(57)【要約】【課題】ごみの攪拌度合いを定量化してオペレータに提示し、定量化したごみの攪拌度合いに基づいてクレーンを自動制御する。【解決手段】計算機の演算部で以下の処理を行う。ごみ投入信号・バケット掴み信号を取り込むと、ごみ収集車・クレーン位置信号を取り込んで（S2）、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入される毎のピット内のごみの堆積形状、又はごみがクレーンによって掴みあげられる毎のピット内のごみのへこみ部分形状を演算する（S3）。次に、ピット内に堆積されるごみの各層に対して攪拌回数を演算する（S4）。ピット内の全ての場所について演算された攪拌回数に基づいて評価関数から評価値を求め（S5）、バケットを移動させるピット内の特定の場所を選択してクレーン制御指示を演算し（S6）、クレーン操作オペレータに対するガイダンスとしてディスプレイに出力、又はクレーンコントローラに出力する（S7）。【選択図】図１
2010275064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算部と、記憶部と、入力部と、出力部とを有する計算機において、
演算部により実行される処理が、
ピット内でごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりする信号を取り込んだ際に、ピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号を取り込むごみ収集車・クレーン位置信号取り込みステップと、
前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入される毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内に堆積されるごみの３次元的な堆積分布形状を演算して記憶する堆積形状演算・記憶ステップと、
前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがクレーンによって掴みあげられる毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内のごみのへこみ部分の３次元的な形状を演算して記憶するへこみ部分演算・記憶ステップと、
ピット内に堆積されるごみの各層に対して、堆積履歴に基づいたごみの攪拌回数を演算して記憶する攪拌回数演算・記憶ステップと、
ピット内の全ての場所について、前記攪拌回数及びあらかじめ設定した前記攪拌回数を平準化させる評価関数から評価値を演算し、前記評価値に基づいてクレーンのバケットを移動させるピット内の特定の位置を選択すると共に前記特定の位置に対するバケットの開閉を制御するクレーン制御指示を演算し、前記特定の位置及び前記クレーン制御指示を、オペレータに対するガイダンスとしてディスプレイに出力、もしくは、クレーンを制御する装置に出力するガイダンス出力・クレーン制御ステップと、
を備えることを特徴とするごみ攪拌評価方法。
【請求項２】
前記攪拌回数演算・記憶ステップにおいて、
ごみ収集車から投入したごみの層は、０を攪拌回数として付与し、
クレーンのバケットから投下したごみの層は、クレーンで掴みとったバケット内のごみの各層の体積と攪拌回数との加重平均で求めたバケット内のごみの平均攪拌回数に１を加えた値を攪拌回数として付与することを特徴とする請求項１に記載のごみ攪拌評価方法。
【請求項３】
前記ガイダンス出力・クレーン制御ステップにおいて、
バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されている場所を選択し、且つ、深さが同じである場合は任意の場所を選択するような評価関数を設定し、バケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげるクレーン制御指示とし、
バケットで掴みあげたごみを投下する際には、最も攪拌回数が多い場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合は任意の場所を選択する評価関数を設定し、現在のクレーンのバケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示とすることを特徴とする請求項１または２に記載のごみ攪拌評価方法。
【請求項４】
前記ガイダンス出力・クレーン制御ステップにおいて、
バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されている場所を選択し、且つ、深さが同じである場合は任意の場所を選択するような評価関数を設定し、バケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげるクレーン制御指示とし、
バケットで掴みあげたごみを投下する際には、ピット内のすべての場所でごみを落下させた場合の堆積状態を推定し、それぞれの場所において、攪拌回数と深いほど値が小さくなるピットの深さ位置とを乗じた値を、すべて場合について加算した合計値を求め、合計値が最も大きい場所を選択する評価関数を設定し、現在のクレーンのバケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示とすることを特徴とする請求項１または２に記載のごみ攪拌評価方法。
【請求項５】
ピット内でごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりする信号を取り込んだ際に、ピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号を取り込むごみ収集車・クレーン位置信号取り込みステップと、
前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入される毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内に堆積されるごみの３次元的な堆積分布形状を演算して記憶する堆積形状演算・記憶ステップと、
前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがクレーンによって掴みあげられる毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内のごみのへこみ部分の３次元的な形状を演算して記憶するへこみ部分演算・記憶ステップと、
ピット内に堆積されるごみの各層に対して、堆積履歴に基づいたごみの攪拌回数を演算して記憶する攪拌回数演算・記憶ステップと、
ピット内の全ての場所について、前記攪拌回数及びあらかじめ設定した前記攪拌回数を平準化させる評価関数から評価値を演算し、前記評価値に基づいてクレーンのバケットを移動させるピット内の特定の位置を選択すると共に前記特定の位置に対するバケットの開閉を制御するクレーン制御指示を演算し、前記特定の位置及び前記クレーン制御指示を、オペレータに対するガイダンスとしてディスプレイに出力、もしくは、クレーンを制御する装置に出力するガイダンス出力・クレーン制御ステップと、
を備え、計算機において演算部により読み出して各ステップの処理を実行させることを特徴とするごみ攪拌評価プログラム。
【請求項６】
前記攪拌回数演算・記憶ステップにおいて、
ごみ収集車から投入したごみの層は、０を攪拌回数として付与し、
クレーンのバケットから投下したごみの層は、クレーンで掴みとったバケット内のごみの各層の体積と攪拌回数との加重平均で求めたバケット内のごみの平均攪拌回数に１を加えた値を攪拌回数として付与することを特徴とする請求項５に記載のごみ攪拌評価プログラム。
【請求項７】
前記ガイダンス出力・クレーン制御ステップにおいて、
バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されている場所を選択し、且つ、深さが同じである場合は任意の場所を選択するような評価関数を設定し、バケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげるクレーン制御指示とし、
バケットで掴みあげたごみを投下する際には、最も攪拌回数が多い場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合は任意の場所を選択する評価関数を設定し、現在のクレーンのバケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示とすることを特徴とする請求項５または６に記載のごみ攪拌評価プログラム。
【請求項８】
前記ガイダンス出力・クレーン制御ステップにおいて、
バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されている場所を選択し、且つ、深さが同じである場合は任意の場所を選択するような評価関数を設定し、バケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげるクレーン制御指示とし、
バケットで掴みあげたごみを投下する際には、ピット内のすべての場所でごみを落下させた場合の堆積状態を推定し、それぞれの場所において、攪拌回数と深いほど値が小さくなるピットの深さ位置とを乗じた値を、すべて場合について加算した合計値を求め、合計値が最も大きい場所を選択する評価関数を設定し、現在のクレーンのバケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示とすることを特徴とする請求項５または６に記載のごみ攪拌評価プログラム。
【請求項９】
演算部と記憶部と入力部と出力部とを有する計算機において、ごみの攪拌度合いを評価するごみ攪拌評価装置であって、
前記演算部は、
ピット内でごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりする信号を取り込んだ際に、ピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号を取り込むごみ収集車・クレーン位置信号取り込み部と、
前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入される毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内に堆積されるごみの３次元的な堆積分布形状を演算して記憶する堆積形状演算・記憶部と、
前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがクレーンによって掴みあげられる毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内のごみのへこみ部分の３次元的な形状を演算して記憶するへこみ部分演算・記憶部と、
ピット内に堆積されるごみの各層に対して、堆積履歴に基づいたごみの攪拌回数を演算して記憶する攪拌回数演算・記憶部と、
ピット内の全ての場所について、前記攪拌回数及びあらかじめ設定した前記攪拌回数を平準化させる評価関数から評価値を演算し、前記評価値に基づいてクレーンのバケットを移動させるピット内の特定の位置を選択すると共に前記特定の位置に対するバケットの開閉を制御するクレーン制御指示を演算し、前記特定の位置及び前記クレーン制御指示を、オペレータに対するガイダンスとしてディスプレイに出力、もしくは、クレーンを制御する装置に出力するガイダンス出力・クレーン制御部と、
から構成されることを特徴とするごみ攪拌評価装置。
【請求項１０】
前記攪拌回数演算・記憶部において、
ごみ収集車から投入したごみの層は、０を攪拌回数として付与し、
クレーンのバケットから投下したごみの層は、クレーンで掴みとったバケット内のごみの各層の体積と攪拌回数との加重平均で求めたバケット内のごみの平均攪拌回数に１を加えた値を攪拌回数として付与することを特徴とする請求項９に記載のごみ攪拌評価装置。
【請求項１１】
前記ガイダンス出力・クレーン制御部において、
バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されている場所を選択し、且つ、深さが同じである場合は任意の場所を選択するような評価関数を設定し、バケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげるクレーン制御指示とし、
バケットで掴みあげたごみを投下する際には、最も攪拌回数が多い場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合は任意の場所を選択する評価関数を設定し、現在のクレーンのバケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示とすることを特徴とする請求項９または１０に記載のごみ攪拌評価装置。
【請求項１２】
前記ガイダンス出力・クレーン制御部において、
バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されている場所を選択し、且つ、深さが同じである場合は任意の場所を選択するような評価関数を設定し、バケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげるクレーン制御指示とし、
バケットで掴みあげたごみを投下する際には、ピット内のすべての場所でごみを落下させた場合の堆積状態を推定し、それぞれの場所において、攪拌回数と深いほど値が小さくなるピットの深さ位置とを乗じた値を、すべて場合について加算した合計値を求め、合計値が最も大きい場所を選択する評価関数を設定し、現在のクレーンのバケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示とすることを特徴とする請求項９または１０に記載のごみ攪拌評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ごみ処理プラントのピットに貯蔵されたごみを攪拌する操業に関して、ごみの攪拌度合いを評価するごみ攪拌評価方法及びごみ攪拌評価プログラム、並びにごみ攪拌評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ごみ処理プラントにおいては、ごみがごみ焼却炉で焼却処分される前に、プール状の容器であるピットでごみが蓄積される。ピットには、ごみ処理場に到着したごみ収集車が、ある高さ位置から、搭載しているごみを投入する。そして、ごみがごみ収集車によってピット内に投入された後に水分などがかたよってごみに含まれないようにするために、オペレータがクレーンでごみを積み上げては、ピット上の高いところからごみを落下させ、攪拌する操業を行っている。
【０００３】
そして、現状の技術では、ごみピットに貯蔵されたごみを攪拌する操業に関しては、ピット上のどの部分のごみをクレーンで採取し、上層から投入したという記録を残すことができないために、どの程度攪拌したのかという攪拌度合いの目安がなく、オペレータの勘や経験に頼っている。従って、オペレータが操作を誤ると、水分がかたよって含まれているごみをホッパーに投入し、炉が不安定になる可能性が考えられる。
【０００４】
また、特許文献１に示すような技術が開発されているが、特許文献１に示す技術は、表面上にかたよりがないように攪拌するものである。従って、攪拌という意味では、ごみが、どれだけばらけてかたまりにくく、且つ、空気とも良く触れ合っているか等の攪拌度合いの観点において、必ずしもそぐわないところがあり、攪拌状態を均一にするという点においては、あまり効果が期待できない。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−４９８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ごみの攪拌度合いを定量化してオペレータに提示することができ、さらには、定量化したごみの攪拌度合いに基づいてクレーンの自動制御を行うことができるごみ攪拌評価方法及びごみ攪拌評価プログラム、並びに、ごみ攪拌評価装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るごみ攪拌評価方法は、演算部と、記憶部と、入力部と、出力部とを有する計算機において、演算部により実行される処理が、ピット内でごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりする信号を取り込んだ際に、ピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号を取り込むごみ収集車・クレーン位置信号取り込みステップと、前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入される毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内に堆積されるごみの３次元的な堆積分布形状を演算して記憶する堆積形状演算・記憶ステップと、前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがクレーンによって掴みあげられる毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内のごみのへこみ部分の３次元的な形状を演算して記憶するへこみ部分演算・記憶ステップと、ピット内に堆積されるごみの各層に対して、堆積履歴に基づいたごみの攪拌回数を演算して記憶する攪拌回数演算・記憶ステップと、ピット内の全ての場所について、前記攪拌回数及びあらかじめ設定した前記攪拌回数を平準化させる評価関数から評価値を演算し、前記評価値に基づいてクレーンのバケットを移動させるピット内の特定の位置を選択すると共に前記特定の位置に対するバケットの開閉を制御するクレーン制御指示を演算し、前記特定の位置及び前記クレーン制御指示を、オペレータに対するガイダンスとしてディスプレイに出力、もしくは、クレーンを制御する装置に出力するガイダンス出力・クレーン制御ステップと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るごみ攪拌評価プログラムは、ピット内でごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりする信号を取り込んだ際に、ピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号を取り込むごみ収集車・クレーン位置信号取り込みステップと、前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入される毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内に堆積されるごみの３次元的な堆積分布形状を演算して記憶する堆積形状演算・記憶ステップと、前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがクレーンによって掴みあげられる毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内のごみのへこみ部分の３次元的な形状を演算して記憶するへこみ部分演算・記憶ステップと、ピット内に堆積されるごみの各層に対して、堆積履歴に基づいたごみの攪拌回数を演算して記憶する攪拌回数演算・記憶ステップと、ピット内の全ての場所について、前記攪拌回数及びあらかじめ設定した前記攪拌回数を平準化させる評価関数から評価値を演算し、前記評価値に基づいてクレーンのバケットを移動させるピット内の特定の位置を選択すると共に前記特定の位置に対するバケットの開閉を制御するクレーン制御指示を演算し、前記特定の位置及び前記クレーン制御指示を、オペレータに対するガイダンスとしてディスプレイに出力、もしくは、クレーンを制御する装置に出力するガイダンス出力・クレーン制御ステップと、を備え、計算機において演算部により読み出して各ステップの処理を実行させることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るごみ攪拌評価装置は、演算部と記憶部と入力部と出力部とを有する計算機において、ごみの攪拌度合いを評価するごみ攪拌評価装置であって、前記演算部は、ピット内でごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりする信号を取り込んだ際に、ピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号を取り込むごみ収集車・クレーン位置信号取り込み部と、前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入される毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内に堆積されるごみの３次元的な堆積分布形状を演算して記憶する堆積形状演算・記憶部と、前記ごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがクレーンによって掴みあげられる毎に、あらかじめ設定したモデルにより、ピット内のごみのへこみ部分の３次元的な形状を演算して記憶するへこみ部分演算・記憶部と、ピット内に堆積されるごみの各層に対して、堆積履歴に基づいたごみの攪拌回数を演算して記憶する攪拌回数演算・記憶部と、ピット内の全ての場所について、前記攪拌回数及びあらかじめ設定した前記攪拌回数を平準化させる評価関数から評価値を演算し、前記評価値に基づいてクレーンのバケットを移動させるピット内の特定の位置を選択すると共に前記特定の位置に対するバケットの開閉を制御するクレーン制御指示を演算し、前記特定の位置及び前記クレーン制御指示を、オペレータに対するガイダンスとしてディスプレイに出力、もしくは、クレーンを制御する装置に出力するガイダンス出力・クレーン制御部と、から構成されることを特徴とする。
【００１０】
これによると、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりするピット内のごみの層の形状を演算して、ごみの各層に対して攪拌回数を演算することにより、ピット内のごみの攪拌度合いを定量化することができる。したがって、定量化されたごみの攪拌度合いに関する情報をオペレータに提示して、オペレータの操業を支援したり、定量化されたごみの攪拌度合いに関する情報に基づいてクレーンを自動制御したりすることが可能になり、ひいてはピット内のごみの攪拌状態を均一にして、ごみの安定燃焼につなげることができる。
【００１１】
ここで、本発明に係るごみ攪拌評価方法及びごみ攪拌評価プログラムは、前記攪拌回数演算・記憶ステップにおいて、ごみ収集車から投入したごみの層は、０を攪拌回数として付与し、クレーンのバケットから投下したごみの層は、クレーンで掴みとったバケット内のごみの各層の体積と攪拌回数との加重平均で求めたバケット内のごみの平均攪拌回数に１を加えた値を攪拌回数として付与して良い。
【００１２】
本発明に係るごみ攪拌評価装置は、前記攪拌回数演算・記憶部において、ごみ収集車から投入したごみの層は、０を攪拌回数として付与し、クレーンのバケットから投下したごみの層は、クレーンで掴みとったバケット内のごみの各層の体積と攪拌回数との加重平均で求めたバケット内のごみの平均攪拌回数に１を加えた値を攪拌回数として付与して良い。
【００１３】
これによると、ごみ収集車から投入されたり、クレーンで掴みとられて投下されたりするごみについて、１つの層として攪拌回数を付与することにより、攪拌度合いを定量化することができる。
【００１４】
ここで、本発明に係るごみ攪拌評価方法及びごみ攪拌評価プログラムは、前記ガイダンス出力・クレーン制御ステップにおいて、バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されている場所を選択し、且つ、深さが同じである場合は任意の場所を選択するような評価関数を設定し、バケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげるクレーン制御指示とし、バケットで掴みあげたごみを投下する際には、最も攪拌回数が多い場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合は任意の場所を選択する評価関数を設定し、現在のクレーンのバケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示として良い。
【００１５】
本発明に係るごみ攪拌評価装置は、前記ガイダンス出力・クレーン制御部において、バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されている場所を選択し、且つ、深さが同じである場合は任意の場所を選択するような評価関数を設定し、バケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげるクレーン制御指示とし、バケットで掴みあげたごみを投下する際には、最も攪拌回数が多い場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合は任意の場所を選択する評価関数を設定し、現在のクレーンのバケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示として良い。
【００１６】
これによると、ピット内のごみの層の攪拌回数を平準化させる評価関数を設定することにより、ピット内のごみの攪拌状態を均一化することができる。
【００１７】
ここで、本発明に係るごみ攪拌評価方法及びごみ攪拌評価プログラムは、前記ガイダンス出力・クレーン制御ステップにおいて、バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されている場所を選択し、且つ、深さが同じである場合は任意の場所を選択するような評価関数を設定し、バケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげるクレーン制御指示とし、バケットで掴みあげたごみを投下する際には、ピット内のすべての場所でごみを落下させた場合の堆積状態を推定し、それぞれの場所において、攪拌回数と深いほど値が小さくなるピットの深さ位置とを乗じた値を、すべて場合について加算した合計値を求め、合計値が最も大きい場所を選択する評価関数を設定し、現在のクレーンのバケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示として良い。
【００１８】
本発明に係るごみ攪拌評価装置は、前記ガイダンス出力・クレーン制御部において、バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない場所を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されている場所を選択し、且つ、深さが同じである場合は任意の場所を選択するような評価関数を設定し、バケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげるクレーン制御指示とし、バケットで掴みあげたごみを投下する際には、ピット内のすべての場所でごみを落下させた場合の堆積状態を推定し、それぞれの場所において、攪拌回数と深いほど値が小さくなるピットの深さ位置とを乗じた値を、すべて場合について加算した合計値を求め、合計値が最も大きい場所を選択する評価関数を設定し、現在のクレーンのバケット位置が選択された場所の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示として良い。
【００１９】
これによると、ピット内のごみの層の攪拌回数を平準化させる評価関数を設定することにより、ピット内のごみの攪拌状態を均一化することができる。
【００２０】
尚、本発明に係るごみ攪拌評価プログラムは、リムーバブル型記録媒体やハードディスクなどの固定型記録媒体に記録して配布可能である他、有線又は無線の電気通信手段によってインターネットなどの通信ネットワークを介して配布可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のごみ攪拌評価方法及びごみ攪拌評価プログラム、並びに、ごみ攪拌評価装置は、ごみの攪拌度合いを定量化してオペレータに提示することができ、さらには、定量化したごみの攪拌度合いに基づいてクレーンを制御する制御装置により自動制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るごみ攪拌評価方法及びごみ攪拌評価プログラム、並びに、ごみ攪拌評価装置を実施するための最良の形態について、具体的な一例に即して説明する。尚、以下に説明するものは、例示したものにすぎず、本発明に係るごみ攪拌評価方法及びごみ攪拌評価プログラム、並びに、ごみ攪拌評価装置の適用限界を示すものではない。
【００２３】
まず、本実施形態に係るごみ攪拌評価方法及びごみ攪拌評価プログラム、並びに、ごみ攪拌評価装置で対象とするごみ処理プラントの一例について説明する。本実施形態のごみ処理プラントにおいて、ごみを蓄積するピットは、Ｘ軸、Ｙ軸の水平面と、Ｚ軸の深さ位置で定義される直方体の形状をしたプール状の容器とする。そして、ごみ収集車がごみ処理場（ごみ処理プラント）に到着すると、ある高さ位置から、搭載しているごみをピットに投入する。そして、ピット上には、ピットの任意の場所に移動できるクレーンが設置されており、オペレータの手動もしくはコンピュータの制御により、クレーンを操作することが可能である。
【００２４】
次に、本実施形態に係るごみ攪拌評価装置について、図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るごみ攪拌評価装置のブロック図である。図１に示すように、ごみ攪拌評価装置１は、ごみ収集車・クレーン位置信号取り込み部１１と、堆積形状演算・記憶部１２と、へこみ部分演算・記憶部１３と、攪拌回数演算・記憶部１４と、形状表示部１５と、ガイダンス出力部・クレーン制御部１６と、から構成されて、計算機上に実装される。ここで、図１に示されているごみ攪拌評価装置１の各部１１〜１６は、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等の計算機によって構成されている。かかる計算機には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、リムーバブルメディア（リムーバブル型記憶媒体）の駆動装置などのハードウェアが収納されており、ハードディスクには、プログラム（このプログラムは、リムーバブルメディアに記録しておくことにより、様々なコンピュータにインストールすることが可能である）を含む各種のソフトウェアが記録されている。そして、これらのハードウェアおよびソフトウェアが組み合わされることによって、上述の各部１１〜１６が構築される。また、通信ネットワークを用いて上述の各部１１〜１６の情報のやり取りが行われても良い。
【００２５】
ごみ収集車・クレーン位置信号取り込み部１１は、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりする信号を取り込んだ際に、ピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号を取り込むものである。
ごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりする信号は、ごみ収集車がごみをピットに投入する際に図示しない制御装置からごみ収集車の到着信号やピット投入扉などの信号として送られたり、クレーンがバケットの開閉制御を行う際にクレーンを制御するクレーンコントローラから送られたりして、取り込まれる。本実施形態においては、図３に示すように、クレーン位置（クレーンのバケットの水平面上の位置と高さ位置）を計測する。図３は、クレーンの操作とクレーンのバケットの水平面上の位置との関係を示す図である。即ち、クレーンのバケットの水平面上の位置は、クレーンの基準位置から縦横の移動量をモータ回転数から演算して求める。また、クレーンのバケットの高さ位置は、バケットの基準位置から鉛直方向にバケットを移動させるモータの回転数により求める。更に、クレーンに連結されたモータのトルクを計測することにより、バケットがごみ面に着地した情報がわかることから、ごみ面の高さ（深さ）レベルを計測できる。また、ごみ収集車位置（ごみ収集車から投入されるごみの高さ位置と水平面上の位置）は、予め計測されているものとする。
【００２６】
堆積形状演算・記憶部１２は、ごみ収集車・クレーン位置信号取り込み部１１で取り込んだピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入される毎に、ピット内に堆積されるごみの３次元的な堆積分布形状を演算して記憶するものである。
本実施形態においては、ピット内のごみの３次元的な堆積分布形状を演算する際、まず、Ｘ軸に平行な平面でピットを切断したときのＸ軸、Ｚ軸で記述される２次元平面状のごみのプロファイル（堆積分布形状）を求めることを考える。そして、この２次元平面状のごみのプロファイルの求め方が決まると、Ｙ軸を微小変化させた２次元平面状のごみのプロファイルを順に求めることにより、３次元のごみのプロファイルを求める。そして、ごみ収集車及びクレーンから投入され、落下させたごみの３次元的な堆積分布形状は、ごみが着地するまでの高さにより決まると考え、高さによる関数として定義されるものとする。この関数は、本実施形態では、半球のような形状をとる関数を用いるものとするが、色々な関数が考えられる。また、数式にこだわらずに、任意の３次元的な形状を表現するような形式の関数であっても良い。
【００２７】
ごみのプロファイルの具体的な演算方法について、図４〜図６に基づいて、説明する。図４は、クレーンにより掴んでいたごみを落下させたとき（１回目）のピット内のごみのプロファイルを示すものである。図４に示す例において、ごみを落下させる前は、水平にごみが蓄積されていたとして、ごみが蓄積されている水平面を深さ方向のＺ軸の原点と考えている。そして、本実施形態において、ごみの落下させたときの形状は半球として堆積されることとしているため、水平面上に落下させたときは、図４に示すように、そのまま半球が構成される。その形状は、落下させたときのクレーンの水平面上の位置と深さ位置から、半球の中心と半径を演算することにより求められ、ごみのプロファイルが算出される。ここで、図４に示すように、クレーン（ごみ収集車も同じ）によって落下されて堆積されるごみの１回分の領域が１つの層として定義されるものとする。
【００２８】
次に、図４の状態からやや水平面上の位置をずらしたところの上方からクレーンでごみを落下させたときのごみのプロファイルを図５に示す。図５は、クレーンにより掴んでいたごみを落下させたとき（２回目）のピット内のごみのプロファイルを示すものである。図５に示すように、半球の上部に半球状のごみが堆積し、Ｚ軸方向に半球をずらした形状で２層に堆積されることになる。即ち、半球状のごみをＺ軸方向に加算したものが求めるプロファイルとなる。このように、落下深さと３次元的な位置についての演算を行うことにより、全ての落下タイミング・投入タイミングでのピット内でのごみのプロファイルが求まる。尚、１回分のアクションで堆積されるごみの部分を層と称する。そして、上述した演算方法に基づいて、何回も投入・落下を重ねたときのごみのプロファイルを、図６に示す。図６は、クレーンにより掴んでいたごみを落下させたとき（複数回目）のピット内のごみのプロファイルを示すものである。図６に示すように、クレーンにより掴んでいたごみを落下させた回数だけ、ごみが層になって堆積する。
【００２９】
へこみ部分演算・記憶部１３は、ごみ収集車・クレーン位置信号取り込み部１１で取り込んだピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがクレーンによって掴みあげられたりする毎に、ピット内のごみのへこみ部分の３次元的な形状を演算して記憶するものである。本実施形態では、ごみを投下して落下させた場合とは逆に、クレーンのバケットを例えば球として近似し、掴みあげる場合に、円の一部形状でへこみができると考える。尚、へこみの形状は、球の一部形状に限定するものではなく、関数で定義されていれば、任意の形状を反映させることができる。へこみ部分の演算は、クレーンの水平位置とごみをつかみあげる場合に最も降下したところの高さ方向位置により、球の位置が一意に決定され、その球面でごみの堆積部分を切り取ることにより演算する。本実施形態において、図６に示す状態のごみに対して、このような演算を行った場合の一例を、図７に示す。図７は、図６に示す状態のごみに対して、クレーンを用いてごみを掴みあげたときのピット内のごみのプロファイルを示すものである。
【００３０】
攪拌回数演算・記憶部１４は、ピット内に堆積されるごみの各層に対して、堆積履歴に基づいたごみの攪拌回数を演算して記憶するものである。堆積履歴は、ごみの攪拌度合いを定量化することにより、オペレータの攪拌操作の支援を行い、ひいてはごみの安定燃焼につなげるために、攪拌の目安となるごみがどれだけクレーン操作によりピット上部からごみを落下させたかの回数に着目し、定量化することを考えたものであり、攪拌回数として、上述した堆積形状演算・記憶部１２で定義したピット内に堆積されるごみの各層に対して、それぞれ付与されるものとする。ここで、攪拌回数は、ごみ収集車から投入したごみの層と、クレーンのバケットから投下したごみの層のそれぞれに対して、累積される攪拌回数を数値化して付与することにする。攪拌回数の初期値は、すでにごみがピットに全て入れられた状態の場合は、ピット内の全てのごみの層に対して攪拌回数０を付与し、また、ごみが全く無い場合は、ごみ収集車から投入されたごみの層に対して攪拌回数０を付与する。尚、ごみ収集車がごみを投入することにより堆積される層は、ごみ収集車の到着信号やピット投入扉などの信号により容易に把握することができ、攪拌回数０が付与される。次に、クレーンで掴みとったバケット内のごみの平均攪拌回数を演算する。バケット内のごみの平均攪拌回数は、クレーンのバケット内に含まれるごみの攪拌回数の平均値として演算される。そして、バケットから投下したごみの層の攪拌回数は、演算されたバケット内のごみの平均攪拌回数に１を加えた値となる。バケット内のごみの平均攪拌回数は、具体的には、ピット内に堆積されたごみからクレーンで掴みとったバケット内のごみの各層の体積と攪拌回数との加重平均をとることにより、平均値を求める。例えば、バケット内のごみが２つの層の領域からできており、それぞれ同じ体積で、攪拌回数が０と１であるとすれば、そのバケット内の攪拌回数は０．５として演算する。更に、このバケット内のごみをピットの上から落下させると、１プラスして１．５の攪拌回数を持つ領域が１つの層として堆積されることとする。図８に示す例では、バケット内のごみが、Ａ，Ｂ，Ｃの３つの層の領域からできており、それぞれ同じ体積であり、Ａ領域の攪拌回数が１，Ｂ領域の攪拌回数が２，Ｃ領域の攪拌回数が１．５であるとすると、バケット内のごみの平均攪拌回数は、（１＋２＋１．５）／３＝１．５となり、バケットから投下して堆積させた後のごみの層の攪拌回数は１．５＋１＝２．５となる。図８は、図７において、バケット内のごみの平均攪拌回数を演算したものである。
【００３１】
形状表示部１５は、ごみ収集車・クレーン位置信号取り込み部１１で取り込んだピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりする毎に、堆積形状演算・記憶部１２やへこみ部分演算・記憶部１３で演算されたピット内のごみのプロファイルを、ディスプレイに表示するものである。同時に、形状表示部１５は、攪拌回数演算・記憶部１４で演算されたピット内に堆積されるごみの各層の攪拌回数を、ピット底面に垂直な任意の断面でスライスしたときの２次元情報としてディスプレイに表示する。
【００３２】
ガイダンス出力・クレーン制御部１６は、ピット内の全ての場所について攪拌回数演算・記憶部１４で演算されたピット内に堆積されるごみの各層の攪拌回数から計算された評価値に基づいてバケットを移動させるピット内の特定の場所（バケット移動位置）を選択し、クレーン制御指示（バケット移動位置に対するバケットの開閉制御指示）を、クレーン操作オペレータに対するガイダンスとしてディスプレイに出力したり、クレーンを制御する装置であるクレーンコントローラに出力したりするものである。ここで、評価値は、ピット内の全ての場所（本実施形態においては、あるメッシュで離散化した立方体格子で考える）において、攪拌回数演算・記憶部１４で演算されたピット内に堆積されるごみの各層の攪拌回数に基づいて、予め設定された評価関数から計算される。評価関数は、位置情報（本実施形態では、格子の位置）とその位置おける攪拌回数から定められる。例えば、バケットでごみを掴みあげる際は、最も攪拌回数が少ない格子を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合はより深い位置に堆積されているものを選択し、且つ、深さが同じである場合は任意とするような評価関数を設定する。そして、クレーン制御指示は、現在のクレーンのバケット位置が選択された特定の場所（バケット移動位置）の真上になるように移動させ、バケットを開閉させることにより直下のごみをバケットで掴みあげる指示となる。そして、バケットで掴みあげたごみを投下する際には、最も攪拌回数が多い格子を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合は任意とする評価関数を設定する。そして、クレーン制御指示は、現在のクレーンのバケット位置が選択された特定の場所（バケット移動位置）の真上になるように移動させ、閉じたバケットを開くことにより掴みあげたごみを投下するクレーン制御指示となる。尚、評価関数は、上記例に限らず、ごみの攪拌回数を平準化するような様々な評価関数を設定することができる。
【００３３】
次に、本実施形態に係るごみ攪拌評価方法の処理の手順について、図２に基づいて、説明する。図２は、本実施形態に係るごみ攪拌評価方法の処理の手順について説明したフローチャートである。
尚、以下で説明する本実施形態に係るごみ攪拌評価方法の処理は、計算機においても同様に、ごみ攪拌評価プログラムとしてＣＰＵにより読み出して実行することができる。また、このごみ攪拌評価プログラムは、リムーバブルメディアに記録したり、インターネットなどの通信回線を介して配信されたりすることにより、様々な計算機の記憶装置にインストールすることが可能である。
【００３４】
図２に示すように、計算機において、ごみ投入信号・バケット掴み信号を取り込む（ステップS1）。ここで、ごみ投入信号・バケット掴み信号は、ピット内でごみがごみ収集車やクレーンによって投入されたり掴みあげられたりする際に取り込まれるものであり、具体的には、ごみ収集車がごみをピットに投入する際に図示しない制御装置からごみ収集車の到着信号やピット投入扉などの信号として送られたり、クレーンがバケットの開閉制御を行う際にクレーンを制御するクレーンコントローラから送られたりして、取り込まれる。
【００３５】
ステップS1でごみ投入信号・バケット掴み信号を取り込むと、ごみ収集車・クレーン位置信号を取り込む（ステップS2：ごみ収集車・クレーン位置信号取り込みステップ）。
尚、本ステップの詳細については、上述したごみ攪拌評価装置１のごみ収集車・クレーン位置信号を取り込み部１１の記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００３６】
次に、ステップS2で取り込んだピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがごみ収集車やクレーンによって投入される毎に、ピット内に堆積されるごみの３次元的な堆積分布形状（堆積形状）を演算して記憶する、または、ステップS2で取り込んだピットにおけるごみ収集車位置・クレーン位置に関する信号に基づいて、ごみがクレーンによって掴みあげられる毎に、ピット内のごみのへこみ部分の３次元的な形状（へこみ部分形状）を演算して記憶する（ステップS3：堆積形状演算・記憶ステップ、へこみ部分演算・記憶ステップ）。ここで、演算されたピット内のごみの堆積形状またはへこみ部分形状を、ディスプレイに表示してもよい。
尚、本ステップの詳細については、上述したごみ攪拌評価装置１の堆積形状演算・記憶部１２、へこみ部分演算・記憶部１３、形状表示部１５の記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００３７】
そして、ピット内に堆積されるごみの各層に対して、堆積履歴に基づいたごみの攪拌回数を演算して記憶する（ステップS4：攪拌回数演算・記憶ステップ）。ここで、演算されたピット内に堆積されるごみの各層の攪拌回数を、ピット底面に垂直な任意の断面でスライスしたときの２次元情報としてディスプレイに表示してもよい。
尚、本ステップの詳細については、上述したごみ攪拌評価装置１の攪拌回数演算・記憶部１４、形状表示部１５の記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００３８】
次に、ピット内の全ての場所についてステップS4で演算されたピット内に堆積されるごみの各層の攪拌回数に基づいて、あらかじめ設定した評価関数から評価値を演算する（ステップS５：ガイダンス出力・クレーン制御ステップ）。
尚、本ステップの詳細については、上述したごみ攪拌評価装置１のガイダンス出力・クレーン制御部１６の記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００３９】
ステップS5で計算された評価値に基づいてバケットを移動させるピット内の特定の場所（バケット移動位置）を選択し、クレーン制御指示（バケット移動位置に対するバケットの開閉を制御する指示）を演算する（ステップS6：ガイダンス出力・クレーン制御ステップ）。
尚、本ステップの詳細については、上述したごみ攪拌評価装置１のガイダンス出力・クレーン制御部１６の記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００４０】
最後に、ステップS6で演算したバケット移動位置及びバケット移動位置に対するバケット開閉制御指示について、クレーン操作オペレータに対するガイダンスとしてディスプレイに出力するか、クレーンを制御する装置であるクレーンコントローラに出力する（ステップS7：ガイダンス出力・クレーン制御ステップ）。
尚、本ステップの詳細については、上述したごみ攪拌評価装置１のガイダンス出力・クレーン制御部１６の記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００４１】
このように、本実施形態のごみ攪拌評価装置及びごみ攪拌評価方法、並びにごみ攪拌評価プログラムによれば、ごみの攪拌度合いを定量化してオペレータに提示することができ、さらには、定量化したごみの攪拌度合いに基づいてクレーンを制御する制御装置により自動制御を行うことができる。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。
【００４３】
上述の実施形態においては、ごみ収集車及びクレーンから投入され、落下させたごみの３次元的な堆積分布形状は、ごみが着地するまでの高さにより決まると考え、高さによる関数として、半球のような形状をとる関数を用いたが、それに限らない。例えば、図９に示すように、ガウス分布のような形状をとる関数（下記の数１に示す式）を用いることができる。図９は、ガウス分布のような形状をとる関数を用いて、クレーンにより掴んでいたごみを落下させたときのピット内のごみのプロファイルを示すものである。
【００４４】
【数１】
2010275064.tif 000003
【００４５】
また、上述の実施形態においては、バケットで掴みあげたごみを投下する際に設定する評価関数の例として、最も攪拌回数が多い格子を選択し、且つ、攪拌回数が同じである場合は任意とする評価関数を挙げたが、それに限らない。例えば、ピット内のすべての格子でごみを落下させた場合の堆積状態を推定し、それぞれの格子において、攪拌回数とピットの深さ位置（深いほど値を小さく設定する）とを乗じた値を、すべて場合について加算した合計値を求め、合計値が最も大きい格子を選択するような評価関数でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態に係るごみ攪拌評価装置のブロック図である。
【図２】本実施形態に係るごみ攪拌評価方法の処理の手順について説明したフローチャートである。
【図３】クレーンの操作とクレーンのバケットの水平面上の位置との関係を示す図である。
【図４】クレーンにより掴んでいたごみを落下させたとき（１回目）のピット内のごみのプロファイルを示すものである。
【図５】クレーンにより掴んでいたごみを落下させたとき（２回目）のピット内のごみのプロファイルを示すものである。
【図６】クレーンにより掴んでいたごみを落下させたとき（複数回目）のピット内のごみのプロファイルを示すものである。
【図７】図６に示す状態のごみに対して、クレーンを用いてごみを掴みあげたときのピット内のごみのプロファイルを示すものである。
【図８】図７において、バケット内のごみの平均攪拌回数を演算したものである。
【図９】ガウス分布のような形状をとる関数を用いて、クレーンにより掴んでいたごみを落下させたときのピット内のごみのプロファイルを示すものである。
【符号の説明】
【００４７】
１    ごみ攪拌評価装置
１１  ごみ収集車・クレーン位置信号取り込み部
１２  堆積形状演算・記憶部
１３  へこみ部分演算・記憶部
１４  攪拌回数演算・記憶部
１６  ガイダンス出力・クレーン制御部
S2  ごみ収集車・クレーン位置信号取り込みステップ
S3  堆積形状演算・記憶ステップ、へこみ部分演算・記憶ステップ
S4  攪拌回数演算・記憶ステップ
S5,S6,S7  ガイダンス出力・クレーン制御ステップ
【図１】
2010275064.tif 000004
【図２】
2010275064.tif 000005
【図３】
2010275064.tif 000006
【図４】
2010275064.tif 000007
【図５】
2010275064.tif 000008
【図６】
2010275064.tif 000009
【図７】
2010275064.tif 000010
【図８】
2010275064.tif 000011
【図９】
2010275064.tif 000012