Изобретение относится к области коммунального хозяйства, в частности к дистанционному контролю за состоянием мусорных контейнеров. Может применяться для планирования и организации вывоза мусора, оптимизации маршрутов мусоровозного транспорта. Также применимо для контроля за частотой уборки и объемом собранных отходов при планировании эксплуатационных расходов и определении размера оплаты за услуги по вывозу мусора. Кроме того, изобретение может использоваться для обеспечения пожарной безопасности и контроля за соблюдением санитарных норм.The invention relates to the field of public utilities, in particular to remote monitoring of the state of garbage containers. It can be used for planning and organizing garbage collection, optimizing the routes of garbage trucks. It is also applicable to control the frequency of cleaning and the amount of waste collected when planning maintenance costs and determining the amount of payment for garbage collection services. In addition, the invention can be used to ensure fire safety and control compliance with sanitary standards.
Известен измельчающий контейнер для избирательного сбора твердых городских отходов по патенту РФ на изобретение № 2468868, В02С18/00, 2011. В ходе эксплуатации контейнера происходит оповещение центра контроля сбора данных об окончательном весе заполненного контейнера. Для этого в электрическую цепь измельчающего контейнера включают устройство для отправки коротких сообщений (SMS-сообщение). Данное устройство включает мобильный телефон, работающий от собственного аккумулятора или от блока динамо-машин. Устройство срабатывает при подъеме передней стороны рамы в результате переполнения контейнера. Рама замыкает постоянную цепь. В SMS-сообщение включают информацию о весе загруженных в окно отходов. Эта информация поступает в центр контроля в интерактивном режиме и позволяет контролировать процесс загрузки контейнеров, прокладывать экономичные круговые маршруты контейнеровозов посредством использования программы устройства для определения географических координат. Однако данную систему нельзя эксплуатировать с существующими контейнерами. Недостатком является отсутствие информации об объеме заполнения контейнера, т.к. данные о весе мусора в контейнере не позволяют с точностью судить о процентном заполнении его объема и определять точное время его опорожнения после полной загруженности. Known grinding container for the selective collection of municipal solid waste according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2468868, В02С18 / 00, 2011. During operation of the container, the data collection control center is notified about the final weight of the filled container. For this, a device for sending short messages (SMS message) is included in the electrical circuit of the grinding container. This device includes a mobile phone that runs on its own battery or on a dynamo unit. The device is triggered when the front side of the frame is lifted as a result of overfilling of the container. The frame closes the permanent circuit. The SMS message includes information on the weight of the waste loaded into the window. This information is transmitted to the control center in an interactive mode and allows you to control the process of loading containers, to plan cost-effective circular routes of container ships by using the device’s program to determine geographical coordinates. However, this system cannot be operated with existing containers. The disadvantage is the lack of information about the volume of filling the container, because data on the weight of garbage in the container does not allow to accurately judge the percentage filling of its volume and to determine the exact time of its emptying after full load.
Известна система для дистанционного контроля за мусорными контейнерами по патенту РФ на изобретение №2381162, B65F 1/14, 2010. На мусорных контейнерах системы устанавливают блоки идентификации, измерительно-передающий блок, включающий в себя сигнальные датчики, приемник GPS-сигналов, блок преобразования информации, блок управления, дуплексер, приемо-передающую антенну, передатчик и приемник электромагнитного сигнала, а также автономный источник питания. Измерительно-передающий блок расположен в гнезде, выполненном во фланцевом элементе жесткости корпуса или в выступе корпуса. Гнездо представляет собой стакано- или ваннообразную выемку, которая находится между ребрами жесткости фланцевого элемента. Гнездо закрывают крышкой, при этом крышка жестко соединяется с краями гнезда путем приклеивания или приваривания по всему периметру. Сигнальные датчики фиксируют переполнение контейнера, возгорание мусора, несанкционированный доступ и т.п. факторы. На пульт управления посредством радиосвязи поступает информация о состоянии контейнера и его местонахождении, определяемом с помощью системы GPS для дистанционного контроля условий эксплуатации контейнеров, а также мест их загрузки и опорожнения. Недостатком является определение и передача данных о весе мусора, находящегося в контейнере, а не об объеме его заполнения. Информация о весе появляется при выполнении погрузочно-разгрузочных действий. Различные контейнеры, установленные возле объектов разного назначения, таких как жилой дом, магазин, ресторан, производственные помещения при одном и том же весе мусора могут иметь разную степень наполненности. Это приводит к неточному прогнозу заполненности контейнеров, несвоевременному опорожнению контейнеров, невозможности составления оптимальных маршрутов мусоровозов. A known system for remote monitoring of garbage containers according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2381162, B65F 1/14, 2010. Identification units, a measuring and transmitting unit including signal sensors, a GPS signal receiver, an information conversion unit are installed on the system trash containers , control unit, duplexer, transceiver antenna, transmitter and receiver of an electromagnetic signal, as well as an autonomous power source. The measuring and transmitting unit is located in a socket made in a flange stiffening element of the housing or in the protrusion of the housing. The nest is a glass or bath-shaped recess, which is located between the stiffeners of the flange element. The nest is covered with a lid, while the lid is rigidly connected to the edges of the nest by gluing or welding along the entire perimeter. Signal sensors detect container overflow, fire ignition, unauthorized access, etc. factors. Information on the condition of the container and its location, determined using the GPS system for remote monitoring of the operating conditions of containers, as well as their loading and emptying places, is transmitted to the control panel via radio. The disadvantage is the definition and transmission of data on the weight of the garbage in the container, and not on the volume of its filling. Weight information appears when loading and unloading. Different containers installed near objects of various purposes, such as a residential building, a store, a restaurant, production facilities with the same weight of garbage, can have different degrees of fullness. This leads to an inaccurate forecast of container fullness, untimely emptying of containers, and the impossibility of drawing up optimal routes for garbage trucks.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрано устройство и система датчика уровня заполнения по европейскому патенту №2641851, B65F 1/00, 2013. В контейнере для отходов устанавливают измеритель уровня с четырьмя датчиками расстояния. Датчики расстояния устанавливают на верхней поверхности контейнера. Четыре датчика распределены по всему внутреннему объему контейнера, каждый датчик проводит измерения на площади определенного диаметра. С помощью датчиков определяется уровень заполнения контейнера в сантиметрах или в процентах. Каждый датчик является автономно функционирующим блоком. Измерение может проводиться с помощью ультразвука с вертикальным направлением сигналов вглубь контейнера и исследованием каждым датчиком ограниченной области. Данные об уровне заполнения контейнера при помощи блока связи передаются в центр управления. Помимо уровня заполнения могут исследоваться иные параметры контейнера, например, влажность, свойства материалов, температура. Недостатком является то, что сигнал, отражаясь от неровной поверхности мусора, может отклоняться, искажаться и рассеиваться, что снижает точность измерений. Кроме того, четыре датчика определяют четыре разные значения высоты нахождения верхнего слоя мусора, т.к. мусор накапливается неравномерно по всей площади, его уровень в одной части контейнера может превышать уровень в другой части. Усреднение значений показаний датчиков может привести к несовпадению измеренного и реального уровня мусора, что помимо неточной передачи данных в центр управления может вызвать высыпание мусора из контейнера, или преждевременное опорожнение незаполненного контейнера. Для эксплуатации данного устройства требуется контейнер с крышкой. Это существенно сужает границы применимости данного устройства.As the closest analogue to the claimed technical solution, the device and the filling level sensor system according to European patent No. 2641851, B65F 1/00, 2013 were selected. A level meter with four distance sensors is installed in the waste container. Distance sensors are mounted on the top surface of the container. Four sensors are distributed throughout the internal volume of the container, each sensor takes measurements on an area of a certain diameter. With the help of sensors, the level of filling the container in centimeters or in percent is determined. Each sensor is an autonomously functioning unit. The measurement can be carried out using ultrasound with the vertical direction of the signals deep into the container and each sensor examining a limited area. Data on the level of filling the container using the communication unit is transmitted to the control center. In addition to the filling level, other parameters of the container can be investigated, for example, humidity, material properties, temperature. The disadvantage is that the signal reflected from the uneven surface of the garbage can deviate, distort and scatter, which reduces the accuracy of the measurements. In addition, four sensors detect four different heights of the top layer of debris, as garbage accumulates unevenly over the entire area, its level in one part of the container may exceed the level in the other part. Averaging the values of the sensor readings can lead to a mismatch between the measured and real levels of garbage, which, in addition to inaccurate data transfer to the control center, can cause the garbage to spill out of the container, or prematurely empty the empty container. To use this device, a container with a lid is required. This significantly narrows the applicability of this device.
Технической задачей заявляемого изобретения является улучшение качества контроля и эксплуатации мусорного контейнера.The technical task of the invention is to improve the quality of control and operation of the garbage container.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности определения периода времени заполнения контейнера, улучшение контроля за качеством обслуживания контейнера.The technical result of the claimed invention is to increase the accuracy of determining the time period for filling the container, improving control over the quality of service of the container.
Технический результат достигается за счет того, что в способе контроля эксплуатации мусорного контейнера, включающем установку датчиков, определение факта заполнения контейнера, определение температуры в контейнере, передачу данных на удаленный компьютер, согласно изобретению, датчик заполнения устанавливают на боковую стенку контейнера у верхнего края, проводят инициализацию датчика заполнения, определяют эталонное расстояние до противоположной стенки контейнера, фиксируют момент начала заполнения, проводят периодическое измерение расстояния до противоположной стенки контейнера, фиксируют момент, когда расстояние до противоположной стенки становится менее половины эталонного расстояния, передают информацию о моменте наполнения контейнера, продолжают периодическое измерение расстояния до противоположной стенки контейнера, фиксируют момент, когда расстояние до противоположной стенки становится равным эталонному расстоянию, передают информацию об опорожнении контейнера на удаленный компьютер, проводят периодические измерения температуры внутри контейнера, передают информацию о температуре на удаленный компьютер, далее повторяют измерения расстояния, температуры и передачу информации на удаленный компьютер не менее месяца с момента инициализации датчика заполнения, на основании переданной информации определяют скорость заполнения контейнера расчетным путем. The technical result is achieved due to the fact that in the method of monitoring the operation of the garbage container, including installing sensors, determining the fact of filling the container, determining the temperature in the container, transmitting data to a remote computer, according to the invention, the filling sensor is installed on the side wall of the container at the upper edge, spend initialization of the fill sensor, determine the reference distance to the opposite wall of the container, record the moment the filling starts, periodically measure the distance to the opposite wall of the container, record the moment when the distance to the opposite wall becomes less than half the reference distance, transmit information about the moment of filling the container, continue to periodically measure the distance to the opposite wall of the container, fix the moment when the distance to the opposite wall becomes equal to the reference distance, transmit information about emptying the container to a remote computer, conduct periodic temperature measurements inside the container nera, transmit temperature information to a remote computer, then measure distance, temperature and transmit information to a remote computer for at least a month from the time the fill sensor was initialized, based on the transmitted information, determine the container filling speed by calculation.
Технический результат обеспечивается тем, что датчик заполнения устанавливают на боковую стенку контейнера, что позволяет производить измерения не вглубь контейнера, в направлении его дна, а в поперечном направлении, до верхней части его противоположной боковой стенки. Это позволяет определять момент наполнения или опорожнения контейнера, а не уровень отходов внутри контейнера, который сложно определить достаточно точно. Проведение инициализации позволяет точно идентифицировать конкретный контейнер, на конкретном месторасположении для того, чтобы в дальнейшем получать информацию с этого контейнера на удаленном компьютере, проводить её обработку, и рассчитывать время заполнения именно этого контейнера. Эталонное расстояние определяют при инициализации датчика в пустом контейнере и далее проводят периодическое измерение расстояния до противоположной стенки контейнера. Это позволяет точно определить и зафиксировать момент наполнения контейнера. Момент наполнения фиксируется, когда измеренное расстояние меньше, чем половина эталонного или сигнал полностью рассеивается. Это говорит о том, что между стенками контейнера возникло препятствие. С этого момента считается, что контейнер полон. За счет того, что далее продолжают периодическое измерение расстояния до противоположной стенки контейнера и фиксируют момент, когда расстояние до противоположной стенки становится равным эталонному расстоянию, точно определяют момент опорожнения контейнера. Момент заполнения и опорожнения передают на управляющий компьютер. Передача данных о моменте опорожнения позволяет накапливать на удаленном компьютере данные о времени опорожнения и проводить контроль качества обслуживания контейнера. Разрыв между моментом наполнения и моментом опорожнения позволяет судить о длительности нахождения контейнера в наполненном состоянии, и соответственно, о качестве работы коммунальной службы. Имея данные, полученные в результате большого количества измерений на удаленном компьютере, рассчитывают среднюю скорость накопления отходов в контейнере, сезонность и периодичность накопления. Все эти данные привязаны к месту установки контейнера. Результаты анализа данных о накоплении позволяют прогнозировать уровень мусора в контейнере задолго до того как он наполнится. Это позволяет построить точный прогноз накопления отходов, запланировать и организовать работу мусоровозов в оптимальном режиме. Периодическое измерение температуры внутри контейнера позволяет вести мониторинг параметра, своевременно определять его критическое изменение, передавать точную и своевременную информацию на управляющий компьютер. Таким образом, повышают точность определения периода времени заполнения контейнера за счет повышения точности и своевременности передаваемой информации.The technical result is ensured by the fact that the filling sensor is installed on the side wall of the container, which allows measurements not to go deep into the container, in the direction of its bottom, but in the transverse direction, to the upper part of its opposite side wall. This allows you to determine the moment of filling or emptying the container, and not the level of waste inside the container, which is difficult to determine quite accurately. Initialization allows you to accurately identify a specific container at a specific location in order to subsequently receive information from this container on a remote computer, process it, and calculate the time it takes to fill this container. The reference distance is determined during initialization of the sensor in an empty container and then periodically measure the distance to the opposite wall of the container. This allows you to accurately determine and record the moment of filling of the container. The filling moment is recorded when the measured distance is less than half the reference or the signal is completely scattered. This suggests that an obstacle has occurred between the walls of the container. From now on, it is believed that the container is full. Due to the fact that they continue to periodically measure the distance to the opposite wall of the container and record the moment when the distance to the opposite wall becomes equal to the reference distance, precisely determine the moment of emptying of the container. The moment of filling and emptying is transmitted to the control computer. The transfer of data on the moment of emptying allows you to accumulate data on the time of emptying on a remote computer and to monitor the quality of service of the container. The gap between the moment of filling and the moment of emptying allows us to judge the length of time the container was in the filled state, and accordingly, the quality of work of the utility service. Having the data obtained as a result of a large number of measurements on a remote computer, the average rate of waste accumulation in the container, seasonality and frequency of accumulation are calculated. All this data is tied to the installation location of the container. The results of the analysis of accumulation data make it possible to predict the level of garbage in a container long before it is full. This allows you to build an accurate forecast of waste accumulation, plan and organize the operation of garbage trucks in the optimal mode. Periodic temperature measurement inside the container allows monitoring the parameter, timely determining its critical change, and transmitting accurate and timely information to the control computer. Thus, they increase the accuracy of determining the time period for filling the container by increasing the accuracy and timeliness of the transmitted information.
Способ контроля эксплуатации мусорного контейнера осуществляют следующим образом. На внутреннюю стенку контейнера устанавливают датчик контроля твердых коммунальных отходов (КТКО), который является датчиком заполнения контейнера, проводят его инициализацию. Датчик используют в составе программно-аппаратного комплекса оптимизации сбора и вывоза твердых коммунальных отходов. Для передачи данных на сервер используют беспроводную сеть 2G/GPRS. Корпус датчика КТКО выполнен из ударопрочного пластика, в корпусе установлены микроконтроллер со специальным ПО, датчик измерения расстояния, который может быть ультразвуковым, лазерным, фотоэлектрическим и др., датчик температуры, GSM/GPRS модуль, SIM-карта, внутренняя антенна, источник автономного питания, управляющая кнопка диагностики, светодиод. Все оборудование работает в интервале температур от -40° до +75°С. Корпус датчика КТКО водо- и пыленепроницаемый, соответствует классу IP66. Инициализацию датчика КТКО проводят с помощью приложения «WO:Старт» путем введения абонентского номера с этикетки датчика и отправки SMS-сообщения на удаленный управляющий компьютер - сервер. Номер абонента, передаваемый на сервер, определяют посредством USSD сообщения. Запускают процесс связи датчика с сервером. Об успешной инициализации судят по сигналам светодиода. Датчик КТКО устанавливают на боковую стенку контейнера на расстоянии 5 см от верхнего края контейнера, при этом угол между противоположными стенками контейнера не должен превышать 5°. Включают режим инициализации, и после двойного нажатия управляющей кнопки проводят измерение расстояния от стенки до стенки в пустом контейнере. Данное расстояние является эталонным, его значение фиксируется и сохраняется в памяти датчика, передается на сервер. В памяти датчика помимо величины эталонного расстояния сохраняется информация о моменте, т.е. дате и времени, когда контейнер пуст, эта информация также посредством беспроводных телекоммуникационных сетей передается на обрабатывающий сервер. Датчик КТКО автоматически переходит в режим эксплуатации. В режиме эксплуатации с помощью датчика измерения расстояния, находящегося в корпусе датчика КТКО, автоматически, с частотой один раз в час измеряют расстояние до противоположной стенки контейнера. Как только между измерительным прибором и противоположной стенкой контейнера возникает препятствие в виде вершины мусорной кучи, измеренное расстояние становится отличным от эталонного, или происходит рассеяние отраженного сигнала, например, ультразвукового. Вершина мусорной кучи располагается выше места установки датчика измерения расстояния, и ультразвуковой сигнал отражается от её боковой поверхности, расположенной напротив датчика. Когда расстояние до противоположной стенки становится менее половины эталонного расстояния, датчиком КТКО фиксируется момент наполнения контейнера. Информация о дате и времени заполнения контейнера передается датчиком КТКО на сервер через GSM/GPRS модуль. После наполнения контейнера датчик измерения расстояния в датчике КТКО производит дальнейшее измерение расстояния с периодичностью один раз в 15 минут. Как только происходит опорожнение контейнера, расстояние, измеряемое датчиком, становится равным эталонному. Датчик измерения расстояния определяет это расстояние, датчик КТКО через модуль GSM/GPRS отправляет на сервер информацию об освобождении контейнера. Не менее чем через месяц с момента инициализации, т.е. с момента установки датчика, на управляющем компьютере накапливается достаточный объем информации о времени, за которое данный контейнер наполняется. На управляющем компьютере используются статистические методы обработки информации, в результате чего получают следующие характеристики: среднюю скорость заполнения контейнера, сезонность, периодичность накопления. В режиме эксплуатации датчик КТКО с частотой один раз в пять минут измеряет температуру внутри контейнера. При увеличении температуры выше критической, датчик КТКО передает на сервер сигнал тревоги для предотвращения пожара внутри контейнера. Информацию о температуре в контейнере используют при обработке информации о наполнении контейнера для корректировки результатов измерений датчика измерения расстояния. На основании полученной с помощью датчика КТКО статистической информации, вычисляют скорость и время наполнения мусором данного конкретного контейнера. На основании расчетов и информации о температуре формируют оптимальный график и маршрут вывоза мусора. При планировании вывоза учитывается влажность на обслуживаемой территории. Используя информацию с сервера, прогнозируют реальное наполнение контейнеров к моменту сбора мусора, и строят маршрут только по площадкам с заполненными контейнерами. С помощью режима «завершающего рейса» собирают остатки на маршрутах уборки необходимым для этого количеством машин. Кроме того, коммунальные службы и муниципалитеты в режиме online контролируют частоту уборки, переполнение контейнеров, объем собранных отходов. Способ позволяет отследить реальное время между наполнением и опорожнением контейнера с целью контроля качества уборки. The method of controlling the operation of the garbage container is as follows. A sensor for monitoring solid municipal waste (KTKO), which is a container filling sensor, is installed on the inner wall of the container; it is initialized. The sensor is used as part of a hardware-software complex for optimizing the collection and removal of municipal solid waste. To transfer data to the server, use a 2G / GPRS wireless network. The housing of the KTKO sensor is made of shockproof plastic, a microcontroller with special software, a distance measuring sensor, which can be ultrasonic, laser, photoelectric, etc., a temperature sensor, a GSM / GPRS module, a SIM card, an internal antenna, an autonomous power supply are installed in the housing Diagnostic control button, LED. All equipment operates in the temperature range from -40 ° to + 75 ° C. The KTKO sensor housing is waterproof and dustproof, complies with IP66. The initialization of the KTKO sensor is carried out using the WO: Start application by entering the subscriber number from the sensor label and sending an SMS message to the remote control computer - server. The subscriber number transmitted to the server is determined by USSD message. Start the process of communication between the sensor and the server. Successful initialization is judged by the LED signals. The KTKO sensor is installed on the side wall of the container at a distance of 5 cm from the top edge of the container, while the angle between the opposite walls of the container should not exceed 5 °. Initialization mode is turned on, and after double pressing the control button, the distance from wall to wall is measured in an empty container. This distance is a reference, its value is recorded and stored in the sensor memory, transmitted to the server. In addition to the value of the reference distance, the moment information is stored in the sensor’s memory, i.e. date and time when the container is empty, this information is also transmitted via wireless telecommunication networks to the processing server. The KTKO sensor automatically goes into operation mode. In the operation mode, using the distance measuring sensor located in the housing of the KTKO sensor, the distance to the opposite wall of the container is automatically measured once a hour. As soon as an obstacle appears in the form of the top of the garbage heap between the measuring device and the opposite wall of the container, the measured distance becomes different from the reference, or a scattered signal, for example, an ultrasound, is scattered. The top of the garbage heap is located above the installation location of the distance measurement sensor, and the ultrasonic signal is reflected from its side surface opposite the sensor. When the distance to the opposite wall becomes less than half of the reference distance, the KTKO sensor detects the moment of filling the container. Information on the date and time of filling the container is transmitted by the KTKO sensor to the server via the GSM / GPRS module. After filling the container, the distance measuring sensor in the KTKO sensor performs a further distance measurement once every 15 minutes. As soon as the container is empty, the distance measured by the sensor becomes equal to the reference. The distance measuring sensor determines this distance, the KTKO sensor sends information on the release of the container to the server via the GSM / GPRS module. Not less than a month after the initialization, i.e. from the moment the sensor is installed, a sufficient amount of information is accumulated on the control computer about the time during which this container is filled. The control computer uses statistical methods of information processing, resulting in the following characteristics: average container filling rate, seasonality, frequency of accumulation. In operating mode, the KTKO sensor measures the temperature inside the container with a frequency of once every five minutes. When the temperature rises above the critical temperature, the KTKO sensor sends an alarm to the server to prevent a fire inside the container. Information about the temperature in the container is used when processing information about filling the container to adjust the measurement results of the distance measurement sensor. Based on the statistical information obtained with the aid of the KTKO sensor, the speed and time of garbage filling of this particular container are calculated. Based on the calculations and information on the temperature, an optimal schedule and route for garbage collection are formed. When planning the export, humidity in the served area is taken into account. Using information from the server, they predict the actual filling of containers at the time of garbage collection, and build a route only on sites with filled containers. Using the “final voyage” mode, the remains are collected on the cleaning routes with the required number of cars. In addition, utilities and municipalities online control the frequency of cleaning, container overflow, and the amount of waste collected. The method allows you to track the real time between filling and emptying the container in order to control the quality of cleaning.
Таким образом, изобретение позволяет повысить точность определения периода времени заполнения контейнера, улучшить контроль за качеством обслуживания контейнера.Thus, the invention allows to increase the accuracy of determining the time period for filling the container, to improve control over the quality of service of the container.