книги / Управление отходами. Сбор, транспортирование, прессование, сортировка твёрдых бытовых отходов

Рис. 41. Мусоровоз фирмы FUAN с системой ROTOPRESS

Рис. 42. Мусоровоз фирмы FUAN с системой VARIOPRESS

Различие меду этими системами прессования отходов можно проследить на примере мусоровозов производства фирмы FAUN.

Принципиальное отличие между FAUN ROTOPRESS и VARIOPRESS заключается в том, что ROTOPRESS не требует для уплотнения гидравлически приводных пресс-плит. Он представляет собой цилиндрическую емкостьбарабан с ребристой внутренней поверхностью в форме спирали (типа шнекового транспортера). Вращение барабана и позиция шнеков приводит к эффекту фронтального сдавливания материала.

Сравнение систем ROTOPRESS и VARIOPRESS представлено в табл. 6.

2.3. Выбор оборудования для транспортирования отходов

Тип контейнеров, применяемых для сбора отходов, определяет тип автотранспортного средства, используемого для транспортировки. В табл. 7 отмечено, каким транспортным средством осуществляется транспортирование контейнеров в зависимости от схемы сбора.

Таблица 7

Схемы сбора и вывоза ТБО и универсальность техники

2.4. Определение количества мусоровозов, необходимых для вывоза ТБО

После определения принимаемого варианта вывоза отходов и выбора мусоровозной техники можно провести расчет необходимого количества и типа мусоровозов.

72

В качестве исходных данных для расчета используется следующая информация:

–суточный объем транспортируемых отходов, м3;

–характер вывоза отходов в виде смешанного потока или раздельно вывозимых фракций при раздельном сборе, их объемы (м3);

–технические и технологические характеристики планируемой к исполь-

зованию мусоровозной техники: тип мусоровоза – собирающий, транспортный; вместимость кузова, м3; грузоподъемность шасси, т; возможность раздельного вывоза двух и более фракций отходов; наличие устройств для уплотнения отходов и степень уплотнения; возможность обслуживания определенного или различных типов контейнеров; дополнительные опции, например мытье контейнеров и т.п.;

–сменность работы мусоровозов, 1–2 смены;

–количество рабочих часов в смену, 6–12;

–периодичность вывоза отходов ежесуточно, через 2–3 сут и т.п.;

–скорость движения мусоровоза, км/час (например, при движении между контейнерными площадками внутри дворов – 20 км/ч, по дороге на МСК –

40 км/ч);

–коэффициент выхода мусоровоза из парка (например, 0,85);

–расстояние между контейнерными площадками или другими объектами сбора и вывоза отходов (м);

– расстояние от контейнерных площадок или других объектов сбора и вывоза отходов до мест дальнейшего обращения с отходами (например, до МСК или МПК, станции перегруза отходов, полигона захоронения отходов, объектов по утилизации отходов, км);

– ориентировочное число и протяженность маршрутов движения собирающих мусоровозов при одноэтапной схеме вывоза отходов и транспортных мусоровозов при двухэтапной схеме вывоза отходов определяется по критериям соответствия требованиям органов Роспотребнадзора и Росприроднадзора на предмет соответствия санитарно-гигиеническим и экологическим требованиям с учетом состояния местной уличной дорожной сети и минимизации эксплуатационных затрат.

Необходимое количество собирающих и транспортных мусоровозов зависит от принятой схемы обращения с отходами (одноили двухэтапный вывоз отходов, количество и место расположения МПС, степень раздельного сбора – число раздельно собираемых фракций, удаленность объектов инфраструктуры по обращению с отходами – МПК, МСК, полигонов захоронения, объектов по утилизации отходов и т.п.).

В первом приближении число мусоровозов, необходимых для вывоза ТБО, можно определить по формуле [2]

73

где М – число мусоровозов; Пгод – количество ТБО, подлежащих вывозу в течение года, м3;

Р– число рейсов мусоровоза в сутки;

Е – количество ТБО, перевозимых за один рейс, м3; Кисп – коэффициент использования автопарка (0,7–0,8); Число рейсов можно определить по формуле [2]

где Р – число рейсов;

Т– продолжительность смены, ч;

Тпз – время, затрачиваемое на подготовительно-заключительные операции в гараже, ч;

То – время, затрачиваемое на нулевые пробеги (от гаража до места работы и обратно), ч;

Тпог – продолжительность погрузки, включая переезды и маневрирование, ч;

Тпрб – время, затрачиваемое на пробег от места погрузки до места разгрузки или обратно, ч.

Определение числа мусоровозов (других транспортных средств) для вывоза ТБО по формуле (2) даже при наличии достоверной необходимой исходной информации можно принимать как весьма приблизительное, так как необходимо провести дополнительные расчеты с оценкой большого числа привходящих факторов, которые трудно формализуются и не всегда поддаются конкретной численной оценке.

Для получения более точных результатов расчетов целесообразно использовать экспертные оценки, статистические данные по аналогичным объектам санитарной очистки, применять поправочные коэффициенты с учетом специфики конкретного населенного пункта, климатогеографических, экономических, социальных и иных значащих факторов. Среди большого числа

и других объектов обращения с отходами, так как они во многом определяют необходимое количество и типы используемых транспортных средств.

2.5. Использование программного обеспечения для оптимизации работы мусоровозного транспорта

Для решения практических задач достаточно точное определение числа и типа транспортных средств, необходимых для транспортировки отходов из мест их образования к объектам инфраструктуры по дальнейшему обращению

74

с ними, трудно получить в рамках решения традиционных транспортных задач, так как при этом практически невозможно учесть всю совокупность факторов, влияющих на конечный результат. Это определяет необходимость использования для решения этих задач методов и инструментов, применяемых в современной логистике, а также информационных технологий, которые в развитых странах за последние десять лет широко используются в коммунальном комплексе, а в нашей стране стали применяться только в последние годы.

В этом плане определенный интерес представляет построенное на основе последних достижений современной логистики и информационных технологий в области управления ТБО комплексное решение XTrack по оптимизации биз- нес-процессов в мусоровывозящих компаниях, разработанное ООО «РГ-Техно»

[37].

Основой этой разработки является интеграция программного обеспечения XTrack и информационных технологий (цифровые карты обслуживаемой территории, GRS/ГЛОНАСС-система, бортовые компьютеры в транспортных средствах, системы идентификации и взвешивания контейнеров и иных емкостей с ТБО, модули планирования графиков/маршрутов транспортировки ТБО, расчет работы персонала, занятого транспортировкой ТБО, управление логистикой).

GPS (Global Positioning System – глобальная система позиционирования) – спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположениe. Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов.

Основной принцип использования системы – определение местоположения путём измерения расстояний до объекта от точек с известными координатами – спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма антенной GPS-приёмника. Иными словами, для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно знать расстояние до трёх спутников и время GPS-системы. Таким образом, для определения координат и высоты приёмника используются сигналы как минимум с четырёх спутников.

Точности определения навигационных параметров для потребителей (с вероятностью 95 %) следующие:

–координаты – 100 м в горизонтальной плоскости;

–скорость движения – 15 м/с;

–точное время – 1 мкс.

ГЛОНАСС (GLONASS) – российская спутниковая система навигации. Приемные устройства измеряют дальность до видимых спутников, скорость

75

их движения и обрабатывают цифровую информацию, сопутствующую каждому радионавигационному сигналу. В эти данные входят координаты текущего положения спутника в пространстве и времени, отнесенные к единой для системы временной шкале и к геоцентрической связанной декартовой системе координат.

Точности определения навигационных параметров для потребителей (с вероятностью 99,7 %) следующие:

–координаты – 50–70 м в горизонтальной плоскости, 70 м – в вертикальной плоскости;

–скорость движения –15 м/с;

–точное время – 1 мкс.

GPS/ГЛОНАСС-приемники чаще всего применяются, если необходимо получить высокую точность координат (погрешность не более 100 м). Захватив сигнал, навигационный приемник автоматически вычисляет координаты объекта, скорость сигнала и всемирное время и формирует отчет. Сведения о местонахождении объекта передаются по спутниковым каналам связи в диспетчерский пункт.

Система XTrack обеспечивает возможность оперативного управления в реальном времени всей системой транспортировки ТБО. В модуле транспортировки ТБО одной из ключевых фигур является оператор, который устанавливает маршруты транспортировки. Оператор имеет в своем распоряжении карту, на которой он описывает поручения (например, сбор мусора), указывает их повторяемость (цикличность). Форма, цвет или величина знака, являющегося определенной точкой на карте, указывают на параметры поручения, такие как тип контейнеров, средняя масса отходов, собираемых в конкретном месте (вес определяется с помощью систем взвешивания XTrack), название или тип клиента, частота/день выезда, номер графика и т.п. Для каждого маршрута рассчитывается время, протяженность маршрута, а также общая масса мусора, предназначенного для вывоза. Каждая модификация генерирует список повторяющихся поручений – параметров, которые должны быть изменены (например, день сбора), чтобы активировать маршрут.

Мониторинг с использованием XTrack GPS/ГЛОНАСС позволяет просмотреть и сверить маршруты с выполненными поручениями в автоматическом режиме. Возможен также анализ установленных ранее параметров: время работы, пробега транспортного средства, количество и местонахождение конкретных поручений, время простоя транспортного средства. Программное обеспечение XTrack содержит эксплуатационный модуль, с помощью которого пользователь может считывать цифровые дорожные карты, управлять данными о страховании и техническом осмотре транспортного средства, какимилибо разрешениями, выданными транспортному средству и т.п. Система так-

76

же предоставляет расширенные отчеты, в том числе и отчеты об эффективности работы.

Система мониторинга позволяет контролировать в реальном времени основные параметры работы мусоровозного транспортного средства: кузовные параметры – работу прессующего и загрузочного механизмов, работу захватов для загрузки контейнеров, открытие борта для разгрузки, работу гидравлического механизма; параметры работы шасси – контроль расхода топлива с датчиком уровня топлива в баке, скорость передвижения, рабочее время, маршрут движения с точностью до 4 м, время и место стоянок, идентификацию водителей и бригад (грузчиков, уборщиков).

Кроме того, система позволяет осуществлять бесконтактную идентификацию контейнеров, взвешивание контейнеров и других емкостей с отходами.

Система идентификации контейнеров (RFID) состоит из двух антенн, закрепленных на механизме захвата-опрокидывателя мусоровоза, RFID-пере- датчика и бортового терминала XTrack, установленного в кабине водителя. На контейнерах закреплены чипы-транспондеры, которые подлежат идентификации. Каждый чип-транспондер имеет свой уникальный код. Регистратор GPS/ГЛОНАСС фиксирует данные, в том числе о месте и времени выполненных поручений. GPRS отвечает за передачу данных в режиме реального времени – информация собирается и передается на компьютер оператора системы. Программное обеспечение позволяет анализировать полученные данные, рассчитывать число клиентов по собранным контейнерам (или массу отходов, если установлены системы взвешивания), а также управлять селективным сбором мусора. Система RFID позволяет проводить: точное измерение массы каждого контейнера; определение времени и места каждой загрузки на основе данных XTrack GРS/ГЛОНАСC; определение массы отходов, которые были загружены вручную, без использования механизма захвата-опрокидывателя; расчет суммы оплаты для клиентов исходя из фактической массы отходов. При этом динамическoe взвешивание не прерывает и не задерживает процесс загрузки. Точность для маленьких контейнеров – 2 кг. Точность для больших контейнеров (0,7 и 1,1 м3) – 5 кг. Система обеспечивает возможность взвешивания контейнеров (для самосвалов-бункеровозов), а также ручных загрузок и неидентифицированных контейнеров с указанием времени и места загрузки. Передача данных осуществляется в режиме реального времени – информация собирается и передается на компьютер оператора.

Программные продукты позволяют генерировать отчеты о работе транспорта по каждому отдельному транспортному средству и всех используемых транспортных средств в виде таблиц, включающих дату и точное время, регистрационный номер транспортного средства, начало и окончание движения, продолжительность движения, длину пробега (в км), местонахождение в каж-

77

дый конкретный промежуток времени, операции (включение зажигания, загрузку, прессование, стоянку, разгрузку, выключение зажигания и т.п.).

Компанией ООО «РГ-Софт Проект Консалтинг» разработан программный продукт «RG-Soft: вывоз мусора», который обеспечивает комплексную автоматизацию бизнес-процессов по сбору, вывозу и сортировке ТБО, а также других отходов. В этом программном продукте определенный интерес представляют модули по управлению транспортными средствами. Модуль диспетчеризации включает: прием заявок на вывоз отходов; оформление докумен- тов-заявок на вывоз отходов; формирование путевых листов транспортных средств по вывозу отходов; печать и документирование путевых листов, закрытие путевых листов.

Модуль эксплуатации включает контроль работы транспортных средств путем формирования справочника транспортных средств, учета поступления

ирасходования ГСМ и запчастей, учета ремонтов, формирование заправочных ведомостей, учет соответствия расхода ГСМ и запчастей нормам, дефектным ведомостям и т.д. [38].

Наличие большой линейки транспортных средств для вывоза отходов, достаточная информация по объему образования отходов, их морфологии, системе сбора (смешанной, неполной раздельной или раздельной), используемому контейнерному парку, состоянию улично-дорожной сети и ограничениям на ней, уровню развития инфраструктуры по обращению с ТБО, климатогеографическим, социальным и экономическим условиям, сложившимся на конкретных территориях, развитая система программных продуктов и наработок по применению информационных и логистических методов позволяют достаточно надежно, с необходимой для решения практических задач точностью проводить оптимальный выбор и расчет требуемого количества транспортных средств для вывоза отходов.

Американская компания ESRI (Environment Systems Research Institute –

Институт исследования окружающей среды) в 90-х годах разработала географическую информационную систему ArcGIS. В настоящее время её можно использовать для эффективного управления вывозом ТБО. Использование электронной карты города позволяет проанализировать пространственно распределенную информацию о ТБО, отслеживать изменения в накоплении ТБО

иоптимизировать средства на их вывоз. Система управления базами данных (СУБД), как носитель информационных ресурсов, позволяет вести базы данных различного назначения и увязывать их с пространственной информацией о положении источников и их характеристиками (количество отходов, их характер и т.п.).

Процесс накопления отходов, по своей сути, является динамическим, изменяющимся во времени. Процесс же вывоза отходов еще более зависим от

78

различных факторов. Управление этим процессом часто требует немедленной корректировки принятых ранее решений или даже их отмены. Причины таких изменений могут носить самый непредсказуемый характер – например, возникновение пробок на автодорогах, поломка техники, ремонт участков дорог и т.п.

Очевидно, что для быстрого и эффективного принятия решения требуется оперативная информация о месторасположении специализированной техники в любой момент времени. В качестве системы навигации (слежения) используется существующая мобильная телефонная сеть совместно с системой глобального позиционирования GPS. Результатом работы этой системы является оперативное отслеживание мест расположения техники на электронной карте города.

Основные этапы построения подобной системы включают:

–создание топологически корректной сети автодорог города;

–математическое моделирование маршрутов движения;

–создание и наполнение базы данных по контейнерным площадкам;

–связывание данных с электронной картой города.

В качестве инструментов реализации системы используются:

–географическая информационная система – основа системы контроля;

–СУБД – носитель информационных ресурсов;

–сеть GSM, GPS-приемники – система навигации (слежения).

Система слежения за движением транспорта по маршруту может создаваться в разных вариантах: запись маршрутов движения на смарт-карту, слежение за объектом в реальном времени. В качестве дополнительных возможностей рассматриваются аудио-, видеосвязь, контроль оборудования (двигателя, дверей и т.п.), контроль скорости движения. Наиболее предпочтительным является вариант слежения за объектом в реальном времени. Это позволит не только оперативно реагировать на изменение ситуации, но и обеспечить такие полезные возможности, как просмотр ситуации на месте с операторского пульта, взвешивание забранных отходов прямо в процессе погрузки и др. Иными словами, система должна создавать возможность постоянного централизованного контроля над географическим расположением объекта, его скоростью и состоянием. Для всех объектов следует обеспечить настройку и отслеживание следующих параметров: название, частота проверок состояния и положения, названия периферийных устройств, параметры сотовой сети. Все изменения заносятся в электронный журнал хронологии перемещений объекта. Целесообразно обеспечить возможность задания контрольных точек и маршрута следования с немедленным уведомлением при отклонении от маршрута. Для визуализации процесса работ используется графический интерфейс пользователя с поддержкой цифровых карт на рабочем месте контролера системы.

79

Таким образом, создание и реализация геоинформационной системы мониторинга сбора и вывоза твердых бытовых отходов на основе комплексной оценки территории города и планов его развития, а также автоматизированной системы контроля движения спецтехники позволят решить одну из важных задач в сфере городского хозяйства, создать комфортную и экологически безопасную среду проживания для населения города.

Таким образом, использование навигационной системы определения координат транспорта в системе обращения с отходами позволяет оперативно управлять спецтехникой. С помощью систем спутникового мониторинга можно производить точные расчеты маршрутов с указанием основных пунктов следования и временных затрат.

Местоположение каждой из оборудованных единиц техники фиксируется автоматически. От установленного на борту самописца на центральный пульт с определенной периодичностью поступает пакет данных. Помимо координат в пакет может входить сопутствующая информация – например, можно осуществлять текущий контроль уровня топлива в баке, отслеживать реальный расход топлива на автомобиле и многие другие параметры.

Такое управление потоками ТБО состоит в том, чтобы все этапы обращения с ТБО (сбор, накопление, транспортировка, переработка и захоронение) рассматривались как единый и непрерывный процесс движения материи

исвязанной с ним информации. При этом решаются три группы задач:

1)определение взаимоотношений управляющей системы с внешней средой и объектом управления, а также формирование закона управления;

2)алгоритмизация закона управления и разработка функциональной структуры;

3)выбор технических средств для построения системотехнических связей. Общая схема организации тактического управления (программного

управления в разомкнутом контуре) предусматривает:

–оптимизацию движения потоков, обеспечивающую надежность вывоза ТБО при минимальных затратах и максимальном использовании существующих мощностей транспортных предприятий;

–создание системы контроля, позволяющей выявить потери материальных ресурсов и загрязнение окружающей среды;

–создание функционально согласованной территориально-организаци- онной структуры пунктов сбора и накопления отходов, их перегрузки, захоронения отходов и дислокации автотранспортных предприятий.

Навигационные системы позволяют:

–оперативно ликвидировать возникающие нарушения в перевозочном

процессе, поддерживать в пределах допустимых отклонений расписание и график движения подвижного состава;

80