JP6590310B2

JP6590310B2 - ごみ収集システム

Info

Publication number: JP6590310B2
Application number: JP2015152289A
Authority: JP
Inventors: 山田　祐輝; 祐輝山田; 賢治 ▲高▼橋
Original assignee: 株式会社ノエックス
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2035-07-31
Also published as: JP2017030920A

Description

本発明は、複数のごみ箱のごみの投入量を検出して、その投入量のデータを収集することでごみの蓄積量の推移データを予測し、効率的にごみを収集することができるごみ収集システムに関する。

従来、二酸化炭素排出量を抑えて地球温暖化を防ぐため、ごみの分別やリサイクル等、できるだけごみを有効に活用し、増やさない工夫がなされてきた。しかしながら、ごみが大量に出てしまう商業施設、例えば、飲食店が多いショッピングモールや娯楽施設などでは、よりごみの蓄積量を減らす工夫やごみの収集方法の工夫が必要とされている。ごみの蓄積量を減らす工夫としては、例えばごみを圧縮して、蓄積効率を上げるようなごみ箱が使用されている。また、ごみの収集方法としては、ごみがごみ箱から溢れる前に、ごみ箱を定期的に巡回して収集する方法がある。

特許文献１には、所定の地域内のごみを回収するための地域内ごみ回収システムが開示されている。具体的には、地域内の回収ステーションに設けられているごみを回収するための回収装置と、公衆回線に接続されて回収装置にごみが投入可能か否かの情報を送信するための送信手段を備えた地域内ごみ回収システムが開示されている。この発明によると、所定の地域内のごみを、コンビニエンスストアなどの回収ステーションで容易に回収および処理を行なうことができるとされている。

また、特許文献２には、ごみの種類を分別できるように、ごみを種類毎に貯蔵する２つ以上の分別ごみ投入容器と、容器中のごみを圧縮する圧縮装置と、ごみの重量を計測する重量計測装置と、ごみの重量のデータを、電気通信回線を介して送信できるデータ通信装置を含む分別ごみ収集装置と、それを用いた集積システムが開示されている。この発明によると、地域内のごみのリサイクル率の向上と、その管理費用の削減が可能であるとされている。

特開２００２−２７９０５５号公報特開２００４−００１９９１号公報

特許文献１に開示されている回収システムは、ごみの回収限界量を超えたことを検知するための検知手段を備えているため、地域内のごみを、どの回収ステーションで回収することができるかを容易に確認することができる。しかし、使用者がインターネット端末上で、回収可能な回収ステーションを確認した後、回収ステーションに到着するまでに時間を要する場合などには、回収ステーションで回収出来なくなる場合もある。そのため、使用者が予め回収限界量を超える予測時間も確認できることが望まれる。

また、特許文献２に開示されている集積システムでは、ごみ投入容器毎の重量のデータに基づき、ごみを収集するごみ収集車のごみ収集の最適経路を計算することができる。このシステムにおいても、より効率よく集積するために、ごみ蓄積量の時間毎の増加傾向や、ごみ投入容器の限界量を超える時間を予測できることが望まれる。

本発明は、上記課題に鑑み、ごみの投入量の時間毎の推移データを予測し、効率的にごみを収集することができるごみ収集システムを提供することを目的とする。

（１）請求項１に記載の発明は、ごみ箱と、サーバ装置と、端末装置と、がネットワークを介して接続可能とされているごみ収集システムであって、前記ごみ箱は、ごみの投入量を検出する検出部と、前記検出部で検出された前記ごみの投入量のデータを送受信する通信部と、を備え、前記サーバ装置は、前記ごみの投入量のデータを受信する受信部と、前記ごみ箱が配置されている場所及び日付と、前記ごみの投入量と、時間と、を関連付けて記憶するデータベースと、前記データベースを参照して、前記ごみ箱の前記ごみの投入量の予測関数を設定する設定部と、前記予測関数を用いて前記ごみの投入量の時間毎の推移データを演算し、ごみの蓄積量が所定量に達する到達時間を演算する演算部と、前記ごみ箱を配置した地図を記憶した地図記憶部と、前記到達時間が、所定時間以内にあるごみ箱を収集すべきごみ箱と判別する判別部と、前記地図内の前記ごみ箱の収集ルートを検索し、前記ごみ箱のごみの収集にかかる収集時間を前記収集ルートに基づいて演算し、前記判別部により、前記到達時間が次回の収集時間前にあると判別されたごみ箱を、今回収集しないと次回収集前にあふれるごみ箱であると判断し、前記判別部により判別されたごみ箱が配置されている前記地図上の位置から、前記ごみ箱のごみの収集にかかる収集時間を演算し、前記ごみ箱の前記到達時間よりも前記収集時間が早く、かつ、移動時間が最短になるように、前記地図に基づいて、前記ごみ箱の収集ルートを再探索し、ユーザに対して該収集ルートと前記収集時間を案内する案内部と、前記ごみ箱が配置されている場所及び日付と、前記ごみの蓄積量と、前記ごみの投入量の時間毎の推移データと、を含むデータ群と、前記地図と、前記収集ルートと、前記収集時間を、前記ネットワークを介して前記端末装置へ送信する送信部と、を備え、前記端末装置は、前記データ群を受信する通信部と、前記データ群を表示し、前記案内部により案内された前記収集ルートを前記地図上に表示し、前記収集時間を表示する表示部と、を備えたことを特徴とするごみ収集システムである。
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のごみ収集システムであって、前記データベースは、前記ごみ箱が配置される場所に関する気象情報及び地域情報と、前記ごみの投入量の時間毎の推移データと、を関連付けて記憶し、前記設定部は、前記データベースを参照し、前記気象情報及び前記地域情報を関連付けて前記ごみの投入量の予測関数を設定することを特徴とする。
（３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のごみ収集システムであって、前記サーバ装置は、外部情報データベースとインターネットを介して接続し、随時更新される前記気象情報及び前記地域情報を取得し、前記データベースに記気象情報及び前記地域情報と、前記ごみの投入量の時間毎の推移データと、を関連付けて記憶する。
（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のごみ収集システムであって、前記案内部は、さらに前記判別部により判別されたごみ箱の中から、ごみの蓄積量に応じて優先して収集すべきごみ箱を選別し、選別されたごみ箱を優先的に収集する収集ルートを探索し、ユーザに対して該ルートと前記収集時間を案内することを特徴とする。
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のごみ収集システムであって、前記ごみ箱は、ごみを破砕する破砕部を備えることを特徴とする。
（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のごみ収集システムであって、前記ごみ箱は、水と氷を分離する分離部を備えることを特徴とする。

本発明のごみ収集システムは、ごみの投入量の時間毎の推移データを予測し、効率的にごみを収集することができる。

本発明の一実施形態に係るごみ収集システムの全体構成を示す説明図である。本発明の一実施形態に係るごみ収集システムの全体構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係るごみ箱の説明図である。図３に示すごみ箱の外観を示す斜視図である。図３に示すごみ箱の応用例を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る多種類の要因例を示す説明図である。本発明の一実施形態に係る予測関数を決定する流れを示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る予測推移（配列）を決定する流れを示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る端末装置に表示される「ごみの投入量の時間毎の推移データ」を示す表示例である。本発明の一実施形態に係る端末装置に表示される「ごみの蓄積量が所定量に達する到達時間」の表示例である。本発明の一実施形態に係る端末装置に表示される「収集すべきごみ箱」の表示例である。本発明の一実施形態に係る収集ルートを決定する流れを示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る端末装置に表示される「収集ルート（データ）」の表示例である。本発明の一実施形態に係る端末装置に表示される「収集ルート（地図）」の表示例である。

以下、本発明の実施の形態（以下実施例と記す）を、図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、共通する部分には同一の符号を付しており、同一符号の部分に対して重複した説明を省略する。

［ごみ収集システム１００の全体構成］
図１と図２を用いて本実施例のごみ収集システムの全体構成を説明する。図１は、本実施例のごみ収集システムの構成を示す概略図であり、図２は、本実施例のごみ収集システムの全体構成を示すブロック図である。本実施例のごみ収集システム１００は、複数のごみ箱１０と、これらのごみ箱１０からデータが送信されるサーバ装置２０と、データベース２１を有するサーバ装置２０から各種情報が提供される端末装置３０を含んで構成されるシステムである。

ごみ箱１０は、小規模店舗や大型量販店、複合総合施設、公共施設、テーマパーク等の特定の位置に１個又は複数個設置される。図１に示すごみ箱１０の数や端末装置３０の数は、図１に示した数に限られず、何台設置してもよい。また、図２のブロック図では、簡単のため、ごみ箱１０と端末装置３０をそれぞれ１台だけ示して説明する。ごみ箱１０、サーバ装置２０及び端末装置３０は、ネットワーク５０に接続される。また、セキュリティ上、インターネット接続が可能な店舗等においては、サーバ装置２０は気象情報と地域情報が記憶されている外部情報データベース２２に接続される。

［ごみ箱１０］
本実施例のごみ箱１０を、図２〜図５を用いて説明する。図３は、本発明の実施例のごみ箱１０の説明図であり、図４は、その外観を示す斜視図であり、図５（Ａ）、（Ｂ）は、ごみ箱１０の応用例を示す斜視図である。

図２と図３に示すように、ごみ箱１０は、少なくとも本体と、本体の内部に設置されて取り出し可能な内容器８（以下、ごみタンクと記す）から構成される。ごみ箱１０の本体は、投入口１と、ごみタンク８の取り出し扉９と、ごみの投入量を検出する検出部１５と、ごみの投入量のデータを送信する通信部１４を備え、その作動に必要な電源や入力部、制御部１１を備える。ごみ箱１０は更に検出部１５で検出されたごみの蓄積量を表示する表示部１６を備えてもよい。本実施例のごみ箱１０は表示部１６を備える。

また、本実施例のごみ箱１０は、更に本体の内部にごみを破砕する破砕部１２（破砕装置）と、水と氷を分離する分離部１３（分離装置）と、分離された水と氷が入る水・氷用タンク７を備える。本発明のごみ箱は、破砕部１２、分離部１３と水・氷用タンク７を全て備えるものに限定されるものではなく、破砕部１２と分離部１３、水・氷用タンク７を備えないごみ箱、破砕部１２のみを備えるごみ箱、分離部１３と水・氷用タンク７のみを備えるごみ箱を含む。

ごみタンク８はごみを蓄積する容器であり、大きさや形状は特に限定されないが、安定してごみ箱本体の内部に設置することができ、取り出し可能で、かつ、ごみをある程度蓄積できる大きさが必要である。例えば、図４に示すごみ箱は、通常、ファーストフードレストラン等で使用される大きさのごみ箱１０であり、燃えるごみ用の投入口１と、燃えないごみ用の投入口１を備え、それぞれについてごみタンク８が設置されている。投入口１には図４と図５（Ｂ）に示すように、投入口１の形状に合わせた蓋を取り付けてもよいし、図５（Ａ）に示すように、蓋を取り付けなくてもよい。

また、図３に示すように本実施例のごみ箱１０は、ごみタンク８の上部に破砕部１２と分離部１３を備えている。破砕部１２と分離部１３は、ごみ箱１０の使用者が投入口１から中へ手を入れても触れないように設置されている。また、本実施例のごみ箱１０は、分離部１２から分離される水と氷を入れる水・氷用タンク７も設置されている。本発明のごみ箱１０はこの構成に限定されず、例えば分離部１３を備えずに、水と氷を別途、投入する投入口を設け、その下に水・氷用タンク７を設置してもよい。

破砕部１２は、投入口１とごみタンク８の間に設置され、投入された全てのごみを破砕する。破砕部１２は、例えば、紙コップ、ペットボトル、缶など嵩張るごみも破砕することができ、ごみの蓄積量を減量化する。破砕部１２の破砕手段には、例えば回転刃が用いられる。破砕手段はペットボトル、缶などの硬い物が破砕できれば、それに限定されず、いかなるものを用いてもよい。本実施例では、破砕部１２の回転刃により、ペットボトル、缶などのごみを例えば２ｃｍ×３ｃｍ程度のペレット状にする。このように破砕することで、嵩張るごみの容量を減量することができる。

分離部１３は、投入されたごみ、ペットボトル、缶などの中から液体と氷を取り出し、分別を行う。分離部１３は、破砕部１２が設置されている場合には、破砕部１２とごみタンク８の間に設置され、破砕部１２によって、破砕されたごみから液体と氷を分離して、水・氷用タンク７に液体と氷を入れ、液体が分離されたごみをごみタンク８に入れる。本実施例では、分離部１３の分離手段として、破砕後のごみを上方から押える圧迫ローラ（図示せず）を使用する。破砕後のごみを圧迫ローラに入れることにより、氷は小さくなり解けやすくなる。それを小さい穴の開いたパンチングメタル上に置き、小さな氷を水とともに落して、液体とごみを分離する。分離手段は、圧迫ローラを使用することに限定されず、液体とごみを分離できれば、いかなる手段を用いてもよい。なお、分離部１３は、破砕部１２が設置されていないごみ箱１０の場合には、投入口１とごみタンク８及び水・氷用タンク７との間に設置される。このように分離部１３を設置することにより、ごみの水分を分離することができるため、ごみの蓄積量及び重量を更に減量することができる。また、それにより燃えるごみの燃焼効率を上げることができる。

ごみの投入量を検出する検出部１５は、ごみタンク８及び水・氷用タンク７にそれぞれ
取り付けられる。ごみタンク８が燃えるごみ用と、燃えないごみ用がある場合には、それぞれに取り付けられる。検出部１５には、例えば、投入されたごみを検出する超音波センサが使用される。検出部１５に使用されるセンサはこれに限らず、ごみの重量を検出する重量センサを使用してもよし、いかなるセンサを使用してもよい。本実施例では、検出部１５に超音波センサを使用し、投入されたごみの量を検出する。

通信部１４は、検出部１５で検出されたデータ（信号）をサーバ装置２０にネットワークを介して送信する。本実施例では、投入されたごみが検出部１５で検出される度に、データをサーバ装置２０に送信する。サーバ装置２０にデータを送るタイミングは、所定時間毎に送るようにしてもよいし、ごみの蓄積量が一定値になったときにのみデータを送るようにしてもよい。また全てのごみ箱１０から直接サーバ装置２０にデータを送信するのではなく、ごみ箱１０の間でリレー通信（端末間通信）をするように動作させて、他のごみ箱１０のデータをリレー通信でサーバ装置２０に送信してもよい。リレー通信でサーバ装置２０にデータを送信する方法は、近接エリアにごみ箱１０が多量に設置される場合に有効である。

表示部１６は、検出部１５で検知されたごみの蓄積量を表示する。表示方法としては、例えば、図４と図５に示すように、各ごみタンクの蓄積量に応じて、ランプを点灯させてもよい。ランプを点灯させることにより、ごみ収集者は、各ごみタンクの蓄積量が容易にわかり、回収すべきごみ箱を知ることができる。特に、蓄積量がごみタンク８の容量一杯になった場合には、それを知らせるため、ランプを点滅させてもよい（同時に音を鳴らしてもよい）。表示部１６の表示方法はこの方法に限らず、いかなる方法を用いてもよい。

上記の検出部１５および通信部１４は、制御部（ＣＰＵ）１１によって制御される。また、本実施例のごみ箱１０には取り付けていないが、ごみ箱１０にカメラ（撮像部）１７を取り付けてもよい（図示せず）。ごみ箱１０が撮像部１７を備える場合には、その映像がサーバ装置２０に送られ、リアルタイムでごみ箱１０のユーザや通行人を監視でき、犯罪を事前に防止する効果や犯罪を抑止する効果がある。特に、不審物などをごみ箱１０に投入しようとする人物がいる場合、その人物を撮影することが可能である。また、撮像部１７が、顔認識システム付の監視カメラの場合は、不審者情報の外部のデータベースと照らし合わせ、事前に不審物投入を防ぐ事も可能である。

さらに、ごみ箱１０にＷｉ−Ｆｉスポット（図示せず）の追加や、温度・湿度センサ（感度部１８）の追加、通過人数のカウントができるステレオカメラ（図示せず）の追加等も可能である。ごみ箱１０にＷｉ−Ｆｉスポットを取り付けることにより、観光地などでＷｉ−Ｆｉスポットの運用が可能で、より効率よくインターネットへ接続することができる。

また、温度・湿度センサ（感度部１８）を追加することにより、例えば大型ショッピングモール等の室内でごみ箱１０を使用する場合には、エアコンの空気が隅々まで届いているか、日当たりの影響で、局所的に暑い場所が発生していないかを確認することができる。また屋外でごみ箱１０を使用する場合には、天気予報に使える温度・湿度センサを増やすことができるため、天気予報の精度向上に役立てることが可能である。

さらに通過人数をカウントできるステレオカメラを追加することにより、通過人数のカウントができる。それにより、ごみ箱１０の前の通過人数と、実際にごみを捨てた人の差などを用いて、店舗内に配置するごみ箱の位置を最適にすることができる。

また、図３に示すごみ箱１０の応用例として図５（Ａ）に示すように、ごみ箱１０を自動販売機の横の狭いスペースに置くことができるように、縦長の形状にしてもよい。この場合は投入されるごみはペットボトル又は缶に限定され、投入口１もその形に形成される。この場合においても、ごみ箱１０の検出部１５により、ペットボトルと缶の投入量を検出することができ、ごみの蓄積量を表示部１６に表示させることができる。

図３のごみ箱１０の他の応用例として、図５（Ｂ）に示すようにごみ箱１０に大きな表示装置（デジタルサイネージ）１９を備える構成としてもよい。例えば、鉄道駅用のごみ箱１０にデジタルサイネージ１９をつけて、様々な広告を表示することができる。ごみ箱１０に破砕部１２を備える場合には通常のごみ箱よりコスト高になるが、デジタルサイネージ１９を備えることにより、その分を、デジタルサイネージの広告収入により補うことができる。

以上、説明してきたように、本発明のごみ箱１０の構成や形状、粉砕方法等は、様々な応用例が考えられる。本発明のごみ箱１０は、上記で説明した実施例に限定されず、適宜変更可能である。

［サーバ装置２０］
サーバ装置２０は、図１に示すように、１台又は複数台のごみ箱１０に対して１台、設置される。サーバ装置２０をごみ箱１０の数に応じて複数台、設置してもよい。図２に示すように、サーバ装置２０は、少なくともごみの投入量のデータを受信する受信部２６１と、ごみ箱１０が配置されている場所及び日付と、ごみの投入量、時間と、を関連付けて記憶するデータベース２１と、データベース２１を参照してごみ箱１０のごみの投入量の予測関数を設定する設定部２４１と、その予測関数を用いてごみの投入量の時間毎の推移データを演算する演算部２４２と、それらのデータ群（ごみ箱１０が配置されている場所及び日付、ごみの投入量、ごみの投入量の時間毎の推移データを含む）を、ネットワーク５０を介して端末装置３０へ送信する送信部２６２を備える。サーバ装置２０の通信部２６は、受信部２６１と送信部２６２で構成される。

図２に示すように、サーバ装置２０は、一般のサーバと同様に入力部、出力部、電源、表示部２３、記憶部２５、制御部２４を含む。データベース２１は、図１及び図２では、サーバ装置２０の外部に備えて接続するようにしているが、内部に備えてもよい。また、サーバ装置２０がセキュリティ上、インターネット接続が可能である場合には、気象情報と地域情報が記憶され、随時更新されている外部情報データベース２２に接続するようにして構成してもよい。本実施例では、サーバ装置２０は、外部情報データベース２２に接続して構成され、随時更新されるデータを取得する。なお、サーバ装置２０がセキュリティ上、インターネット接続できない場合には、既にデータベース２１に蓄積されている情報を使用する。

受信部２６１は、ごみ箱１０からごみの投入量のデータを受信し、データベース２１に記憶（格納）する。記憶部２５のデータ記憶部２５１に一時的に記憶するようにしてもよい。ごみの投入量のデータを随時、更新することにより、データベース２１にごみの投入量を時間毎に記憶させる。また、ごみ箱１０からごみの投入量のデータのみならず、通過人数や温度・湿度センサ（感度部１８）によるデータなどが送られてきた場合には、それらのデータも含めて、データ記憶部２５１とデータベース２１に記憶する。送信部２６２は、ごみ箱１０が配置されている場所及び日付、ごみの投入量、ごみの投入量の時間毎の推移データを含むデータ群を、ネットワークを介して端末装置３０へ送信する。

データベース２１には、ごみ箱１０が配置されている場所及び日付と、ごみの投入量と、時間が関連付けて格納される。ごみの投入量は、時間帯、日付（曜日、祝祭日、季節）や配置される場所に依存して変わるため、それらの情報と関連付けてデータが格納されることが必要である。

更に、ごみ箱１０のごみの投入量は、日付や配置される場所の他に、気象情報（天気、気温、湿度）、地域情報（イベントの有無など）によって異なるため、気象情報と地域情報の要因も関連付けられてデータベース２１に記憶されることが好ましい。その際に、サーバ装置２０がインターネットに接続可能な場合には、気象情報と地域情報の外部情報データベース２２が参照することにより、随時更新される正確な情報をデータベース２１に記憶されることができる。例えば、水曜日（平日）、天気は雨から晴れ、温度は２０度前後、イベントは無しのショッピングモールの入口に設置されたごみ箱１０の場合、ごみの投入量はそれらの情報と関連付けられてデータベース２１に記憶される。

ごみ箱１０が複数台ある場合には、各ごみ箱１０が設置される場所によってごみ箱に識別番号が付けられ、各ごみ箱１０のごみの投入量がデータベース２１に記憶される。ごみの投入量は、上記したように様々な要因に依存し、例えば、図６に示すようにまとめることができる。基本的な要因は、日付や配置される場所などの固定値である。その他の要因は、実測値（天気、温度、通過人数など）と、予測値（降水確率など）に分けられる。それらの要因の組み合わせにより、データベース２１に様々な条件下でのごみ箱１０のごみの投入量を記憶することにより、類似した条件下のごみ箱１０のごみの投入量の時間毎の推移データを、後述する予測関数の設定により予測することができる。

記憶部２５のデータ記憶部２５１は、ごみ箱１０からのごみの投入量と、様々なデータ（通過人数や温度・湿度等の情報も含む。）を随時更新して記憶する。また、記憶部２５は、地図記憶部２５２を含んでもよい。地図記憶部２５２には、ごみ箱１０が配置されている地図が記憶される。また、記憶部２４には、サーバ装置２０全体を制御するプログラムが格納され、特に、設定部２４１、演算部２４２、判別部２４３、案内部２４４を制御するプログラム、外部情報データベース２２を参照して（又は参照せずに）データベース２１に随時、データを記憶するためのプログラムが格納されている。

制御部２４は、上記の各部およびサーバ装置２０全体に対する制御を行う。特に本実施例では、制御部２３は、設定部２４１と演算部２４２、判別部２４３、案内部２４４を含む構成とする。判別部２４３と案内部２４４は、本発明に必ずしも必要な構成部ではなく、なくてもよいが、判別部２４３により収集すべきごみ箱１０が容易にわかり、また、案内部２４４により、ごみ箱１０の最適な収集ルートが案内されるという利点がある。

設定部２４１は、データベース２１を参照して、ごみ箱１０のごみの投入量の予測関数を設定する。予測関数はごみ箱１０毎に設定され、データベース２１に蓄積されているデータを基にして設定される。データベース２１に蓄積されているデータが全くないごみ箱１０に関しては、類似の条件のごみ箱１０のデータを使用して予測関数を設定する。予測関数を設定の詳細を、図７を参照して説明する。

図７は、予測関数を決定する流れを示すフローチャートである。本実施例の予測関数ｆは、ごみ箱１０の同時間帯にグルーピングした予測関数である。なお、ごみ箱１０毎にグルーピングした予測関数も考えられるが、以下では同時間帯にグルーピングした予測関数のみ説明する。

ごみ箱１０の同時間帯（例えば午後２時〜３時）についてｍ回分（例えば１００回分）の過去の蓄積データがある状態で、ｎ回目（ｎ＝１〜ｍ）からスタートする（ステップ１０、以下Ｓ１０のように表記する）。まず、ｎ回目の要因配列Ｘi(ｎ)が入力される（Ｓ１１）。ここで、iは、ごみ箱を識別する識別子である。要因配列Ｘi(ｎ)は、図６で説明したような様々な条件により決定される。例えば、１００回目の要因が雨の平日で、温度２０度などの場合には、それに対応したパラメータが入力される。

次に、予測関数ｆに要因配列Ｘi(n)が入力され、予測配列yi(n)が計算される（Ｓ１２）。この予測関数ｆはデータベース２１に格納されている過去の蓄積データから計算された関数であり、蓄積されるデータに依存して随時更新される関数である。簡単のため、次の例で説明する。午後２時〜３時の予測関数ｆに１００回目の要因配列Ｘi(１００)が入力されると、予測配列ｙi(１００)としてごみの投入量１０．０％（ごみ箱１０の容量に対する割合）が計算される。

次に、ｎ回目の実測配列Ｙi(n)が入力される（Ｓ１３）。例えばごみ箱１０の１００回目の午後２時〜３時のごみの投入量（実測値）が９．０％の場合、それが入力される。その後、実測配列と予測配列の差ai=|Yi(n)-yi(n)|が計算される（Ｓ１４）。例えば、予測配列ｙi(１００)としてごみの投入量１０．０％、実測値が９．０％の場合、その差は１．０％となる。ｎが１からｍまで、上記の工程Ｓ１０からＳ１５の処理が繰り返される（Ｓ１５）。

全てのデータが揃った後、予測配列の差 ai=|Yi(n)-yi(n)| の平均値Σ(n=1→m)|Yi(n)-yi(n)|/m が計算される。そして、その差が許容誤差の範囲内かどうか判断される（Ｓ１６）。その差が許容誤差の範囲内にない場合（ＮＯの場合）には、新たな予測関数ｆが設定される（Ｓ１７）。この場合、新たな予測関数ｆを用いてＳ１０からＳ１６の工程で再度、処理される。

その差が許容誤差の範囲内にある場合（ＹＥＳの場合）には、予測関数ｆが決定される。例えば、予測配列の差の平均値が１．０％で、許容誤差の範囲が０．５％以下の場合、範囲外のため、再度、予測関数ｆが設定され、要因配列Ｘi(n)が入力されて予測配列yi(n)が計算される。また、予測配列の差の平均値が０．２％の場合には、許容誤差の０．５％の範囲内にあるため、予測関数ｆが決定される。

演算部２４２は、設定部２４１で決定された予測関数を用いてごみの投入量の時間毎の推移データを演算する。図８は、予測推移（配列）を決定するフローチャートである。ここでは、例えばｍ回分の累積数を持つごみ箱１０の同時間帯にグルーピングした予測関数を使用して、ｍ＋１回目の同時間帯の予測推移（配列）を決定する。

まず、ｍ＋１回目のある時間帯の予測推移の決定を開始する（Ｓ２０）。最初に、過去のデータｍ回目の要因配列Ｘi(m)と、予測配列ｙi(m)、実測配列Ｙi(m)と、現在の要因配列xiが入力される（Ｓ２１）。例えば、１００回分の累積数を持つごみ箱１０の場合、１００回目の要因配列Ｘi(１００)と、予測配列ｙi(１００)、実測配列Ｙi(１００)と、現在の１０１回目の要因配列ｘi(１０１)が入力される。

そして、累積回数がｍ回の場合に設定部２４１で決定された予測関数ｆを用いて、現在のｍ＋１回目の予測配列ｙi(m＋１)が計算される（Ｓ２２）。このとき、カルマンフィルタＫを用いて予測配列ｙi(m＋１)が計算される。カルマンフィルタＫを用いた計算方法は、１つ前の情報（ｍ回目の情報）と、現在取得したデータ（例えば、ｍ＋１回目の要因配列）をもとに、現在（ｍ＋１回目）の適切なシステムの状態を推定する手法である。このようにして、ｍ＋１回目の予測配列ｙi(m＋１)が決定する（Ｓ２３）。

例えば、１００回分の累積数を持つごみ箱１０の場合、１０１回目の予測配列ｙi(１０１)は、１００回分のデータにより決定された予測関数ｆに、要因配列Ｘi(１００)などの関数であるカルマンフィルタＫを掛け合わせて計算される。それにより、１０１回目の
午後２時〜３時の時間帯における予測配列（例えば、ごみの投入量８．０％）が決定される。

上記のように予測配列を時間帯ごとに演算すると、ごみ箱１０のごみの投入量の時間毎の推移データを演算することができる。図９は、端末装置３０の表示部３２に表示される「ごみの投入量の時間毎の推移データ」の表示例である。ごみ箱１０のごみの投入量の時間毎の推移データは、例えば図９に示すような折れ線グラフで表され、サーバ装置２０の表示部２３又は端末装置３０の表示部３２に表示される。「ごみの投入量の時間毎の推移データ」は、折れ線グラフに限らず、棒グラフで表示されてもよい。ごみ箱１０のごみの投入量の時間毎の推移データを演算することができることで、ごみの投入量が常に多いごみ箱１０は、ごみ箱１０の台数を増やし、ゴミの投入量が常に少ないごみ箱は、配置を変えるなど工夫することができ、ごみ箱の配置を最適にすることができる。

さらに、現在のごみ箱１０の蓄積量から、ごみの蓄積量が所定量に達する到達時間を演算することもできる。例えばごみの蓄積量の所定量が９０．０％（ごみ箱の容量に対する割合）であり、午後１時までに検出された蓄積量が８０．０％になっていた場合、ごみの蓄積量が所定量に達する到達時間は、午後２時以降の予測配列から算出することができる。図１０は、端末装置３０の表示部３２に表示される「ごみの蓄積量が所定量に達する到達時間」の表示例である。端末装置３０の表示部３２にごみ箱１０のごみの蓄積量が所定量に達する到達時間が表示される。このとき、図１０に示すように現在の時刻や地図を表示してもよいし、気象情報や通過人数などの情報も表示してもよい。表示部３２の表示は図１０に示す例に限定されず、様々な表示が可能である。サーバ装置２０の表示部２３にこれらの情報を表示してもよいが、本実施例では端末装置３０の表示部３２に表示する。

判別部２４３は、演算部２４２により演算された到達時間が、所定時間以内にあるごみ箱を収集すべきごみ箱と判別する。例えば、所定量をごみ箱１０の容器の９０．０％、所定時間を現在時刻から３０分と設定した場合には、その条件を満たすごみ箱１０が表示される。図１１は、端末装置３０の表示部３２に表示される表示例である。図１１に示すように、ごみ箱１０の容器に蓄積されるごみの量が所定量に達する到達時間が、所定時間以内にあるごみ箱１０が表示される。その条件を満たすごみ箱１０がない場合には、ごみ箱１０が表示されないか、「収集すべきごみ箱がありません。」というメッセージを表示させてもよい。また、端末装置３０の表示部３２には、収集すべきごみ箱１０が配置されている地図を表示してもよいし、図１０に示すようなごみ箱１０毎の到達時間を同時に表示してもよい。表示部３２の表示は図１１に示す例に限定されず、様々な表示が可能である。

案内部２４４は、判別部２４３により判別されたごみ箱１０の地図上の位置から、ごみ箱１０のごみの収集にかかる収集時間を演算し、ごみ箱１９のごみの量が所定量に達する到達時間よりも収集時間が早く、かつ、移動時間が最短になるように、地図記憶部２５２が記憶した地図に基づいて、収集すべきごみ箱のごみの収集ルートを探索し、ユーザに対して該ルートと収集時間を案内する。ごみ箱１９のごみの蓄積量が所定量に達する到達時間よりも収集時間が早く、かつ、移動時間が最短になるようにするため、本実施例では、図１２に示すフローチャートに基づいて収集ルートを決定する。

図１２のフローチャートにおいて、最初に、ごみ箱１０がＮ個、配置されている地図内のごみの収集ルート探索を開始する（Ｓ３０）。Ｎ個のごみ箱１０にはそれぞれ識別子iが付けられており、各ごみ箱１０について、Ｓ３１からＳ３７の工程で処理され、ごみの収集が必要か否か判断される。例えば、ごみ箱１０が１５台、設置されている施設等においては、１番から１５番目の各ごみ箱１０について、Ｓ３１からＳ３７の工程で処理される。

まず、i番目のごみ箱１０の処理を開始する（Ｓ３１）。識別子が１番のごみ箱１０から処理を開始してもよいし、何番のごみ箱１０から開始してもよい。次に、そのごみ箱１０の予測値y(i)が入力される（Ｓ３２）。その後、今回収集しないと次回収集前にあふれるごみ箱１０であるか否か判断される（Ｓ３３）。例えば、i番目のごみ箱１０のごみの収集が１時間毎に１３時、１４時、１５時...と行われる場合において、現在（１３時３０分）のごみの集積率が８０．０％で、１４時の予測値y(i)が９０．０％、１５時の予測値y(i)が１１０．０％の場合、１４時の収集時に収集しないとごみ箱１０のごみが溢れてしまう。従って、この場合には、今回収集しないと次回収集前にあふれるごみ箱１０であると判断される。

Ｓ３３で、今回収集しないと次回収集前にあふれるごみ箱１０ではないと判断された
場合（ＮＯの場合）には、次のごみ箱１０についての処理が開始される（Ｓ３１）。Ｓ３３で、今回収集しないと次回収集前にあふれるごみ箱１０であると判断された場合（ＹＥＳの場合）には、すぐにあふれるため優先的な対応が必要か否か判断される（Ｓ３４）。例えば、現在の時刻から１０分後であふれる（予測値y(i)が１００．０％を超える）ごみ箱１０であるか否かが判断される。優先的な対応が必要なごみ箱１０と判断された場合（ＹＥＳの場合）には、優先収集候補のリストに追加される（Ｓ３５）。優先的な対応が必要ないごみ箱１０と判断された場合（ＮＯの場合）には、収集候補のリストに追加される（Ｓ３６）。なお、本実施例では、上記のようにごみの蓄積量に応じて優先して収集すべきごみ箱１０か否かを判断しているが、本発明では必ずしもこの工程（Ｓ３４、Ｓ３５）を入れる必要はなく、今回収集しないと次回収集前にあふれるごみ箱１０か否かだけを判断してもよい。しかし、優先的な対応が必要なごみ箱１０か否かを判断することで、ごみがごみ箱１０から溢れるのを確実に防ぐことができ、より効率的な収集ルートを探索することができる。

その後、別の識別子のごみ箱１０について、上記の処理が行われる（Ｓ３７）。全てのごみ箱１０で、Ｓ３１からＳ３７の工程で処理されると、優先的な対応が必要なごみ箱１０のリストと、収集候補のごみ箱１０のリストが揃う。そして、それらのリストを参照し、優先度を考慮した巡回セールスマン問題に帰着して、収集ルートが提示される（Ｓ３８）。巡回セールスマン問題に帰着して収集ルートを求める方法は、リストアップされたごみ箱１０を１度ずつ巡り、巡回路の移動時間が最短になるようにルートを定める方法である。上記の方法により、最適な収集ルートを決定することができる。それにより、効率的にごみを収集することができる。

図１３は、端末装置３０の表示部３２に表示される収集ルートの表示例である。端末装置３０の表示部３２に敷地内に配置される複数のごみ箱１０の収集ルートと、現在の蓄積状態が表示される。例えば、ごみ箱１０のごみの蓄積量が６０．０％以上８０．０％未満の場合「中」と表示され、８０．０％以上の場合「満」と表示される。また、リストアップされた全てのごみ箱１０の収集にかかる予想時間や、収集に必要な人数を表示してもよい。

図１４は、端末装置３０の表示部３２に表示される地図を含めた収集ルートの表示例である。敷地内のごみ箱１０の蓄積状態を表示し、収集が必要なごみ箱１０の収集ルートを線で結び、表示する。それにより、収集が必要なごみ箱１０の位置と、収集ルートを容易に確認することができる。表示部３２には、図１３に示すデータと共に、表示してもよい。表示部３２の表示は図１３と図１４に示す例に限定されず、様々な表示が可能である。

［端末装置３０］
端末装置３０は、図１に示す例では２台であるが、ユーザの数に対応して複数台あってもよい。端末装置３０は、サーバ装置２０との通信機能を有し、表示機能を有するものであれば、いかなる装置でもよい。例えば、端末装置３０にはデスクトップ型コンピュータ装置や携帯電話、スマートフォン、タブレット型コンピュータ装置が含まれる。

図２に示すように端末装置３０は、一般のコンピュータと同様に、表示部３２及び通信部３３、制御部３１、記憶部、電源、入力部及び出力部を含んで構成される。通信部３３を介してサーバ装置２０から様々なデータ群を受け取り、表示部３２にその情報を表示する。制御部３１は、端末装置３０とサーバ装置２０との間の情報の送受信などを制御する。

前述のように、表示部３２には、ごみ箱１０が配置されている場所及び日付、前述のごみの投入量の時間毎の推移データのグラフ（図９）、ごみ箱１０のごみの蓄積量が所定量に達する到達時間（図１０）、収集すべきごみ箱（図１１）、最適なごみ収集ルート（図１３、１４）などが表示される。それにより、ごみを回収するユーザが、スマートフォン等の端末装置３０を有することで、ごみを収集する際に、ごみ箱１０の状態が確認でき、より効率的にごみを収集することができる。

以上説明してきた様に、本実施例のごみ収集システムは、時間毎のごみの投入量や外的な要因などから、ごみの投入量の時間毎の推移データを予測することができる。それにより、ごみの投入量が常に多いごみ箱は、ごみ箱の台数を増やし、ごみの投入量が常に少ないごみ箱は、配置を変えるなど工夫することができ、ごみ箱の配置を最適にすることができる。さらに、ごみ箱の蓄積量が所定量に達する到達時間を予測することもできる。それにより、ごみ収集のタイミングがわかり、収集する必要のないごみ箱を確認する作業を省くことができ、効率よくごみを収集することができる。また、ごみ箱が複数個、設置されている場合には、ごみ収集のルート案内をすることで、回収頻度を必要最低限にすることができる。

さらに、ごみ箱にごみを破砕する破砕部を備えることで、ごみの蓄積効率を上げることができる。また、ごみ箱に水と氷を分離する分離部を備えることで、水や氷などの液体が分別されずにごみと一緒になった場合に、水分によりごみが濡れて嵩張るのを防ぎ、蓄積効率を上げることができる。

なお、上述した実施例のごみ収集システムは一例であり、その構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。

１ごみ箱の投入口
１０ごみ箱
１１制御部
１２破砕部
１３分離部
１４通信部
１５検出部
２０サーバ装置
２１データベース
２２外部情報データベース
２４制御部
２５記憶部
２６通信部
３０端末装置
３２表示部
３３通信部
１００ごみ収集システム
２４１設定部
２４２演算部
２４３判別部
２４４案内部
２５１データ記憶部
２５２地図記憶部
２６１受信部
２６２送信部

Claims

ごみ箱と、サーバ装置と、端末装置と、がネットワークを介して接続可能とされているごみ収集システムであって、
前記ごみ箱は、
ごみの投入量を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記ごみの投入量のデータを送受信する通信部と、を備え、
前記サーバ装置は、
前記ごみの投入量のデータを受信する受信部と、
前記ごみ箱が配置されている場所及び日付と、前記ごみの投入量と、時間と、を関連付けて記憶するデータベースと、
前記データベースを参照して、前記ごみ箱の前記ごみの投入量の予測関数を設定する設定部と、
前記予測関数を用いて前記ごみの投入量の時間毎の推移データを演算し、ごみの蓄積量が所定量に達する到達時間を演算する演算部と、
前記ごみ箱を配置した地図を記憶した地図記憶部と、
前記到達時間が、所定時間以内にあるごみ箱を収集すべきごみ箱と判別する判別部と、
前記地図内の前記ごみ箱の収集ルートを検索し、前記ごみ箱のごみの収集にかかる収集時間を前記収集ルートに基づいて演算し、前記判別部により、前記到達時間が次回の収集時間前にあると判別されたごみ箱を、今回収集しないと次回収集前にあふれるごみ箱であると判断し、前記判別部により判別されたごみ箱が配置されている前記地図上の位置から、前記ごみ箱のごみの収集にかかる収集時間を演算し、前記ごみ箱の前記到達時間よりも前記収集時間が早く、かつ、移動時間が最短になるように、前記地図に基づいて、前記ごみ箱の収集ルートを再探索し、ユーザに対して該収集ルートと前記収集時間を案内する案内部と、
前記ごみ箱が配置されている場所及び日付と、前記ごみの蓄積量と、前記ごみの投入量の時間毎の推移データと、を含むデータ群と、前記地図と、前記収集ルートと、前記収集時間を、前記ネットワークを介して前記端末装置へ送信する送信部と、を備え、
前記端末装置は、
前記データ群を受信する通信部と、
前記データ群を表示し、前記案内部により案内された前記収集ルートを前記地図上に表示し、前記収集時間を表示する表示部と、を備えた
ことを特徴とするごみ収集システム。
請求項１に記載のごみ収集システムであって、前記データベースは、前記ごみ箱が配置される場所に関する気象情報及び地域情報と、前記ごみの投入量の時間毎の推移データと、を関連付けて記憶し、前記設定部は、前記データベースを参照し、前記気象情報及び前記地域情報を関連付けて前記ごみの投入量の予測関数を設定することを特徴とするごみ収集システム。
請求項２に記載のごみ収集システムであって、前記サーバ装置は、外部情報データベースとインターネットを介して接続し、随時更新される前記気象情報及び前記地域情報を取得し、前記データベースに記気象情報及び前記地域情報と、前記ごみの投入量の時間毎の推移データと、を関連付けて記憶することを特徴とするごみ収集システム。
請求項１〜３のいずれかに記載のごみ収集システムであって、前記案内部は、さらに前記判別部により判別されたごみ箱の中から、ごみの蓄積量に応じて優先して収集すべきごみ箱を選別し、選別されたごみ箱を優先的に収集する収集ルートを探索し、ユーザに対して該ルートと前記収集時間を案内することを特徴とするごみ収集システム。
請求項１〜４のいずれかに記載のごみ収集システムであって、前記ごみ箱は、ごみを破砕する破砕部を備えることを特徴とするごみ収集システム。
請求項１〜４のいずれかに記載のごみ収集システムであって、前記ごみ箱は、水と氷を分離する分離部を備えることを特徴とするごみ収集システム。