Информационное и программное обеспечение в системе управления твердыми бытовыми отходами

Система информационного обеспечения позволит повысить эффективность работы предприятий по обращению с твердыми муниципальными отходами, природоохранных организаций и служб, участвующих в процессе сбора, хранения и обработки информации по учету ТМО [3].

Примером такой системы является проект «Чистый город», созданный в Ростове для создания единой информационной базы эффективного управления городским хозяйством в 2002-2003 гг.

В ее основу положена электронная карта города, на слоях которой представлены здания, сооружения, зеленые насаждения, водоемы, коммуникации, дороги и т.д. Каждый объект недвижимости имеет свой электронный технический паспорт, где хранятся материалы технической инвентаризации и все изменения на протяжении его жизненного цикла.

В настоящее время поставлена задача по созданию на основе имеющейся базовой информации геоинформационной системы мониторинга накопления, сбора, вывоза и утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) на территории города. Она подразумевает последовательное решение ряда оптимизационных задач на всех этапах управления отходами для достижения главной цели – создания комфортной среды обитания человека. Разрабатываемая геоинформационная система (ГИС) «Чистый город» подразделяется на 4 уровня: «Накопление ТБО»; «Сбор ТБО»; «Вывоз ТБО»; «Утилизация ТБО»

ГИС “Чистый город” базируется на комплексной оценке территории города по факторам геологического риска, экологического риска, факторам социально-экономического развития и в соответствии с генеральным планом развития города.

На первом этапе выполнен анализ существующей ситуации:

· по системе накопления твердых бытовых отходов;

· по системе вывоза твердых бытовых отходов;

· по системе вариантов расщепления твердых бытовых отходов;

· по разработке стратегии их безотходной утилизации.

Были также рассмотрены различные варианты автоматизированной системы контроля движения специальной техники по вывозу отходов.

Для анализа системы накопления твердых бытовых отходов на электронную карту города были нанесены места расположения муниципальных контейнерных площадок и контейнерных площадок юридических лиц, существующие схемы движения мусоровозов.

Для анализа потребности в стационарных и мобильных средствах сбора твердых бытовых отходов к электронной карте города привязаны базы данных потенциальных “производителей мусора” – населения, юридических лиц, строящихся объектов, предприятий ЖКХ.

Совмещение слоя несанкционированных свалок со слоем плотности расположения контейнерных площадок на электронной карте позволяет определить необходимость их дополнительного размещения для ликвидации свалок.

На основе сравнения и анализа полученных данных ведется разработка различных оптимизационных моделей по сбору твердых бытовых отходов и создание программного модуля по учету плотности производителей ТБО, потребности в контейнерах и технике. На основе этих моделей разрабатывается стратегия управления сбором твердых бытовых отходов на территории муниципального образования.

Завершающим этапом создания геоинформационной системы является блок прогнозов, который позволит оптимизировать параметры системы в зависимости от повышения темпов строительства, роста численности населения, юридических лиц и т.д.

Для комплексного решения поставленных задач и эффективного управления вывозом ТБО планируется создать автоматизированную систему контроля движения специальной техники по вывозу отходов.

Цели и задачи построения автоматизированной системы:

· Упорядочение вывоза отходов

· Оперативное управление процессом вывоза

· Оптимизация маршрутов вывоза

· Оптимизация расположения контейнерных площадок

· Эффективное расходование собранных средств

· Улучшение экологической обстановки в городе

· Накопление, обработка и анализ информации.

В качестве основы автоматизированной системы используются Геоинформационные системы – программный комплекс ArcGIS. Использование электронной карты города позволяет проанализировать пространственно распределенную информацию о ТБО, отслеживать изменения в накоплении ТБО и оптимизировать средства на их вывоз. СУБД, как носитель информационных ресурсов, позволит 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 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. Поэтому в качестве системы навигации (слежения) предлагается использовать существующую мобильную телефонную сеть совместно с системой глобального позиционирования GPS. Результатом работы этой системы будет оперативное отслеживание мест расположения техники на электронной карте города.

Конечно, такая задача не решается одномоментно и требует ряда последовательных шагов. Основные этапы построения 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 предложены:

· 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- видео связь, 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. То есть система должна обеспечивать постоянный централизованный контроль 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.

Таким образом, создание и реализация геоинформационной системы мониторинга накопления, сбора, вывоза и утилизации твердых бытовых отходов на основе комплексной оценки территории города и планов его развития, а также автоматизированной системы контроля движения спецтехники, позволит решить одну из важных задач в сфере городского хозяйства, создать комфортную и экологически безопасную среду проживания для населения города. [4]

Известен зарубежный опыт отлаженной схемы по сбору и вывозу ТМО в Гамбурге.

На каждого из 2 млн. жителей Гамбурга приходится около полтонны отходов в год. Своевременный сбор и вывоз этих отходов, поддержание чистоты на улицах и площадях невозможны без четкой организации труда коммунальных служб города. Один из ключей к достижению этой цели - применение утилиты mySAP для Управления утилизацией отходов при в комплексе с программным ГИС-обеспечением ESRI.

Давно прошли дни, когда мусорщики просто объезжали окрестности, чтобы собрать отходы в мусоровозы или освободить заполненные ими контейнеры и отвезти их на ближайшие мусоросжигательные заводы. При большом объеме работ для выполнения этих необходимых действий требуются хорошо организованные и хорошо управляемые команды. Они должны придерживаться строгого графика, чтобы собрать, перевезти и избавиться от гор хлама, вырастающих каждый день в Гамбурге. Управляющий этими работами Отдел очистки (Stadtreinigung Hamburg, SRH) должен установить приоритеты, определить маршруты, заключить договоры, спланировать и профинансировать эту деятельность.

Отдел принял на вооружение ГИС в конце 1990-х годов для выполнения чисто картографических проектов, но скоро пришло понимание того, что ввиду своей универсальности эта технология может служить интегрирующей платформой и в других видах деятельности, таких как система платежей и логистика. И в 2000 начала внедряться система BELUGA (Betriebliche Leistungssteuerung und Gebührenabrechnung, или "Эксплуатационная Эффективность, Контроль и Система Биллинга”).

Объединенная система, включающая SAP, ГИС и программное обеспечение для планирования маршрута создается немецкой компанией ÖKODATA. Система BELUGA включает в себя Утилиты mySAP для управления уборкой отходов от SAP, использующейся для управления всеми данными о порядке работ и процессами биллинга; Combitour от IVU - технологии движения для логистического планирования и управления автопарком, и программного обеспечения ГИС от ESRI, включая ArcSDE, ArcView и MapObjects для управления географической базой данных и анализа.

С использованием MapObjects был разработан новый графический интерфейс пользователя для программы планирования маршрута движения. При взаимодействии с программой планирования маршрута движения от IVU он даёт пользователю возможность воздействовать на некоторые шаги процесса планирования через таблицы в программе планирования и немедленно видеть результаты на экране. Пользователь также может переносить данные и результаты вычислений непосредственно в программе планирования.

Таким образом, ГИС обеспечивает платформу интегрирования для BELUGA, объединяя управление бизнес-процессами mySAP и приложениями управления маршрута Combitour, которые позволяют управлять процессом в целом - от планирования маршрута, через услуги по сбору мусора до обработки оплаты. Первопричина объединения этих трёх систем состояла в устранении существующего трудоёмкого ручного процесса планирования и оптимизации маршрута. BELUGA поддерживает сравнение и оптимизацию различных вариантов маршрута, позволяя отделу Очистки лучше обслуживать потребности клиентов и, в то же время, увеличивая эффективность деятельности.

Когда обращаются к Просмотру Производительности, на заднем плане автоматически активизируется интерфейс ГИС, показывая карту области проживания клиента. Это позволяет оператору call-центра видеть нужный район еще во время разговора с клиентом по телефону. Программа также проверяет наличие любых ограничений для данного адреса, типа перекрытых улиц в определенные дни и действительно ли улица проходима для нормального большого грузовика. Затем данные о заказе на работы передаются от SAP в систему Combitour для планирования маршрута. После определения маршрута данные возвращаются к SAP для создания нарядов на работы для управления и расчета стоимости.

Отдел Очистки также отвечает за уборку тротуаров города. Связанные затраты также относятся к тем коммерческим предприятиям, чьи фасады выходят на тротуары, требуется, чтобы соответствующие участки тротуара, сохраненные в ГИС, были отосланы системе SAP. Там определены жители, ответственные за очистку, и на основании зарегистрированных измерений вычисляются затраты. Для достижения этих целей в ГИС включена цифровая карта Гамбурга, данные о тротуарах и проходах, информация о собственности от Министерства транспорта, и информация из автоматизированного реестра недвижимости Гамбурга.

Действующий ныне процесс уборки больших объемов мусора был запущен в сентябре 2002, в то время как действующий Containerservices и собирание мусорных пакетов и ведер (около 360 000 штук в неделю) был начат в мае 2003. Заключает Франк Реис, руководитель проекта по геоинформации и планированию маршрутов гамбургского Отдела Очистки: "Начиная с ввода в эксплуатацию системы BELUGA, наш процесс планирования стал намного более эффективен, а взаимодействие ГИС и SAP делает наши процедуры бухгалтерского учета и более легкими, и понятными”[5].

Таким образом, применение информационно-управляющих систем в сфере сбора и транспортировки ТКО позволяет снизить затраты и повысить эффективность работы транспортных компаний, а значит, в конечном итоге, приводит к улучшению экологической обстановки.

Список литературы

1. По материалам сайта http://www.methanetomarkets.ru/goods/mater23/

2. Баркан М.Ш., Борзенков В.Т. Информационные системы в управлении сбором и транспортировкой твердых коммунальных отходов.

3. По материалам сайта http://journal.vlsu.ru/index.php?id=1748

4. Матвейко Р.Б. Концептуальные основы ГИС «Чистый город» //ArcReview / Р.Б. Матвейко, С.Г. Шеина. – 2007. – №1(40).

Назад к списку