[发明专利]基于大数据处理的垃圾收运系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾收运技术领域，尤其涉及一种基于大数据处理的垃圾收 运系统及方法。

背景技术

现有垃圾收运系统通常包括垃圾收集车、垃圾桶和控制中心服务器。垃 圾桶上设置称重传感器、信号处理模块、垃圾桶通信模块和电源，称重传感 器用于采集垃圾桶的负荷数据，经过信号处理模块的处理将垃圾桶的负荷信 息传递到垃圾桶通信模块；控制中心服务器与垃圾桶通信模块进行无线通信， 并接收垃圾桶的负荷信息，根据垃圾桶的负荷信息发出是否收运垃圾的指令 信号；垃圾车包括与控制中心服务器进行无线通信的垃圾车通信模块，接收 来自控制中心服务器的指令信号，完成垃圾收运。现有垃圾收运系统需要在 每个垃圾桶上安装传感器、信号处理模块、垃圾桶通信模块和电源等电子装 置，生产成本过高；另外，由于垃圾桶的工作环境比较恶劣，经常存在一些 腐蚀性液体，很容易造成垃圾桶的电子装置的破坏，这样又会耗费大量成本 维护垃圾桶的电子装置，因此现有垃圾收运系统由于生产和维护成本过高， 无法得到广泛应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于大数据处理的垃圾收运系统及方 法，旨在降低垃圾收运系统的制造成本与维护成本，实现垃圾桶的配置优化 和垃圾收集车的收运路径优化。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于大数据处理的垃圾收运系统， 包括垃圾收集车和远程监控服务器，所述垃圾收集车包括垃圾桶抓取机构、 卫星定位模块、ECU及第一无线通信模块，所述垃圾桶抓取机构自带有称重 传感器，所述远程监控服务器包括第二无线通信模块、分析统计模块、预处 理模块和数据挖掘模块，其中：

所述垃圾桶抓取机构用于抓取垃圾桶进行垃圾收集，同时通过自带的称 重传感器采集垃圾桶的负荷信息并传输给所述ECU；

所述卫星定位模块用于采取垃圾桶的位置信息并传输给所述ECU；

所述ECU用于接收所述垃圾桶的负荷信息和位置信息，对所述垃圾桶给 出相应编号，将垃圾桶的负荷信息、位置信息和编号进行编码处理形成垃圾 桶综合数据并传输给所述第一无线通信模块；

所述第一无线通信模块与所述远程监控服务器的第二无线通信模块进行 无线通信连接，用于将编码处理后的垃圾桶综合数据发送给所述远程监控服 务器，以及接收所述远程监控服务器所发出的控制指令并传输给所述ECU；

所述第二无线通信模块用于接收所述第一无线通信模块所发送的编码处 理后的垃圾桶综合数据并传输给所述分析统计模块，以及发送控制指令给所 述垃圾收集车；

所述分析统计模块用于将所述垃圾桶综合数据进行解码处理，得到相应 垃圾桶的负荷信息、位置信息和编号后进行存储，并利用分布式数据库对存 储于其内的垃圾桶的负荷信息数据进行普通的分析和分类汇总；

所述预处理模块用于将经所述分析统计模块进行分析和分类汇总后的负 荷信息数据导入到一个集中的大型分布式数据库中，在导入基础上做一些简 单的清洗和预处理工作；

所述数据挖掘模块用于将经过所述预处理模块进行清洗和预处理后的负 荷信息数据进行支持向量机SVM优化算法的计算，建立趋势分析模型；基于 垃圾桶的负荷信息的历史数据，预测未来一段时间内垃圾桶的负荷数据；根 据预测的数据，对垃圾桶数量配置进行优化；以及判断每个垃圾桶垃圾的收 运频率，规划出垃圾收集车进行垃圾收运的最优路径。

优选地，所述分析统计模块定期利用分布式数据库对存储于其内的垃圾 桶的负荷信息数据进行普通的分析和分类汇总，以定期更新统计数据。

优选地，所述数据挖掘模块在计算中将日期因素和垃圾桶位置因素添加 到趋势分析模型当中。

优选地，所述日期因素将收集垃圾日期分为普通日期、周末和重大节假 日三种。

优选地，所述数据挖掘模块通过如下方式对垃圾桶数量配置进行优化以 及规划出垃圾收集车进行垃圾收运的最优路径：

在某一区域内，初始设置的垃圾桶数量为n个，其中n为正整数，设定 垃圾收集车每天收集垃圾3次，分别为早、中、晚，所述数据挖掘模块预测 未来一段时间内垃圾桶的负荷信息数据如下：

将预测的垃圾桶的负荷信息数据与垃圾桶需要收运的负荷设定值M进行 比较，初步确定每一个垃圾桶Ti收运次数如下：