情報生成部１１３は、所定位置（ｘ，ｙ）の廃棄物４０における堆積情報を生成する。すなわち、堆積情報生成部１１３は、センサ部２４により計測された所定位置（ｘ，ｙ）までの距離に基づいて、廃棄物４０の高さ（廃棄物レベルｚ）を導出できる。すなわち、堆積情報生成部１１３は、貯留ピット２６内の廃棄物４０の少なくとも表面を３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）でマッピングすることができる。これにより、堆積情報生成部１１３は、廃棄物４０の表面の形状を即時的または断続的に導出でき、廃棄物４０の表面形状をマッピングした点群データを含む堆積情報１２３を生成できる。堆積情報１２３は、廃棄物４０の表面形状の３次元マッピング情報を含む。

具体的に、センサ部２４が例えばＬｉＤＡＲを含む場合、使用される電磁波は、典型的には近赤外線や赤外線などである。これにより、カメラなどは暗所においては撮像困難であるが、ＬｉＤＡＲであれば、暗所であっても、距離の測定が可能になる。また、ＬｉＤＡＲによって検出可能な物体の寸法は波長以上の大きさのものである。ＬｉＤＡＲから出射される電磁波は、光束の密度が高く、コヒーレンスが高く、波長が極めて短いため、小さな物体に照射しても反射されやすい。そのため、ＬｉＤＡＲは、廃棄物４０に向けて電磁波を出射し、電磁波を出射した時点から廃棄物４０によって反射された電磁波を受信する時点までの時間を計測しやすくなる。これにより、ＬｉＤＡＲは、貯留ピット２６に貯留される廃棄物４０の表面や表層までの距離を、精度良く容易に計測できる。また、ＬｉＤＡＲなどによって距離を計測していることにより、時間応答性をｍｓｅｃオーダーにすることができるので、測定間隔を短縮でき、ほぼ連続的に、ＬｉＤＡＲから廃棄物４０までの距離を計測できる。

また、貯留ピット２６内をバケット２５３が移動しているときには、ＬｉＤＡＲなどの測距センサが１台であると、ＬｉＤＡＲのうちの一方の電磁波が、バケット２５３に遮られて所定位置の廃棄物４０に照射されない可能性がある。この場合、センサ部２４として複数台の測距センサ、すなわち複数台のＬｉＤＡＲを備えることによって、ＬｉＤＡＲの少なくとも１台から出射された電磁波が、バケット２５３に遮断されずに廃棄物４０に照射できる可能性を確保できる。そのため、バケット２５３が貯留ピット２６内を移動しているときにも、複数台のＬｉＤＡＲのうちの少なくとも１つから、廃棄物４０までの距離を計測できるので、測距センサを１台のみ使用する場合に比して、所定位置の水分率ρを測定できる可能性が向上する。すなわち、バケット２５３の移動中であっても、貯留ピット２６内における廃棄物４０の高さを、センサ部２４によって即時的により高い確率で測定することが可能となる。

以上のように、複数台のＬｉＤＡＲのうちの少なくとも１台によって廃棄物４０の上層を測定できる。すなわち、図２に示すように、２台のＬｉＤＡＲ（センサ部２４）をそれぞれ、撮像カメラ２３１，２３２の近傍に設ける場合を考える。この場合、撮像カメラ２３１近傍のＬｉＤＡＲから所定位置Ｐ（ｘ，ｙ）までの距離ｌ₁と水平とのなす角度θ₁とによって、所定位置Ｐ（ｘ，ｙ）における廃棄物レベルｚを特定できる。同様に、撮像カメラ２３２近傍のＬｉＤＡＲから所定位置Ｐ（ｘ，ｙ）までの距離ｌ₂と水平とのなす角度θ₂とによって、所定位置Ｐ（ｘ，ｙ）における廃棄物レベルｚを特定できる。２つのＬｉＤＡＲによって廃棄物レベルｚを導出することにより、貯留ピット２６内の廃棄物４０において全ての番地（ｘ，ｙ）に亘って廃棄物レベルｚを計測できる。なお、ＬｉＤＡＲ以外にも、バケット２５３のクレーンロープ長を用いて、所定位置（ｘ，ｙ）の廃棄物４０の廃棄物レベルｚの情報を蓄積して廃棄物４０の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）に対応した堆積情報を導出することも可能である。廃棄物レベルｚの導出方法については、必ずしも上述した方法に限定されず種々の方法を採用することができる。

堆積情報生成部１１３は、種類判定部１１２によって判定されて得られた廃棄物４０の種類情報１２２を、センサ部２４による計測に基づいて得られる所定位置の廃棄物４０の堆積情報１２３に基づいて、３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）に関連付けする。これにより、廃棄物４０の３次元マップを連続して継続的に生成できる。生成された堆積情報１２３は、記憶部１２に格納される。なお、堆積情報生成部１１３による堆積情報の生成は、連続的であっても、所定時間間隔ごとに不連続で断続的であっても良い。

把持部制御部としてのクレーン制御部１１４は、クレーン２５２を３軸駆動させてバケット２５３によって所望の位置の廃棄物４０を把持する指示信号や、把持した廃棄物４０をばら撒いたりする指示信号を出力して、制御部２１に送信する。制御部２１は、受信した指示信号に基づいて把持部２５のクレーン２５２およびバケット２５３を制御する。なお、クレーン制御部１１４によって直接的にクレーン２５２を制御してもよい。クレーン制御部１１４は、取得した堆積情報１２３および水分率情報１２５に基づいて、積替を行うことが可能である。

燃焼状態取得部としての燃焼取得部１１５は、廃棄物焼却設備３０のセンサ部３２から、焼却炉３３の内部における廃棄物４０の燃焼状態を取得する。燃焼状態としては、操業中の焼却炉３３から内部の燃焼状態量として、例えば各種温度計、各種濃度計、および排ガス流量計などによる計測値や廃棄物４０の切出量などの燃焼プロセス測定値などを挙げることができる。燃焼状態としてはこれらの状態量に限定されず、焼却炉３３内のその他の状態量を採用することも可能である。燃焼取得部１１５は、取得した燃焼状態量を含む燃焼情報１２６を記憶部１２に格納する。燃焼情報１２６は、計測された時刻または経過時間などの情報を含む。

また、学習手段としての学習部１１６は、撮像した貯留ピット２６内の廃棄物４０の画像情報を学習用入力パラメータとし、取得した画像情報に対して設定された水分量を学習用出力パラメータとした機械学習により水分量判定モデル１２１を導出できる。生成された水分量判定モデル１２１は、機械学習を行ったコンピュータから学習部１１６に供給され、記憶部１２に格納される。

次に、貯留ピット２６について説明する。図４は、本実施形態による貯留ピット２６の水平面に沿った上方からの平面図である。図４に示す例においては、例えばバケット２５３の水平方向の大きさを基準として、貯留ピット２６の底面に平行な平面が区分けされて番地（ｘ，ｙ）が設定されている。なお、貯留ピット２６内の区分けについては種々の区分けの方法を採用することができる。さらに、番地（ｘ，ｙ）については、バケット２５３の大きさを基準にした場合、変数ｘ，ｙはともに離散的になるが、連続的に設定してもよい。

塵芥収集車から貯留ピット２６への廃棄物４０の投入は、貯留ピット２６に配設された搬入扉を開いた後、搬入領域２６１に向けて行われる。搬入扉は例えば開閉式であって、貯留ピット２６の側壁に沿って所定間隔ごとに複数配設されている。廃棄物処理施設３の廃棄物貯留設備２０に搬入される廃棄物４０は、いずれかの搬入扉を通じて貯留ピット２６内に投入される。貯留ピット２６内における廃棄物４０の積み替え、攪拌、および投入ホッパ３３１への投入は、クレーン２５２の３軸駆動によって行われる。

貯留ピット２６の例えば上部の腰壁付近には、撮像部２３としての撮像カメラ２３１，２３２が少なくとも１台、好適には複数台配設されている。複数台のカメラを設置する場合、カメラの死角の発生を抑制するために、死角となる部分が生じる可能性が低い位置、例えば廃棄物４０の搬入領域２６１の側に設置することが好ましい。図４においては、２台の撮像カメラ２３１，２３２が設けられている。撮像カメラ２３１，２３２は、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどの撮影カメラを有して構成されるが、必ずしもこれらに限定されない。撮像カメラ２３１，２３２は、廃棄物４０の種類により変化する廃棄物４０の色調を識別可能に構成される。

撮像カメラ２３１，２３２は例えば、貯留ピット２６の内側壁の上部で、貯留ピット２６内の廃棄物４０を撮影可能な壁に設置してもよい。撮像カメラ２３１，２３２は、１台でも良く、３台以上設置することも可能である。撮像部２３は、廃棄物４０の種類を検知可能であれば、種々の装置を使用できる。また、上述したセンサ部２４に含まれるＬｉＤＡＲは、撮像カメラ２３１，２３２の近傍に設けることが可能である。

入出力部１４は、例えばタッチパネルディスプレイやスピーカマイクロホンなどから構成することができる。入力手段としての入出力部１４は、例えば廃棄物貯留設備２０に設置された撮像部２３やセンサ部２４から、通信部２２を通じて送信された各種情報を入力して、制御部１１に出力するインターフェースを含む。なお、撮像部２３やセンサ部２４から入出力部１４への情報の送信は、有線通信を用いても無線通信を用いてもよい。また、入出力部１４は、キーボードや入力用のボタン、レバーや、液晶などのディスプレイに重畳して設けられる手入力のためのタッチパネル、または音声認識のためのマイクロホンなどの、ユーザインターフェースを含む。作業者などが入出力部１４を操作することによって、制御部１１に所定の情報を入力可能に構成される。出力手段としての入出力部１４は、制御部１１による制御に従って、ディスプレイモニタに廃棄物貯留設備２０の貯留ピット２６内の画像などを表示したり、タッチパネルディスプレイの画面上に文字や図形などを表示したり、スピーカから音声を出力したりする。すなわち、入出力部１４は、所定の情報を外部に報知可能に構成される。なお、入出力部１４における入力部および出力部を別体に構成しても良い。

（焼却管理システムの運転方法）
次に、本実施形態による廃棄物処理施設３を含む焼却管理システム１の運転方法について説明する。図５は、管理装置１０によって制御される焼却管理システムの廃棄物貯留設備２０の運転方法を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明において、それぞれの構成要素間での情報の送受信は通信部１３，２２およびネットワーク２を介して行われるが、この点についての都度の説明は省略する。

図５に示すように、まず、ステップＳＴ１において管理装置１０の制御部１１の水分量導出部１１１は、廃棄物貯留設備２０の制御部２１を介して撮像部２３を制御することにより、貯留ピット２６内の廃棄物４０を撮像する。撮像部２３は、廃棄物４０の撮像情報１２４を生成して管理装置１０に送信する。水分量導出部１１１は、撮像部２３から供給された撮像情報１２４に基づいて、撮像された廃棄物４０の位置（ｘ，ｙ）または３次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）（以下、位置と総称する）に関連付けされた堆積情報１２３を生成して、記憶部１２に格納する。

次に、ステップＳＴ２に移行して制御部１１の種類判定部１１２は、撮像部２３から供給された撮像情報１２４に基づいて、撮像された廃棄物４０の種類や状態を判定して種類情報１２２として記憶部１２に格納する。また、堆積情報生成部１１３は、生成された種類情報１２２を廃棄物４０の位置に対応させて堆積情報１２３を生成して、記憶部１２に格納する。これにより、廃棄物４０の種類や状態を、位置（ｘ，ｙ）に対応させて区別可能になる。

続いて、ステップＳＴ３に移行して、水分計３２１が、シュート部３３６内における廃棄物４０の水分率ρの計測を行う。水分計３２１は、シュート部３３６内において、焼却炉３３に搬入される前、すなわち燃焼前の廃棄物４０の水分率を計測する。水分計３２１によるシュート部３３６内における廃棄物４０の水分率ρの計測は連続的に行うことが好ましいが、断続的に行ってもよい。水分量導出部１１１は、水分計３２１によって計測された水分率ρの計測値を取得する。

次に、ステップＳＴ４に移行して水分量導出部１１１は、取得した撮像情報１２４を入力パラメータとして水分量判定モデル１２１に入力する。水分量判定モデル１２１は、出力パラメータとして、貯留ピット２６の番地（ｘ，ｙ）ごとの水分率ρを含む水分率情報１２５を出力する。

次に、ステップＳＴ５に移行して燃焼取得部１１５は、廃棄物焼却設備３０のセンサ部３２から例えば燃焼プロセス測定値などの燃焼状態に関する測定値を取得する。燃焼取得部１１５は、燃焼情報１２６を記憶部１２に格納する。なお、上述したステップＳＴ１～ＳＴ５の処理はそれぞれ、適宜並行して行うことができ、実行の順は上述した順序に限定されない。

ステップＳＴ６に移行してクレーン制御部１１４は、記憶部１２から燃焼情報１２６を読み出して、水分基準モード（１）と燃焼基準モード（２）とのいずれかの攪拌方式を選択する。水分基準モード（１）は、貯留ピット２６内において水分率ρの分布が番地（ｘ，ｙ）ごとに略一定、略均一になるように廃棄物４０を攪拌するモードである。燃焼基準モード（２）は、焼却炉３３における燃焼状態の情報を含む燃焼情報１２６に基づいて水分率ρを調整するように、廃棄物４０を攪拌したり投入したりするモードである。

ステップＳＴ６においてクレーン制御部１１４が、燃焼情報１２６に基づいて水分基準モードを選択した場合（ステップＳＴ６：１）、ステップＳＴ７に移行する。ステップＳＴ７においてクレーン制御部１１４は、貯留ピット２６内における廃棄物４０の水分率の分布が全体に亘って略均一になるように、把持部２５におけるクレーン２５２を制御する。例えば、クレーン制御部１１４は、貯留ピット２６内の水分率ρが高い番地（ｘ，ｙ）の廃棄物４０と、水分率ρが低い他の番地（ｘ′，ｙ′）の廃棄物４０とを攪拌するように、廃棄物４０を移動させる。これにより、貯留ピット２６内の廃棄物４０の水分率ρを所定範囲に亘って、例えば全体に亘って略均一にできる。なお、水分率ρの高低に関しては、水分率ρの所定値をあらかじめ設定して、設定値以上であるか所定値未満であるかによって判定することができる。

その後、ステップＳＴ８に移行してクレーン制御部１１４は、攪拌作業が終了したか否かを判定する。クレーン制御部１１４が攪拌作業は終了したと判定した場合（ステップＳＴ７：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２に復帰する。一方、クレーン制御部１１４が攪拌作業は終了していないと判定した場合（ステップＳＴ７：Ｎｏ）、ステップＳＴ４に復帰する。

一方、ステップＳＴ６においてクレーン制御部１１４が、燃焼情報１２６に基づいて燃焼基準モードを選択した場合（ステップＳＴ６：２）、ステップＳＴ９に移行する。ステップＳＴ９においてクレーン制御部１１４は、燃焼情報１２６に基づいて焼却炉３３に供給する所望とする水分率ρを供給水分率として導出する。クレーン制御部１１４は、水分率ρが供給水分率に略一致するように、貯留ピット２６内における複数の番地から、廃棄物４０を把持する番地と放下する番地とを選択して、廃棄物を攪拌するようにクレーン２５２を制御する。

すなわち、クレーン制御部１１４は、燃焼情報１２６に基づいて、焼却炉３３内が所望の燃焼状態になる水分率ρに調整するように、把持部２５におけるクレーン２５２を制御する。この場合の水分率ρの調整は、貯留ピット２６から搬出されて少なくとも投入ホッパ３３１に投入される廃棄物４０に対して行われる。これにより、具体的に例えば、センサ部３２から取得した燃焼情報１２６において、蒸気発生量が多い場合や炉内温度が高い場合などには、クレーン制御部１１４は水分率ρが高い廃棄物４０を投入する制御を行うことができる。また、センサ部３２から取得した燃焼情報１２６において、蒸気発生量が少ない場合や炉内温度が低い場合などには、クレーン制御部１１４は水分率ρが低い廃棄物４０を投入する制御を行うことができる。

続いてステップＳＴ８に移行して、クレーン制御部１１４が攪拌作業は終了したと判定した場合（ステップＳＴ８：Ｎｏ）、ステップＳＴ２に復帰する。一方、クレーン制御部１１４が攪拌作業は終了していないと判定した場合（ステップＳＴ８：Ｎｏ）、ステップＳＴ４に復帰する。

ステップＳＴ１～ＳＴ９の処理は、廃棄物貯留設備２０の稼働中において繰り返し実行される。以上のようにして、管理装置１０による廃棄物貯留設備２０の運転が実行される。

以上説明した一実施形態においては、廃棄物４０を焼却する焼却炉３３の運転においては、廃棄物４０の燃焼カロリーが主な運転指標となる。この点、一般的な廃棄物４０の燃焼カロリーは、水分率ρの大きさと強い相間関係を有することから、水分率ρを計測することによって廃棄物４０の燃焼カロリーを精度よく推定できる。さらに、計測した水分率ρに基づいて攪拌作業を行ったり投入ホッパ３３１への廃棄物４０の投入を行ったりすることによって、水分率ρに基づいた燃焼状態の調整を実現できる。さらに、貯留ピット２６内の廃棄物４０の撮像情報１２４を学習用入力パラメータとし、シュート部３３６に設けられた水分計３２１による水分率ρの計測値および投入ホッパ３３１に投入される廃棄物４０の番地（ｘ，ｙ）を学習用出力パラメータとすることによって、水分量判定モデル１２１を生成することにより、貯留ピット２６内の番地（ｘ，ｙ）ごとの水分率ρや廃棄物４０の燃焼カロリーの推定値を導出可能となる。これにより、撮像情報１２４から判定された水分率ρや燃焼カロリーを含む水分率情報１２５に基づいて、廃棄物４０を攪拌することによって、貯留ピット２６内の廃棄物４０の攪拌をより適切に実行することができる。すなわち、貯留ピット２６内における廃棄物４０の水分率ρを、必要に応じて略均一化でき、場合によっては、焼却炉３３内の廃棄物４０の燃焼状態に基づいて、廃棄物４０の攪拌や積替を行うことができ、焼却炉３３内における燃焼状態を安定化させることが可能になる。

以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いても良く、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。

上述した一実施形態においては、水分計２４１を、静電容量接触式水分計から構成したが、マイクロ波接触式水分計や赤外線水分計などを採用することも可能である。

上述した一実施形態においては、貯留ピット２６の上部の２隅に２台の撮像カメラ２３１，２３２を設けるようにしたが、貯留ピット２６の上部の４隅に４台の撮像カメラを設けるようにしても良い。同様に、４隅に４台の測距センサを設けることも可能である。この場合、１台または２台の撮像カメラ２３１，２３２の死角となる部分が他の２台の少なくとも一方の撮像カメラによって撮像可能になるため、死角となる部分を低減できる。

上述した一実施形態においては、クレーン制御部１１４によって制御される攪拌や積替のモードとして、水分基準モード（１）と燃焼基準モード（２）とを採用したが、その他のモードを採用することも可能である。さらに、昼夜に応じて発電量が変更される場合などに対応可能とするために、発電量基準モード（３）を追加することも可能である。この場合、発電量に応じて焼却炉３３に供給する廃棄物４０の燃焼カロリーとして必要な燃焼カロリーを導出して、導出した燃焼カロリーに応じた水分率ρの廃棄物４０を焼却炉３３に供給するように攪拌を制御するようにしても良い。

また、上述した一実施形態において人工知能を用いる場合に、機械学習の一例としてニューラルネットワークを用いたディープラーニング（深層学習）を用いているが、それ以外の方法に基づく機械学習や統計的手法を行ってもよい。例えば、サポートベクターマシン、決定木、単純ベイズ、ｋ近傍法など、他の教師あり学習を用いてもよい。また、教師あり学習に代えて半教師あり学習を用いてもよい。

また、一実施形態においては、上述してきた「部」を、「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御回路に読み替えることができる。

なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」などの表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本実施の形態を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。すなわち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。本開示のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 焼却管理システム
２ ネットワーク
３ 廃棄物処理施設
１０ 管理装置
１１，２１ 制御部
１２ 記憶部
１３，２２ 通信部
１４ 入出力部
２０ 廃棄物貯留設備
２３ 撮像部
２４，３２ センサ部
２５ 把持部
２６ 貯留ピット
３０ 廃棄物焼却設備
３１ 燃焼制御装置
３３ 焼却炉
４０ 廃棄物
１１１ 水分量導出部
１１２ 種類判定部
１１３ 堆積情報生成部
１１４ クレーン制御部
１１５ 燃焼取得部
１１６ 学習部
１２１ 水分量判定モデル
１２２ 種類情報
１２３ 堆積情報
１２４ 撮像情報
１２５ 水分率情報
１２６ 燃焼情報
２３１，２３２ 撮像カメラ
２４１，３２１ 水分計
２５１ 荷重計
２５２ クレーン
２５３ バケット
２５４ ワイヤーロープ
２５５ クラブ
２５６ クレーンガーダ
２６１ 搬入領域
３３１ 投入ホッパ
３３２ 火格子
３３３ 空気供給系
３３４ 燃焼室
３３５ 給塵装置
３３６ シュート部

Claims (10)

1. 廃棄物を貯留可能に構成された貯留ピットに貯留された廃棄物、および前記貯留ピットから搬出後かつ焼却炉における焼却前の廃棄物を管理する制御部を備えた情報処理装置であって、
   前記貯留ピットに貯留された廃棄物を撮像する撮像部から取得した撮像情報を入力パラメータとして記憶する記憶部と、
   前記記憶部から読み出した前記入力パラメータを水分量判定モデルに入力し、出力パラメータとして前記貯留ピットに貯留された廃棄物における前記貯留ピット内の番地に対応した水分率を出力する制御部と、を備え、
   前記水分量判定モデルは、前記貯留ピットに貯留された廃棄物の撮像情報を学習用入力パラメータとし、前記搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習モデルである
   情報処理装置。
2. 前記制御部は、
   前記番地ごとに前記水分率を判定し、前記水分率に基づいて前記貯留ピット内における前記廃棄物の攪拌を制御する
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記制御部は、
   前記焼却炉での廃棄物の燃焼状態を示す燃焼情報を取得し、
   前記燃焼情報と導出した前記貯留ピット内の廃棄物の水分率とに基づいて、前記貯留ピット内の廃棄物を攪拌する攪拌方式を変更する制御を行う
   請求項１または２に記載の情報処理装置。
4. 前記制御部は、
   前記番地ごとに前記水分率を判定し、
   前記攪拌方式が水分基準モードであった場合、前記水分率が所定の設定値以上である番地の廃棄物と、前記水分率が所定の設定値未満である番地の廃棄物とを相互に攪拌するように、前記水分率に基づいて前記貯留ピット内における複数の番地から、前記廃棄物を把持する番地と前記廃棄物を放下する番地とを選択する
   請求項３に記載の情報処理装置。
5. 前記制御部は、
   前記番地ごとに前記水分率を判定し、
   前記攪拌方式が燃焼基準モードであった場合、前記燃焼情報に基づいて、前記焼却炉に供給する供給水分率を選択し、水分率が前記供給水分率に略一致するように、前記水分率に基づいて前記貯留ピット内における複数の番地から、前記廃棄物を把持する番地と前記廃棄物を放下する番地を選択して、廃棄物を攪拌するように制御する
   請求項３に記載の情報処理装置。
6. 廃棄物を貯留可能に構成された貯留ピットに貯留された廃棄物、および前記貯留ピットから搬出後かつ焼却炉における焼却前の廃棄物を管理する制御部が実行する情報処理方法であって、
   前記貯留ピットに貯留された廃棄物を撮像する撮像部から取得した撮像情報を入力パラメータとして記憶部に記憶させ、
   前記記憶部から読み出した前記入力パラメータを水分量判定モデルに入力し、出力パラメータとして前記貯留ピットに貯留された廃棄物における前記貯留ピット内の番地に対応した水分率を出力し、
   前記水分量判定モデルは、前記貯留ピットに貯留された廃棄物の撮像情報を学習用入力パラメータとし、前記搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習モデルである
   情報処理方法。
7. 廃棄物を貯留可能に構成された貯留ピットに貯留された廃棄物、および前記貯留ピットから搬出後かつ焼却炉における焼却前の廃棄物を管理する制御部を備えた情報処理装置の前記制御部に、
   水分量判定モデルとして、前記貯留ピットに貯留された廃棄物の撮像情報を学習用入力パラメータとし、前記搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によって生成して、記憶部に記憶させ、
   前記貯留ピットに貯留された廃棄物を撮像する撮像部から取得した撮像情報を入力パラメータとして前記記憶部に記憶させ、
   前記記憶部から読み出した前記入力パラメータを前記記憶部へ読み出した前記水分量判定モデルに入力し、出力パラメータとして前記貯留ピットに貯留された廃棄物における前記貯留ピット内の番地に対応した水分率を出力する
   ことを実行させるプログラム。
8. 請求項１～５のいずれか１項に記載の情報処理装置と、
   廃棄物を貯留する貯留ピットと、
   前記貯留ピットに貯留された廃棄物を撮像可能な撮像部と、
   前記情報処理装置の制御によって、前記廃棄物を把持および放下によって攪拌可能な把持部と、
   前記搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を計測可能な水分率計測部と、を備える
   焼却管理システム。
9. 前記搬出後の廃棄物を焼却可能な焼却炉をさらに備える
   請求項８に記載の焼却管理システム。
10. 廃棄物を貯留可能に構成されているとともに、前記廃棄物を撮像可能な撮像部を備えた貯留ピットと、
    前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物、および前記貯留ピットから搬出後かつ焼却炉における焼却前の廃棄物を管理し、前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物を把持および放下によって移動させる把持部を制御する制御部と、前記撮像部から取得した前記貯留ピット内の廃棄物の撮像情報を記憶する記憶部と、を有する情報処理装置と、
    前記搬出後の廃棄物を焼却可能な焼却炉と、
    を備えた焼却管理システムの運転方法であって、
    前記制御部が、
    前記記憶部から読み出した前記撮像情報を入力パラメータとして水分量判定モデルに入力し、出力パラメータとして前記貯留ピットに貯留された廃棄物における前記貯留ピット内の番地に対応した水分率を出力し、
    前記焼却炉から廃棄物の燃焼状態を示す燃焼情報を取得し、
    前記燃焼情報と導出した前記貯留ピット内の廃棄物の水分率とに基づいて、前記貯留ピット内の廃棄物を攪拌する攪拌方式を変更する制御を行い、
    前記水分量判定モデルは、前記貯留ピットに貯留された廃棄物の撮像情報を学習用入力パラメータとし、前記搬出後かつ焼却前の廃棄物の水分率を学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習モデルである
    焼却管理システムの運転方法。

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