JP6438407B2 - スマート廃棄物収集システム及び方法 - Google Patents
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Description
(i)担当の廃棄物運搬業者による廃棄物収集量が最大化されるように経路の計画及びスケジューリングを行うこと、
(ii)廃棄物収集の遅延により、例えば廃棄物が廃棄物容器から溢れ、安全上及び/又は健康上の被害を招く可能性が生じたことに対する市当局からの罰金などの制裁を回避すること、
(iii)顧客廃棄物の発生に関して、例えば廃棄物容器の毎日の使用状況に基づくパターン、又は顧客が食品及び飲料製品などの資源を消費する量が増加する祝日及び週末のパターンを予測すること、
(iv)廃棄物収集車両における燃料使用量の低減、廃棄物収集設備の使用量の低減、廃棄物収集間隔の最適化などにより、資源ひいては資金を節約し、かつ廃棄物収集プロセスが環境に及ぼす影響を低減すること。例えば、廃棄物で満杯になっていない廃棄物容器を空にするために、廃棄物収集車両が所定の収集所まで移動することは、非常に効率が悪い。廃棄物収集における資源の使用量が低下するように、廃棄物収集の効率を改善することが望ましい。
1つ以上の廃棄物容器から廃棄物を収集するために1つ以上の車両の1以上の事業者によって提示される複数の入札価格を受け付ける複数の作業依頼を計算するための1つ以上の信号を生成し、
1つ以上の車両の1つ以上の車両状態を検知するために1つ以上の信号を1つ以上の車両の1以上の事業者から受信し、
廃棄物容器のうちの1つ以上から廃棄物を収集するために1つ以上の車両の1以上の事業者によって提示された複数の入札価格から最低入札価格を選択し、
前記最低入札価格の選択について1つ以上の車両の1以上の事業者に通知し、
前記廃棄物容器のうちの1つ以上から廃棄物が収集されるまで作業依頼を追跡する。
(a)1つ以上の信号をセンサ機構から受信するようにサーバシステムを動作させるステップ。
(b)1つ以上の廃棄物収集車両が1つ以上の廃棄物容器から廃棄物を収集するための最適ストラテジを1つ以上の信号から計算するステップ。
(d) 廃棄物が健康被害を招き得る発酵及び/又は生分解状態にあるかどうかを特定するように、1つ以上の容器の1つ以上のセンサ機構を動作させるステップ。
(e) 対応する情報を特定し、廃棄物収集システムを制御するサーバシステムに送信するステップ。
(f) 温度センサ及びメタンセンサの組み合わせを含むように1つ以上のセンサ機構を構成し、廃棄物の発酵及び/又は生分解レベルを測定するステップ。
(i) 固体メタンセンサ。
(ii) 電気化学ガス濃度センサ。
(iii)パルス熱線ペリスタセンサ。
(iv) 赤外線吸収センサ、例えば、1つ以上の赤外線活性ガス濃度の測定を可能にする、MEMSチューナブル放射フィルタに基づくもの。実施形態によっては、センサの能動電子部品は容器の外部に配置され、センサの光学ガス吸収部品は容器20内に実装される。
(i) 容器20内の温度
(ii) 容器20内におけるガスの生成
(iii) 容器20内の圧力
(iv) 容器20内の中身の色
(v) 容器20内の中身の密度
ただし、監視する要素はこれらに限定されない。容器20内で発生する分解プロセスは、水素、メタン及び他の炭化水素ガスなどのガスを生成し、これらのガスは、環境内の様々な好ましくない問題、並びに健康上の問題、好ましくない臭い、爆発の危険性、及び容器20の配置場所によっては虫及び動物の誘引などを引き起こす可能性がある。容器20の中身、任意のガスの生成、又は条件の変化を監視及び測定することにより、例えば、嫌気性消化プロセスを通じてバイオガス生産等のために廃棄物を収集する場合などにおいて利用される方法を有益に変更することが可能になる。このようなバイオガス生成は、容器20の周囲、例えばレストランの構内、キッチン、及び庭の悪臭、並びに空気質の低下も招く。更に、このようなバイオガス生成は、容器20からの十分な換気が欠如した場合、ガスの膨張により、容器20の構造を変形させる可能性がある。更に、このようなバイオガス生成は、火災の原因となるだけでなく、容器20内の物質の質にも影響を及ぼす(例えば、物質が重度に発酵し始め、その物質をバイオガス生産の嫌気性消化施設内で効率的に用いることができない場合)。
(i) メタン濃度、
(ii) 二酸化炭素濃度、
(iii) 一酸化炭素濃度 及び発酵中に生成されたその他炭化水素ガス。
[式1]
ここで、
m= 1〜nの範囲の指数
q= 因子の種類を表す指数
f= 収集コスト関数
F= 1〜mの範囲における容器Kの収集にかかる合計コストの合計。
[式2]
ここで、
m= 1〜nの範囲の指数
q= 因子の種類を表す指数
g= 廃棄物価値関数
G= 1〜mの範囲における容器Kの収集から得られる価値の合計。
(i) 充填率が80%を超えた容器20
(ii) 運搬業者にとっての物質価値
(iii) 間接的な運転コスト(集積所と投棄場との間)
(iv) 顧客固有の容器の収集に関する正確な運転コスト/負担分
例えば、顧客にもたらされる利益の一実施形態が、末尾の付録Aに示されている。
本付録では、1つ以上の容器の収集に関する入札プロセスを概略的に示す図4を参照して、3日以内に収集を実施する必要がある容器20に関する入札プロセスの例を提供する。
顧客1(C1)は2つの場所を有し、顧客C4は3つの場所を有し、顧客C8は2つの場所を有するため、合計7つの場所にある容器20から、3日以内に廃棄物を収集する必要がある。
エネボ・ワン・コレクト(商標)(Enevo One CollectTM)システムには、前述の場所に関する以下の情報が提供される。
1. 容器が間もなく満杯になる(例えば、容量の90%まで充填されている)ことに関する正確な予測
2. 容器の種類に関する情報
3. それぞれの場所にある容器の量に関する情報
4. 廃棄物成分の種類に関する情報
5. 1つ以上の容器20内の全ての廃棄物の体積及び重さに関する正確な予測
6. 図4ではVnとして示されている廃棄物の価値(1トン当たりの価格)
7. それぞれの容器20の空間位置
8. それぞれの場所の間の距離
次に、エネボ・ワン・コレクト(商標)(Enevo One CollectTM)システムは、前述の8つのパラメータに基づいて作業依頼を生成した後、その依頼を、廃棄物収集サービス提供者の候補となる業者が作業を落札するために入札することができる公開プールに投稿する。作業依頼は、限られた時間だけ入札を受け付けるように公開され、例えば以下の情報を含む。
1. 全ての場所に対してサービスを提供し、かつその場所にある満杯になった全ての容器の収集を実施するために最適化された経路の合計距離に関する推定値
2. 廃棄物の価値(すなわち仲介価格)、量(体積及び重さ)に関する推定値
3. 作業に要する時間に関する推定値(例えば、場所間の運転時間、容器の種類に基づく収集時間、場所における準備時間、並びに経路の入口及び集積所の運転時間に基づいて計算される)
4. 作業に必要又は好適なトラックの種類
5. 廃棄物成分の種類
6. 容器の種類に関する情報
例:
廃棄物/再資源化収集会社(すなわち運搬業者)は、エネボ・ワン・コレクト(商標)(Enevo One CollectTM)システムにアクセスし、公開されている全ての作業依頼及びそれらの現在の入札状態を監視することができる。運搬業者は、自社の収集車両(すなわちトラック)に関する情報を予め入力する。以下の情報が入力される。
1. トラックの種類(フロントローダ、リアローダ、サイドローダ、クレーンなど)
2. トラックの容量
3. 好適な廃棄物成分
4. 運搬業者が対応可能な割当作業時間の種類(2時間、4時間又は8時間の作業)
5. サービス提供可能な地域の地理的情報(ジオフェンス)
6. 稼働可能状況(時間/日付)
次に、運搬業者は、予め入力された車両情報に基づく全ての好適な作業依頼を監視することができる。好適な作業依頼が入札可能である場合、運搬業者はシステムに入札価格を入力することができる。運搬業者が作業に関する実際の情報を入手した後、エネボ(Enevo)システムは、所定のパラメータに基づく潜在的なコスト/利益を正確に計算すべく動作する。
エネボ・ワン・コレクト(商標)(Enevo One CollectTM)システムは、入札プロセスを処理し、作業依頼に対する最低入札価格を選択する。図4ではEnとして示されている、契約を落札した運搬業者が作業を受注する。運搬業者は通知を受け、運搬業者のトラック(すなわち、この作業に好適なもの)の稼働可能状況が、落札した作業依頼で要求されている時間/日付に対して確保される。
その後、エネボ・ワン・コレクト(商標)(Enevo One CollectTM)システムは、運搬業者のトラックが作業を実施するための最適な経路を計算する。経路情報は、トラックの配置場所に関して予め入力されたデータに基づいて計算される。この経路の最適化は、効率的な作業の実施のために考慮する必要がある、重要なパラメータの1つである。
エネボ・ワン・コレクト(商標)(Enevo One CollectTM)システムは、それぞれの作業依頼を追尾し、作業が完了することについて追跡し続ける。この追跡は、運搬業者に提供された経路計算結果に基づいて実施され、タイミング、それぞれの容器を空にするイベント、及び容器の収集を実施した後の充填レベルが監視される。これにより、廃棄物を出す顧客に対して、作業が実施されたことを保証できる。
作業依頼に関連する容器を所有する廃棄物を出す顧客間において落札料金が分担される。この料金は、エネボ・ワン・コレクト(商標)(Enevo One CollectTM)ウェブシステムによって計算され、電子的に(例えば、クレジットカード又はペイパル(PayPal)を介して)請求される。
料金は以下のパラメータの和に基づいて計算される。
1. 作業依頼に対する運搬業者の間接的な運転距離の合計を、特定の顧客の容器の収集を実施する際に運転する必要があったキロメートル数の総和で除算したもの
2. 顧客の容器の収集を実施する際に運転する必要があったキロメートル数の総和
3. 特定の顧客の容器を空にするのにかかった時間(例えば、240リットルの車輪付き大型ゴミ箱を空にするのには約15秒かかり、8立方ヤードのダンプスターを空にするのには60秒かかる)
4. 特定の顧客の容器から収集された総量(すなわち体積及び重さ)
5. 物質価値により控除される分
廃棄物を出す顧客から徴収された落札料金は、廃棄物収集会社の口座に入金される。料金を運搬業者に入金する前に、エネボ・ワン・コレクト(商標)(Enevo One CollectTM)システムは、請求されたそれぞれの作業依頼に対して委託/仲介手数料を差し引く。収集に関する入札においては、労働コスト、運転コスト、準備時間、容器の中身のエネルギー容量、市場指数、容器の中身の価値のうちの少なくとも1つが考慮される。
代替実施形態では、容器の入札プロセスが、穀物、牛乳、水、油、砂、砂利、又は他の物質若しくは液体などの中身で充填される必要がある容器又は貯蔵手段に適用されるように、逆に適用されてもよい。この場合、トラック又はローリーが集積所又は貯蔵施設への製品の配送を完了させる作業に対して入札が実施される。したがって、そのような貯蔵手段の監視は、例えば、容器が空になる時点又は間もなく空になる時点を示すように設定されるだろう。
Claims (15)
- 廃棄物(50)を収容する1つ以上の廃棄物容器(20)と、前記1つ以上の廃棄物容器(20)の廃棄物の状態を検知するために前記1つ以上の廃棄物容器(20)上に設けられた1つ以上のセンサ機構(30、40)から、無線通信ネットワーク(70)を介して1つ以上の信号を受信するサーバシステム(100)と、を含む、廃棄物収集システム(10)であって、
前記サーバシステム(100)が、前記1つ以上の信号を受信したことに応じて、1つ以上の廃棄物収集車両(150)が前記1つ以上の廃棄物容器(20)から廃棄物を収集するための経路を計算すべく動作可能であり、
前記1つ以上の廃棄物容器(20)の前記センサ機構(30、40)がそれぞれ、対応する廃棄物容器(20)内の廃棄物の体積を特定する廃棄物状態センサ機構と、前記対応する廃棄物容器(20)の空間位置を特定する空間位置特定センサとを含み、
前記センサ機構(30、40)が、前記センサ機構(30、40)に関連付けられた前記廃棄物容器(20)の廃棄物収集を実施してそこから廃棄物(50)を収集する必要があることを利用者が前記サーバシステム(100)に伝達することを可能にする利用者作動式入力センサを含み、
前記サーバシステム(100)が、前記1つ以上の廃棄物容器(20)に影響を及ぼすパラメータ(A)によって定義された多次元探索空間を探索して前記経路を決定するためにモンテカルロシミュレーションを用いるように構成され、
前記パラメータ(A)は、前記空間位置、前記廃棄物の性質、前記廃棄物の状態、前記廃棄物容器の充填率、前記廃棄物の収集日、前記廃棄物容器へのアクセスの容易さ、前記性質に関する罰則、交通条件、の少なくともいずれかを含む、
廃棄物収集システム(10)。 - 前記1つ以上の廃棄物容器(20)の前記1つ以上のセンサ機構(30、40)が、前記廃棄物(50)が健康被害を招き得る発酵状態にあるか否かを特定し、かつ対応する情報を特定して、前記廃棄物収集システム(10)を制御するサーバシステム(100)に送信するように構成されており、前記1つ以上のセンサ機構が、前記廃棄物(50)の発酵及び/又は生分解レベルを測定する温度センサ及びメタンセンサの組み合わせを含むことを特徴とする、請求項1に記載の廃棄物収集システム(10)。
- 前記1つ以上の廃棄物容器(20)から前記廃棄物(50)を収集している間に前記経路を実質的にリアルタイムで動的に修正するために、前記1つ以上の車両(150)の空間位置及びそれらの廃棄物収容状態を実質的にリアルタイムで検知する車両センサ機構が、前記1つ以上の廃棄物収集車両(150)に提供されることを特徴とする、請求項2に記載の廃棄物収集システム(10)。
- 前記サーバシステム(100)が、前記1つ以上の車両(150)の1以上の事業者による、前記廃棄物容器(20)のうちの1つ以上から廃棄物(50)を収集するための競争入札を可能にする利用者ポータルを含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の廃棄物収集システム(10)。
- 前記サーバシステム(100)が、
前記廃棄物容器(20)のうちの1つ以上から廃棄物(50)を収集するために前記1つ以上の車両(150)の1以上の事業者から提示された複数の入札価格を受け付ける複数の作業依頼を計算するための1つ以上の信号を生成し、
前記1つ以上の車両(150)の1つ以上の車両状態を検知するために1つ以上の信号を前記1つ以上の車両(150)の前記1つ以上のオペレータから受信し、
前記廃棄物容器(20)のうちの1つ以上から廃棄物(50)を収集するために前記1つ以上の車両(150)の前記1つ以上のオペレータから提示された前記複数の入札価格から最低入札価格を選択し、
前記最低入札価格の選択について前記1つ以上の車両(150)の前記1以上の事業者に通知し、
前記廃棄物容器(20)のうちの1つ以上からの廃棄物(50)の収集時まで前記作業依頼を追跡するように構成されることを特徴とする、請求項4に記載の廃棄物収集システム(10)。 - 1つ以上の信号を用いて複数の作業依頼が計算され、前記複数の作業依頼が、廃棄物容器の前記廃棄物状態センサ機構(30、40)及び前記空間位置特定センサから提供された信号、並びに車両の種類及び状態に基づくことを特徴とする、請求項5に記載の廃棄物収集システム(10)
- 前記システム(100)が前記1つ以上の車両(150)の前記1以上の事業者の車両状態を受信するように構成されており、前記車両状態が前記1つ以上の車両(150)の1以上の事業者によって予め入力されることを特徴とする、請求項5又は6に記載の廃棄物収集システム(10)。
- 請求項1から7のいずれかに記載の廃棄物収集システム(10)で用いる廃棄物容器(20)であって、前記廃棄物容器(20)の廃棄物の状態を特定し、かつ対応する情報を、前記廃棄物収集システム(10)を制御するサーバシステム(100)に送信するためのセンサ機構(30、40)を備え、
前記1つ以上の廃棄物容器(20)の前記センサ機構(30、40)がそれぞれ、対応する廃棄物容器(20)内の廃棄物の体積を特定する廃棄物状態センサ機構と、前記対応する廃棄物容器(20)の空間位置を特定する空間位置特定センサとを含み、
前記センサ機構(30、40)が、前記センサ機構(30、40)に関連付けられた前記廃棄物容器(20)の廃棄物収集を実施してそこから廃棄物(50)を収集する必要があることを利用者が前記サーバシステム(100)に伝達することを可能にする利用者作動式入力センサを含む、
ことを特徴とする、廃棄物容器(20)。 - 廃棄物(50)を収容する1つ以上の廃棄物容器(20)と、前記1つ以上の廃棄物容器(20)の廃棄物の状態を検知するために前記1つ以上の廃棄物容器(20)上に設けられたセンサ機構(30、40)から、無線通信ネットワーク(70)を介して1つ以上の信号を受信するサーバシステム(100)と、を含む廃棄物収集システム(10)を動作させる方法であって、
前記1つ以上の信号を前記センサ機構(30、40)から受信するように前記サーバシステム(100)を動作させることと、
1つ以上の廃棄物収集車両(150)が前記1つ以上の廃棄物容器(20)から廃棄物を収集するための経路を前記1つ以上の信号から計算することと、
前記1つ以上の廃棄物容器(20)の前記センサ機構(30、40)のそれぞれに、対応する廃棄物容器(20)内の廃棄物の体積を特定する廃棄物状態センサ機構と、前記対応する廃棄物容器(20)の空間位置を特定する空間位置特定センサとを組み込むことと、
前記センサ機構(30、40)に関連付けられた前記廃棄物容器(20)の廃棄物収集を実施してそこから廃棄物(50)を収集する必要があることを利用者が前記サーバシステム(100)に伝達することを可能にする利用者作動式入力センサを含むように前記センサ機構(30、40)を構成することと、
前記1つ以上の廃棄物容器(20)に影響を及ぼすパラメータ(A)によって定義された多次元探索空間を探索して前記経路を決定するためにモンテカルロシミュレーションを用いるように前記サーバシステム(100)を動作させることと、
を含み、ここで前記パラメータ(A)は、前記空間位置、前記廃棄物の性質、前記廃棄物の状態、前記廃棄物容器の充填率、前記廃棄物の収集日、前記廃棄物容器へのアクセスの容易さ、前記性質に関する罰則、交通条件、の少なくともいずれかを含む、方法。 - (d) 前記廃棄物(50)が健康被害を招き得る発酵及び/又は生分解状態にあるか否かを特定するように、前記1つ以上の廃棄物容器(20)の前記1つ以上のセンサ機構(30、40)を動作させることと、
(e) 対応する情報を特定し、前記廃棄物収集システム(10)を制御する前記サーバシステム(100)に送信することと、
(f) 温度センサ及びメタンセンサの組み合わせを含むよう前記1つ以上のセンサ機構を構成し、前記廃棄物(50)の発酵及び/又は生分解レベルを測定することと、を含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。 - 前記1つ以上の廃棄物容器(20)から前記廃棄物(50)を収集している間に前記経路を実質的にリアルタイムで動的に修正するために、前記1つ以上の車両(150)の空間位置及びそれらの廃棄物収容状態を実質的にリアルタイムで検知する車両センサ機構を、前記1つ以上の廃棄物収集車両(150)に提供することを含むことを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 前記1つ以上の車両(150)の事業者による、前記廃棄物容器(20)のうちの1つ以上から廃棄物(50)を収集するための競争入札を可能にする利用者ポータルを、前記サーバシステム(100)を介して提供することを含むことを特徴とする、請求項9〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記経路は、前記廃棄物の収集に要するコストと、前記廃棄物の再資源化値との少なくともいずれかに基づいて計算される、請求項9から12のいずれかに記載の方法。
- 前記経路は、前記廃棄物の収集に要するコストと、前記廃棄物の再資源化値との少なくともいずれかに基づいて計算される、請求項1から7のいずれかに記載の廃棄物収集システム(10)。
- 装置の処理手段で実行されると、前記装置に、請求項9〜13のいずれか一項に記載の方法を遂行させるように構成されるプログラム命令を備える、コンピュータプログラム。
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