Автоматизация систем сбора и переработки твердых бытовых отходов

Система обеспечения нормальной эксплуатации жизненного пространства городов и поселков городского типа формируется органами ЖКХ. Одним из основных видов их деятельности является вывоз твердо бытовых отходов из зон накопления, расположенных вблизи жилого фонда.

Накопление, вывоз, сортировка, утилизация твердо бытовых отходов является не только социальным, но коммерческим проектом. Эффективность его работы в первую очередь зависит от оперативного управления функционирования всей рассмотренной технологической цепочки. По современным понятиям в городской среде активно формируется «Умная городская среда» на всех уровнях власти [1, 2]. И шагом к ее разрешению является создание автоматизированного процесса накопления ТБО, подача сигнала на центральный диспетчерский пункт, построение логистической цепочки по сбору и вывозу ТБО на базы по сортировке, переработке и утилизации некондиционного материала.

В организации эффективности управления системой АСУ и скоростью принятия текущих решений зависит от организации движения не только информационных потоков между элементами логистической системы накопления и доставки ТБО, но и от качества машин, используемых для сбора и перевозки, их оснащенности для работы с интерфейсами в удаленном пространстве [3, 4].

В системе ЖКХ годами разрабатывались методики и правила построения работы по сбору и вывозу ТБО на базы захоронения. Существующий управленческий алгоритм действий неэффективен, так как строился он по принципу объезда машинами по заданному маршруту и по мере их заполнения производится вывоз на базы захоронения. Процесс опирался на чисто субъективную оценку событий. В результате чего наблюдается не целевое использование машины, перерасход горючесмазочных материалов, не вывоз ТБО из жилой зоны и рост недовольства работой ЖКХ населением из-за анти санитарии на придомовых территориях. На лицо - слабый контроль за техническим состоянием подвижного автомобильного транспорта.

В тоже время такая организация сбора твердо бытовых отходов не позволяет производить сортировку и утилизацию в полном объеме. За рубежом технология «Умная городская среда» функционирует уже более 45 лет и превращение отходов в сырьевую среду составляет 72-80%, а в России всего лишь 2-4%. Это крайне мало для развитых стран. Данный проект является социально ориентированным и в тоже время социотехническим, опирающимся на современное развитие АСУ, специализированное программное обеспечение, машиностроение, химическую промышленность, материаловедение и технологии по переработке ТБО [5, 6].

Для принятия оптимального решения целесообразно использовать метод гибкого планирования с учетом множества факторов как внешней среды, так внутренней. Концепция гибкого планирования основывается на анализе внешней среды, разработке тактического плана действий, создании условий для реализации принятой стратегии, оценки полученных результатов и контроля за их реализацией. Блок-схема принятия решений при гибком планировании по сбору ТБО в городской среде представлена на рис. 1.

Применяемые методы гибкого планирования в современных условиях городской инфраструктуры являются оптимальными, позволяющими выбрать в потоке времени и условиях неопределенности оптимальное решение, приносящее запланированный результат с минимальными издержками и с учетом получения максимальной прибыли [6].

Рис. 1. Блок-схема принятия решений при гибком планировании по сбору ТБО

На рис. 2 представлена модель гибкого планирования действия АСУ в управлении ЖКХ, которая имеет многовекторную связь с каждой патрульной машиной по сбору ТБО в реальном времени и системами информационных потоков от постов накопления твердо бытовых отходов в придомовых территориях и пунктов по сортировки и их переработки во вторичное сырье. При этом патрульные машины оснащены полноценной системой управления, включающей само оборудование [7], программное обеспечение, управление, пользовательский интерфейс, систему безопасности.

Рис. 2. Модель гибкого планирования по выбору эффективного принятия решений по сбору ТБО в городской среде и дальнейших путей переработки

На местности оборудованы точки, позволяющие решать задачи по получению и обработке визуальной информации, передаче информации в единый центр АСУ, построению оптимальных маршрутов движения машин в реальном масштабе времени по мере заполнения контейнеров ТБО и передаче информации каждой машине, работающей на закрепленной территории.

На рис. 3 представлена логико-функциональная схема работы АСУ ЖКХ, ориентирования на реализацию системы гибкого планирования в условиях неопределенности городской среды. Система видеонаблюдения с применением миниатюрных видеокамер совместно с современным программным обеспечением позволяют организовать своевременную уборку ТБО в городской застройке, доставить на их пункты приема и сортировки. Точность позиционирования позволяет построить маршруты наиболее оптимально с учетом загруженности транспортных магистралей города. При этом сохраняется автономность каждой патрульной машины по сбору ТБО.

Рис. 3. Функциональная схема работы САУ по сбору ТБО в городской застройке

В тоже время диспетчерская служба осуществляет онлайн мониторинг за ведением работ и в случае поломки патрульных машин производится коррекция маршрутов или транспортные предприятия осуществляют замену машин, сошедших с маршрута [3, 4, 6].

Предлагаемая технология по сбору и вывозу ТБО позволяет приблизиться к созданию «Умной городской среды», обеспечивающей минимизацию влияния человеческого фактора на комфортное и безопасное проживание всем слоям населения.