專利名稱：：基于地理信息的垃圾收運(yùn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及的是一種環(huán)保
技術(shù)領(lǐng)域：
的方法，具體地說(shuō)，涉及一種基于地理信息的垃圾收運(yùn)方法。
背景技術(shù)：
：地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem,簡(jiǎn)稱GIS)是以采集、存儲(chǔ)、管理、描述、分析和顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。GIS描述地球表面的空間位置和空間關(guān)系的信息。利用GIS技術(shù)可對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示、分析，實(shí)現(xiàn)為環(huán)境決策提供輔助手段的目的。目前，一般的城市垃圾收運(yùn)是由垃圾運(yùn)輸車按一定的路線依次訪問(wèn)垃圾收集點(diǎn)，車滿載后將運(yùn)往中轉(zhuǎn)站或直接運(yùn)往處理廠。針對(duì)城市垃圾收運(yùn)的問(wèn)題，一些先進(jìn)國(guó)家如瑞典、美國(guó)等已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，其應(yīng)用效果給人們帶來(lái)了極大的方便，體現(xiàn)了良好的社會(huì)和生態(tài)效應(yīng)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00410044207.5，發(fā)明名稱為城市垃圾收運(yùn)控制系統(tǒng)，該專利涉及一種城市垃圾收運(yùn)控制系統(tǒng)，在各垃圾中轉(zhuǎn)站的垃圾處理設(shè)備中有信息處理裝置并將其垃圾處理信息傳送給中央計(jì)算機(jī)，然后中央計(jì)算機(jī)根據(jù)信息處理結(jié)果和車輛信息安排車輛的收運(yùn)。該方案可盡可能縮短垃圾在中轉(zhuǎn)站的停留時(shí)間，一定程度上提高了垃圾收運(yùn)效率。但由于該方法只考慮了中轉(zhuǎn)站的影響因素，而對(duì)垃圾產(chǎn)生的源頭也就是垃圾收集點(diǎn)的控制和管理不夠重視。而且現(xiàn)有的收集方式下，各收集點(diǎn)的收集頻率是固定的。也就是說(shuō)，每天收集的順序和路線基本相同。但實(shí)際上由于每個(gè)收集點(diǎn)垃圾量的不確定性將會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸車空行程，浪費(fèi)人力和物力。而且，有些收集點(diǎn)垃圾未及時(shí)收運(yùn)還會(huì)出現(xiàn)溢出，如果不及時(shí)處理將會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。在城市垃圾的收運(yùn)管理上，每個(gè)城市都根據(jù)其實(shí)際情況制定了城市垃圾收集、運(yùn)輸和管理方案，同時(shí)也投入大量資金用于購(gòu)置專用垃圾清運(yùn)車輛和建立配套設(shè)施以及支付城市垃圾收運(yùn)系統(tǒng)的日常費(fèi)用。垃圾收運(yùn)在垃圾管理過(guò)程中，是任務(wù)最繁重、耗資最大的一個(gè)環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市垃圾管理費(fèi)用的60-80%用于收運(yùn)工作。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于地理信息的垃圾收運(yùn)方法，使其科學(xué)、有效的進(jìn)行垃圾收運(yùn)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的垃圾收運(yùn)，同時(shí)提供良好的生活環(huán)境。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明所提出的基于GIS技術(shù)的垃圾收運(yùn)方法，包括收集點(diǎn)垃圾體積信息檢測(cè)、信息管理中心GIS地圖、收運(yùn)路線優(yōu)化和收運(yùn)車輛收集與運(yùn)輸四個(gè)具體步驟第一步，收集點(diǎn)垃圾體積信息檢測(cè)收集點(diǎn)通過(guò)傳感器獲取垃圾體積信息并通過(guò)無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送至信息管理中心。目前，收集點(diǎn)主要指垃圾箱房，而垃圾箱房?jī)?nèi)放置著垃圾桶。收集點(diǎn)通過(guò)垃圾桶內(nèi)傳感器采集其體積信息，信息管理中心GIS監(jiān)控。第二步，信息管理中心GIS地圖信息管理中心接收到來(lái)自于各收集點(diǎn)的垃圾信息，在GIS地圖上顯示各收集點(diǎn)當(dāng)前垃圾狀況和需要收集的急或緩。信息管理中心根據(jù)各收集點(diǎn)的垃圾信息，按照體積等級(jí)來(lái)判斷各收集點(diǎn)的體積狀態(tài)，本發(fā)明將垃圾的體積信息劃分為五個(gè)等級(jí)紅色表示該收集點(diǎn)垃圾已經(jīng)達(dá)到9W。，需要盡快收集；桔紅色表示該收集點(diǎn)垃圾已經(jīng)達(dá)到80%，可以收集；黃色表示該收集點(diǎn)垃圾達(dá)到65%，不用緊急收集；綠色表示該收集點(diǎn)垃圾達(dá)到25%，可以暫緩收集；白色表示該收集點(diǎn)垃圾近乎為空，有待居民投放垃圾。信息管理中心的GIS地圖顯示整個(gè)垃圾收集城市區(qū)域，在GIS地圖上，能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)顯示各收集點(diǎn)的體積狀態(tài)，并顯示為上述對(duì)應(yīng)的顏色狀態(tài)。一旦某收集點(diǎn)的垃圾被清運(yùn)了，在GIS地圖上該收集點(diǎn)圖標(biāo)將轉(zhuǎn)為白色。這樣，通過(guò)GIS技術(shù)可以很直觀地讓管理者或者決策者了解詳細(xì)的收運(yùn)狀況，提供決策依據(jù)。第三步，收運(yùn)路線優(yōu)化信息管理中心根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)，安排收運(yùn)車輛，并結(jié)合GIS計(jì)算的最短路徑根據(jù)掃描分組算法求解較優(yōu)的收運(yùn)路線。針對(duì)城市區(qū)域道路的特征，通過(guò)GIS技術(shù)可以獲取任意兩目標(biāo)對(duì)象(收集點(diǎn)、停車點(diǎn)、中轉(zhuǎn)站和處理廠)之間的最短路徑?；趻呙璺纸M算法根據(jù)當(dāng)前收集點(diǎn)的垃圾體積狀態(tài)安排合適的車輛和優(yōu)化的收運(yùn)路線。也就是，垃圾收集車優(yōu)先訪問(wèn)GIS地圖中收集點(diǎn)圖標(biāo)顯示為紅色的收集點(diǎn)。根據(jù)當(dāng)前所有紅色收集點(diǎn)垃圾體積量安排合適的車型，以減少收運(yùn)車的空行程提高作業(yè)效率。另外，根據(jù)GIS的信息為收運(yùn)車安排合適的優(yōu)化路徑，使得收運(yùn)行程或者成本最少。所述的結(jié)合GIS計(jì)算的最短路徑根據(jù)掃描分組算法求解較優(yōu)的收運(yùn)路線，具體為針對(duì)需要收集的垃圾收集點(diǎn)，建立以停車場(chǎng)和處理廠連線為極軸的極坐標(biāo)系，分別計(jì)算各收集點(diǎn)在坐標(biāo)系下的角度值，從停車場(chǎng)出發(fā)，按逆時(shí)針?lè)较驅(qū)M足約束條件的收集點(diǎn)依次加入到當(dāng)前組中。直到達(dá)到垃圾車重量或體積的額定值后，建立一個(gè)新組。如此反復(fù)直到任務(wù)完成。第四步，收運(yùn)車輛收集與運(yùn)輸垃圾車沿著優(yōu)化的路線依次訪問(wèn)收集點(diǎn)，將垃圾運(yùn)至處理廠，完成作業(yè)任務(wù)后返回停車場(chǎng)。每輛垃圾車上裝有GPS終端，通過(guò)GPRS實(shí)時(shí)將位置信息發(fā)送至信息管理中心并在GIS地圖上顯示。垃圾運(yùn)輸車沿著收運(yùn)路線優(yōu)化的路線依次訪問(wèn)收集點(diǎn)，將垃圾運(yùn)至處理廠，作業(yè)計(jì)劃完成后返回停車場(chǎng)。同時(shí)，垃圾車的作業(yè)路線也可以實(shí)時(shí)顯示于信息管理中心。這樣可以做到實(shí)地了解作業(yè)車輛的作業(yè)方案、作業(yè)路線和作業(yè)狀況。本發(fā)明在GIS地圖上實(shí)時(shí)顯示各收集點(diǎn)的垃圾狀態(tài)，利用了GIS技術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示和分析，實(shí)現(xiàn)為環(huán)境決策提供輔助手段的目的。本發(fā)明采用的掃描分組算法，根據(jù)收集點(diǎn)狀態(tài)安排垃圾的收運(yùn)，該方法是一種有效、簡(jiǎn)捷且實(shí)用的方法。本發(fā)明可以為城市環(huán)衛(wèi)管理部門(mén)的提供決策依據(jù)，根據(jù)垃圾桶體積不同顏色的顯示狀態(tài)來(lái)配置收集點(diǎn)垃圾桶的數(shù)量。同時(shí)，可以根據(jù)該方法來(lái)設(shè)置垃圾車的收集頻率。本發(fā)明因?yàn)椴捎昧松鲜龅募夹g(shù)，可以科學(xué)、有效的進(jìn)行垃圾收運(yùn)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的垃圾收運(yùn)，同時(shí)提供良好的生活環(huán)境。圖1為本發(fā)明垃圾收運(yùn)原理圖。圖2為垃圾收運(yùn)過(guò)程的示意圖圖3為掃描分組算法示意圖具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。本發(fā)明基于GIS技術(shù)的垃圾收運(yùn)方法如圖1所示。圖中，收集點(diǎn)1根據(jù)垃圾桶2獲取的體積信息，并通過(guò)無(wú)線發(fā)送模塊3發(fā)送至信息管理中心4。信息管理中心4根據(jù)獲取的各個(gè)收集點(diǎn)1的垃圾信息，結(jié)合表1的體積等級(jí)判斷各收集點(diǎn)1當(dāng)前所處的狀況，并顯示為相應(yīng)的顏色，GIS地圖5動(dòng)態(tài)顯示收集點(diǎn)狀態(tài)。信息管理中心4根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)安排垃圾收運(yùn)車6的類型、數(shù)目和路線，優(yōu)先收集紅色垃圾點(diǎn)的垃圾，運(yùn)輸至中轉(zhuǎn)站或處理廠。在垃圾收運(yùn)車6上裝有GPS設(shè)備7,能夠與信息管理中心4交互，GPS地圖5上可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前垃圾收運(yùn)車6的位置，作業(yè)路線等。表1列出了本發(fā)明垃圾體積劃分的等級(jí)。表1體積等級(jí)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例1.收集點(diǎn)垃圾體積信息檢測(cè)垃圾收集點(diǎn)的垃圾桶內(nèi)可以檢測(cè)其體積信息，無(wú)線模塊將該信息發(fā)送至信息管理中心。發(fā)送數(shù)據(jù)格式為表2發(fā)送數(shù)據(jù)格式<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>2.信息管理中心GIS監(jiān)控信息管理中心根據(jù)垃圾的體積信息，判斷當(dāng)前收集點(diǎn)所處的狀態(tài)，并以不同的顏色等級(jí)顯示與GIS地圖上。在構(gòu)建的坐標(biāo)系下，可以計(jì)算各收集點(diǎn)的角度值。如表3所示。表3收集點(diǎn)顏色顯示與極坐標(biāo)角度<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>3.收運(yùn)路線優(yōu)化信息管理中心根據(jù)該區(qū)域收集點(diǎn)的垃圾信息制定收集策略，優(yōu)先收集紅色顯示收集點(diǎn)。采用掃描分組算法，結(jié)合GIS計(jì)算的最短路徑擬定收運(yùn)的路線。在該實(shí)施例中，如果采用%25(收集點(diǎn)垃圾體積不小于25%)以上收集策略，則該路線應(yīng)該包括第1，2，3，4，6收集點(diǎn)。掃描分組算法產(chǎn)生的路徑為停車場(chǎng)-6-3-4-1-2-處理廠。同時(shí)，根據(jù)這些垃圾的體積選用合適的車型收運(yùn)，盡量保證一次清運(yùn)。4.收運(yùn)車輛收集與運(yùn)輸收運(yùn)車輛根據(jù)制定的收運(yùn)路線執(zhí)行收運(yùn)計(jì)劃，垃圾滿載后運(yùn)往處理廠，直至任務(wù)完成返回停車場(chǎng)。同時(shí)，通過(guò)車載GPS終端信息管理中心能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控車輛的狀態(tài)，以達(dá)到對(duì)車輛的實(shí)時(shí)調(diào)度。本實(shí)施例采用傳感器檢測(cè)收集點(diǎn)垃圾桶體積狀況，發(fā)送至信息管理中心，并通過(guò)GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理、顯示和分析。實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市垃圾的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠及時(shí)、高效地訪問(wèn)需要收集的收集點(diǎn)，體現(xiàn)了垃圾清運(yùn)的敏捷性，有效地提升了環(huán)衛(wèi)管理水平。此外，該垃圾收運(yùn)方法在一定程度上節(jié)約了成本的投入，提高了作業(yè)的效率。權(quán)利要求1、一種基于地理信息的垃圾收運(yùn)方法，其特征在于，包括以下步驟第一步，收集點(diǎn)通過(guò)傳感器獲取垃圾體積信息并通過(guò)無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送至信息管理中心；第二步，信息管理中心接收到來(lái)自于各收集點(diǎn)的垃圾信息，在地理信息系統(tǒng)地圖上顯示各收集點(diǎn)當(dāng)前垃圾狀況和需要收集的急或緩；第三步，信息管理中心根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)，安排收運(yùn)車輛，并結(jié)合地理信息系統(tǒng)計(jì)算的最短路徑收運(yùn)路線；第四步，垃圾車沿著優(yōu)化的路線依次訪問(wèn)收集點(diǎn)，將垃圾運(yùn)至處理廠，完成作業(yè)任務(wù)后返回停車場(chǎng)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地理信息的垃圾收運(yùn)方法，其特征是，所述第二步，具體實(shí)現(xiàn)為信息管理中心根據(jù)各收集點(diǎn)的垃圾信息，按照體積等級(jí)來(lái)判斷各收集點(diǎn)的體積狀態(tài)；信息管理中心的地理信息系統(tǒng)地圖顯示整個(gè)垃圾收集城市區(qū)域，在地理信息系統(tǒng)地圖上，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)顯示各收集點(diǎn)的體積狀態(tài)，并顯示為上述對(duì)應(yīng)的顏色狀態(tài)，一旦某收集點(diǎn)的垃圾被清運(yùn)了，在地理信息系統(tǒng)地圖上該收集點(diǎn)圖標(biāo)將轉(zhuǎn)為白色，這樣，通過(guò)地理信息系統(tǒng)技術(shù)很直觀地讓管理者或者決策者了解詳細(xì)的收運(yùn)狀況，提供決策依據(jù)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地理信息的垃圾收運(yùn)方法，其特征是，所述第三步中，結(jié)合地理信息系統(tǒng)計(jì)算的最短路徑收運(yùn)路線，具體為針對(duì)需要收集的垃圾收集點(diǎn)，建立以停車場(chǎng)和處理廠連線為極軸的極坐標(biāo)系，分別計(jì)算各收集點(diǎn)在坐標(biāo)系下的角度值，從停車場(chǎng)出發(fā)，按逆時(shí)針?lè)较驅(qū)M足約束條件的收集點(diǎn)依次加入到當(dāng)前組中，直到達(dá)到垃圾車重量或體積的額定值后，建立一個(gè)新組，如此反復(fù)直到任務(wù)完成。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地理信息的垃圾收運(yùn)方法，其特征是，所述第四步，具體實(shí)現(xiàn)為每輛垃圾車上裝有GPS終端，通過(guò)GPRS實(shí)時(shí)將位置信息發(fā)送至信息管理中心并在地理信息系統(tǒng)地圖上顯示，垃圾運(yùn)輸車沿著收運(yùn)路線優(yōu)化的路線依次訪問(wèn)收集點(diǎn)，將垃圾運(yùn)至處理廠，作業(yè)計(jì)劃完成后返回停車場(chǎng)，同時(shí)，垃圾車的作業(yè)路線實(shí)時(shí)顯示于信息管理中心，這樣做到實(shí)地了解作業(yè)車輛的作業(yè)方案、作業(yè)路線和作業(yè)狀況。全文摘要一種環(huán)保
技術(shù)領(lǐng)域：
的基于地理信息的垃圾收運(yùn)方法，包括以下步驟第一步，收集點(diǎn)通過(guò)傳感器獲取垃圾體積信息并通過(guò)無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送至信息管理中心；第二步，信息管理中心接收到來(lái)自于各收集點(diǎn)的垃圾信息，在地理信息系統(tǒng)地圖上顯示各收集點(diǎn)當(dāng)前垃圾狀況和需要收集的急或緩；第三步，信息管理中心根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)，安排收運(yùn)車輛，并結(jié)合地理信息系統(tǒng)計(jì)算的最短路徑根據(jù)掃描分組算法求解較優(yōu)的收運(yùn)路線；第四步，垃圾車沿著優(yōu)化的路線依次訪問(wèn)收集點(diǎn)，將垃圾運(yùn)至處理廠，完成作業(yè)任務(wù)后返回停車場(chǎng)。本發(fā)明能夠科學(xué)、有效的進(jìn)行垃圾收運(yùn)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的垃圾收運(yùn)，同時(shí)提供良好的生活環(huán)境。文檔編號(hào)G06Q10/00GK101169843SQ20071017122公開(kāi)日2008年4月30日申請(qǐng)日期2007年11月29日優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日發(fā)明者亞歷山德羅·朱斯蒂,何其昌,劉炳凱,朱明華,羅威塔,范秀敏,費(fèi)德里科·比森特尼申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)