物联网技术在城市垃圾清运监管系统中的应用研究

当前我国持续进行城市化建设,城市人口数量不断增加,在城市发展过程中产生了大量的污染垃圾。我国城市垃圾产量逐渐增多,垃圾处理难度也不断增加,传统城市生活垃圾在收运管理方面还存在一系列的问题,未能形成对于分散垃圾的有效监管,不能从源头出发,做好垃圾产量的预算以及管理,也未能进行全程监控,实际收运效率较低。垃圾收运过程中所消耗的成本资金巨大,在处置过程中,普遍存在监管复杂、效果不佳等问题。     

基于遗传算法的最优城市垃圾收运路线探究

通过对垃圾收运路线的分析,可归结为组合规划问题。针对目前垃圾收运路线多采用TSP模型,建立了改进的遗传算法的垃圾收运优化模型,并运用计算机编程和搜索技术进行研究,并结合实例给出参数对运输路线进行计算机仿真。分别以垃圾收运车程最短和垃圾收运时间最少建立目标函数,并挖掘出约束条件,建立垃圾收运路线的数学模型。对传统的遗传算法进行改进,采用赌论策略选择个体进行遗传交叉操作,来求得目标函数的近似全局最优解。经实例仿真证明,建立的模型是合理的,表明赌论策略的遗传算法适合于复杂的垃圾收运路线的优化,运行收敛速度快,为优化路线提供了参考。     

基于GIS的城市生活垃圾收运管理系统

针对城市生活垃圾快速增长所带来的收运成本增加以及居民生活环境恶化等问题,提出基于地理信息系统(GIS)的垃圾收运管理系统设计方案,包括系统结构、数据库模型等,采用扫描与分支定界相结合的算法实现垃圾收运的调度优化。选择某地区的一部分收运线路进行实验,结果表明,系统能方便有效地进行垃圾管理并减少收运成本。     

基于智能垃圾桶的垃圾分类动态收运路径优化问题研究

针对城市生活垃圾分类收运过程中存在的环境二次污染和垃圾产生量不确定性等问题,提出了一种基于智能垃圾桶的动态收运车辆路径优化方法。建立以最小化碳排放成本、燃油消耗成本、固定成本和车辆延迟到达惩罚成本为目标的动态车辆路径优化模型。采用滚动时域的方式将动态问题转换为一系列静态问题,并设计两阶段算法进行求解。首先采用粒子群算法对收运车辆路径进行规划,而后在每个时域末,综合考虑待清运垃圾桶的位置和垃圾量、垃圾收运车辆的位置和装载量以动态调整现有车辆路径。研究结果表明,相较于传统的静态收运方案,动态垃圾收运方案能够在降低车辆运输成本和碳排放成本的同时,显著降低由于清运不及时造成的环境二次污染的风险。     

垃圾收运路线问题的蜂群优化算法研究

整个垃圾处理系统中城市生活垃圾收运费用占很大比例,通过研究垃圾收运路线问题,可以有效节约成本,提高作业效率.根据城市生活垃圾收运系统的特点,采用带中转站的垃圾收运问题的标准数学模型.在分析蜂群优化算法理论的基础上,针对问题的特点,研究了蜂群优化算法求解的具体步骤,并通过实例仿真,证明了蜂群优化算法在解决带中转站的垃圾收运问题上的可行性和有效性.最后通过与蚁群算法对比,进一步说明了蜂群优化算法在解决问题的优越性.     

基于物联网的餐厨废弃物回收处理监管系统研究

本文针对我国城市化进程中不可回避的餐厨废弃物、"地沟油"等环保问题的如何回收监管进行了全面研究,分析了目前国内外相关研究现状,基于物联网技术提出了回收监管系统研究的方向、主要研究内容及涉及到的关键技术,为改善城市环境"变废为宝"给出了解决方案,利用GIS、GPS、车载移动视频、智能手持终端等技术,建立餐厨垃圾收运综合监管系统,实现了收运过程全程业务监管。     

垃圾分类收运模式下车辆路径问题建模与仿真

建立与垃圾种类相匹配的垃圾分类收运体系是确保垃圾分类制度有效实施的重要一步.生活垃圾分类收运问题属于车辆路径问题范畴.在垃圾分类收运模式下,考虑垃圾种类-车辆类型匹配关键因素,研究多种类垃圾多车型车辆路径优化问题.以车辆启动成本、运输成本之和最小化为目标,建立混合整数规划模型,利用遗传算法予以求解.通过算例仿真验证了模型及算法的有效性,在践行垃圾分类制度上具有实际应用价值.     

医疗废物管理信息系统开发研究

做好医疗废物的智能化归类管理,对正常义务活动开展而言至关重要。针对医院的医疗废物、废物收集与处置周期需求,建构起医疗废物信息化管理系统,合理设置医疗废物收集、交接、出入库及处置等的管理环节,对区域内医院医疗废物作出不定时收集、整理与处置。该系统大大提升医疗废物管理效率、收集与处置质量的同时,有效减少医疗废物带来的人身危害或环境污染问题。     

基于STM32的便携式信息采集系统的设计

针对垃圾的计量统计问题,设计了一种便携式信息采集系统。该系统以μC/OS-Ⅱ和STM32F103ZET处理器作为软、硬件平台,并在此硬件平台上扩展了GPS定位、射频识别和液晶显示等功能模块。利用GPS模块和RFID模块采集非接触式IC卡的位置信息和编号信息,进而实现非接触式IC卡的定位,通过"非接触式IC卡-垃圾桶-垃圾来源"这一途径,获取垃圾的收集来源。     

基于改进Resnet18的垃圾分类收运监管方法研究

为解决垃圾分类收运过程中,由于错误收运导致的混装率高、垃圾分类效果下降的问题,文章提出了一种基于改进Resnet18的垃圾分类收运监管方法。首先,在Resnet18残差结构的始端引入SE-Net通道注意力机制模块,可以有效提升网络的特征提取能力;其次,采用一种基于空洞卷积的多尺度感受野融合模块,使网络能够融合不同尺度的特征信息。实验结果表明,残差结构始端和晚期融合的改进方案效果更佳,加权F1值较原Resnet18分别提升了9.26%和7.36%。改进后的模型加权的F1值达97.27%,较原Resnet18分别提升了10.26%,并且对不同颜色垃圾桶识别的准确率更高。此外,改进后的Resnet18的每秒检测帧数(FPS)达到65.03,可以满足监管实时性的要求。同时,采用数据增强和天气模拟的方法处理数据集,使模型能适应多种环境,提升了模型的鲁棒性。     

Waste collection vehicle routing problem with time windows

In this paper, we address a real life waste collection vehicle routing problem with time windows (VRPTW) with consideration of multiple disposal trips and drivers’ lunch breaks. Solomon's well-known insertion algorithm is extended for the problem. While minimizing the number of vehicles and total traveling time is the major objective of vehicle routing problems in the literature, here we also consider the route compactness and workload balancing of a solution since they are very important aspects in practical applications. In order to improve the route compactness and workload balancing, a capacitated clustering-based waste collection VRPTW algorithm is developed. The proposed algorithms have been successfully implemented and deployed for the real life waste collection problems at Waste Management, Inc. A set of waste collection VRPTW benchmark problems is also presented in this paper.Waste collection problems are frequently considered as arc routing problems without time windows. However, that point of view can be applied only to residential waste collection problems. In the waste collection industry, there are three major areas: commercial waste collection, residential waste collection and roll-on-roll-off. In this paper, we mainly focus on the commercial waste collection problem. The problem can be characterized as a variant of VRPTW since commercial waste collection stops may have time windows. The major variation from a standard VRPTW is due to disposal operations and driver's lunch break. When a vehicle is full, it needs to go to one of the disposal facilities (landfill or transfer station). Each vehicle can, and typically does, make multiple disposal trips per day. The purpose of this paper is to introduce the waste collection VRPTW, benchmark problem sets, and a solution approach for the problem. The proposed algorithms have been successfully implemented and deployed for the real life waste collection problems of Waste Management, the leading provider of comprehensive waste management services in North America with nearly 26,000 collection and transfer vehicles.     

Fuzzy parametric programming model for multi-objective integrated solid waste management under uncertainty

Solid waste management is increasingly becoming a challenging task for the municipal authorities due to increasing waste quantities, changing waste composition, decreasing land availability for waste disposal sites and increasing awareness about the environmental risk associated with the waste management facilities. The present study focuses on the optimum selection of the treatment and disposal facilities, their capacity planning and waste allocation under uncertainty associated with the long-term planning for solid waste management. The fuzzy parametric programming model is based on a multi-objective, multi-period system for integrated planning for solid waste management. The model dynamically locates the facilities and allocates the waste considering fuzzy waste quantity and capacity of waste management facility. The model addresses uncertainty in waste quantity as well as uncertainties in the operating capacities of waste management facilities simultaneously. It was observed that uncertainty in waste quantity is likely to affect the planning for waste treatment/disposal facilities more as compared with the uncertainty in the capacities of the waste management facilities. The relationship between increase in waste quantity and increase in the total cost/risk involved in waste management is found to be nonlinear. Therefore, it is possible that a marginal change in waste quantity could increase the total cost/risk substantially. The information obtained from the analysis of modeling results can be effectively used for understanding the effect of changing the priorities and objectives of planning decisions on facility selections and waste diversions.     

采用PLC控制制备铁电薄膜的液态源系统

为了提高制备铁电薄膜的可靠性和重复性,设计了基于PLC控制的液态源MOCVD系统。通过触摸屏完成系统控制、工艺参数设置及数据显示,实现了工艺过程的自动化控制。同时为了确保工艺过程的安全性,系统设计了异常报警、废气处理等组件。实际应用表明,该系统结构紧凑、自动化程度高、控制灵活,适合于沉积制备高质量的金属氧化物薄膜。     

基于ARM920T的嵌入式远程及时通信系统设计

目前随着交通复杂程度的不断增大,当前的交通通信系统无法满足车辆间远程、及时通信的要求,降低了行车安全性;为此,设计一种基于基于ARM920T的嵌入式远程及时通信系统,介绍了系统需实现的功能,以ARM920T芯片为核心,利用通信管理机完成数据交换,结合嵌入式系统平台完成系统硬件设计;基于ARM920T的车辆通信子系统通过车辆通信对车辆的行驶进行及时的路线跟踪、碰撞提醒,状态监测以及历史轨迹显示回放;对通信子系统进行设计,子系统分别为车辆定位系统以及车辆调度系统,构建车辆通信模型,进一步实现车辆精准远程通信,并结合蚁群算法对车辆通信模型进行求解;实验结果表明,所设计通信系统不仅通信精度高,而且成本较低,实时性优。     

含时延的车辆队列事件触发一致性控制研究

为应对通信过程中的传输时延以及车辆间连续信息交互带来的信息冗余、资源浪费,提出一种基于事件触发机制的车辆队列一致性策略,以保证车辆队列能够稳定运行;为此,构建一个考虑车辆间的跟驰行为和通信时延的三阶异质车辆队列动力学模型,提出一种基于事件触发的一致性车辆队列控制器的设计方法;在此基础上,利用Lyapunov稳定性理论和代数图论,对车辆队列的稳定性进行分析,得出了使车辆队列稳定的事件触发条件和通信时延的上界;在MATLAB平台上进行仿真实验,验证了所提车辆队列控制方法的有效性。     

具有先应性最优通道传输的车载网络研究分析

为解决车载网络中频谱感知和动态频谱管理问题,改善车载网络中无线电频谱信道中有效感知和数据传输性能,提出了一种预测控制的认知无线电（CR）车载网络。对所有预测变量,设定点计算的约束变量或目标值的期望值;根据目标期望值,在基于模型预测控制（MPC）框架中,通过控制计算预测变量的概率,使用数学模型计算预测变量在现实系统中的概率;基于现实系统预测做出决策操作,并将操作结果进行反馈,通过反馈提高预测质量。仿真实验结果表明：与抢占式MAC方法和反应式信道分配方法相比,提出方法的控制消息能耗更低,次级用户节点需要感知的信道数量更少,信道利用率得到增强。因此,可实现一个高效的CR车载网络。     

智能交通系统中基于GSM网络的移动定位技术

利用GPS/GSM网络定位技术，对移动目标的运动轨迹及其速度、运动方向、车辆状态等参数进行监控和查询，以确保车辆安全，有利调度管理，提高运营效率。该文提出的定位系统由移动受控目标、传输网络和监控中心3部分组成，利用GSM话音通道传输数据，GPS模块与AT89C51之间通过RS232串行通信口交换数据。介绍了移动定位系统的硬件组成、工作原理及软件设计，并对移动定位的相关技术进行研究与探讨。     

论机房服务器运维管理

近年来,北京市垃圾渣土管理处逐步建设和运行了垃圾处理设施、在线监测计量、市容环境监督检查、建筑垃圾管理、环卫信息和其他业务信息化等应用系统,这些业务系统部署在42台服务器等硬件设备上。服务器作为承载信息系统的基础,保证服务器的良好运行,从而提高信息系统的稳定性,是机房运维管理人员需要研究的课题。结合工作实际,讲解本单位服务器的运维管理。