Térinformatikai megoldás a hulladékgyűjtés járattervezésére Ladányi Richárd, Chrabák Péter 2011. Május 4. Chrabák Péter Ladányi Richárd
Bemutatkozás Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet 3519 Miskolc-tapolca, Iglói u. 2. Környezetvédelem A Környezetmenedzsment és Logisztika Csoport tevékenységi területe Öko-tervezés LCA Gyártás (termék) Inverz logisztika (hulladékkezelés) Szimuláció, optimalizálás Logisztika
A Környezetmenedzsment és Logisztika Csoport kompetenciái és ipari partnerei Környezetmenedzsment - Környezeti szempontú teljes életciklus elemzés (GaBi 4.3 szoftver alkalmazása) - Speciális hulladékgazdálkodási rendszerek tervezése (elektronikai hulladékok, roncsautók) - Hulladékok energetikai hasznosítási lehetőségei - Környezetvédelmi hatástanulmányok - Öko-tervezés (Eco-design) Logisztika - Logisztikai folyamatok modellezése szimulációs vizsgálatokkal - Termelési, raktározási és szállítási folyamatok szimulációja és optimalizálása - Járattervezési megoldások térinformatikai módszerekkel (ArcGIS alapokon) - Logisztikai informatikai menedzsment rendszerek Fontosabb ipari partnereink
A modellezés tipikus céljai, lehetőségei: - Tervezési hiba elkerülése komplex rendszereknél. - Működési alternatívák vizsgálata a valós folyamatokba történő beavatkozások nélkül - Állapotváltozások számszerűsítése a rejtett összefüggések feltárására Dinamikus és sztochasztikus folyamatok elemzése Irányítási stratégiaváltozatok összehasonlítása Működési zavarok modellezése azok elhárításának érdekében Általánosságban: A modellezés stratégiai döntéseket megalapozó és támogató eszköz, amelynek eredményei (gazdasági elemzéssel kiegészítve) adoptálhatók a napi gyakorlatba.
A térinformatikai alapú modellezés vizsgálati lehetőségei: - A hulladékgazdálkodási rendszerelemek földrajzi telepítésének kérdései: - Új átrakó/lerakó optimális helyének kijelölése, áthelyezéseik hatásvizsgálata - Hulladékudvarok begyűjtési logisztikai szempontból optimális elhelyezése - A szolgáltatási terület működési szempontból - optimális felosztása - A hulladékgazdálkodási rendszerelemek kapacitásának méretezése, optimalizálása: - Gyűjtőszigetek térfogata - Hulladékudvarok kapacitásának meghatározása - Begyűjtő-járművek gyűjtési kapacitásának a vizsgálata, javaslattétel az optimális kapacitású járműparkra - Gépjárműparkban bekövetkező változások (új, ill. szolgálatból kieső járművek) hatásának vizsgálatai - A hulladékkeletkezés szezonális változásainak befolyása a szükséges kiszolgálási kapacitásra - A gyűjtési/szállítási útvonal vizsgálata: - A gyűjtési napok optimális sorrendje - Megváltozott közlekedési feltételek (pl. tartós útlezárások, új utak) okozta változások gyors vizsgálata
Milyen hulladékgyűjtéssel kapcsolatos konkrét kérdésekre ad választ? - - a hulladékok mennyiségének változása milyen hatással bír a gyűjtőjárművek által megtett útra, a gyűjtéshez szükséges időre, valamint a gyűjtést végző járművek számára (járatok, fordulók száma)? A gyűjtést végző járművek átlagos sebességének ingadozása milyen mértékben befolyásolja a kialakított járatrendek paramétereit (idő, távolság)? több feldolgozóhelyre, vagy depóniába történő beszállítás lehetősége esetén melyiket célszerű választani? Milyen hatása van a szolgáltatási terület bővítése a gyűjtőjárművek járatrendjére? (mely területekre érdemes terjeszkedni, melyekre nem érdemes?) Gyűjtőszigetes, vagy házhoz menő szelektív gyűjtés közül melyik kifizetődőbb az adott szolgáltatási területen? A megválaszolható mi lenne ha? típusú kérdések: - új (akár többműszakos) munkarend bevezetése? új gyűjtési körzetek kialakítása vagy a meglévők újrafelosztása? (beleértve a gyűjtési napok átszervezését); új, eltérő kapacitású eszközpark bevezetése, vagy a meglévő bővítése?
- A modell kialakítása és a fenti kérdések megválaszolása az alábbi szempontok figyelembe vétele mellett történik: - Utca-házszám szintű alaptérkép (pl. DSM-10, TeleAtlas) - Teljes közúthálózat paraméterei (közlekedési szabályok, járhatóság, sebesség- és súlykorlátozások, stb.) - A fenti szempontok egyenkénti, vagy együttes vizsgálata a kiegyenlített műszakidők, begyűjtött hulladékmennyiség, megtett távolság, kiszolgált konténerek száma tekintetében Fő cél a működési költségek minimalizálása a szolgáltatási színvonal fenntartása ill. növelése mellett!
1. Adatgyűjtés - A megbízó által megadott adatok - Saját mérések 1. Adatfeldolgozás - Címpontok térképi megjelenítése (geokódolás) - Mérések kiértékelése input adatok számítása 1. Modell létrehozása - Modern célszoftverrel: RouteSmart Professional (ESRI ARCMap alapokon) - - A térinformatika alkalmazása által nyújtott előnyök: útvonal-optimalizálás a szolgáltatási terület tényleges infrastruktúrájának figyelembevételével (úthálózat, sebességek, korlátozások) időszakos útlezárások, forgalmi rend változások hatásának kiértékelése Speciális logisztikai vizsgálatok: Szolgáltatási terület súlypontjának kijelölése Hulladéklerakó/-átrakó optimális helyének kijelölése, vizsgálata 1. Futtatás eredményeinek összesítése, kiértékelés
A modell kialakítását megalapozó adatbázishoz jellemzően az alábbi információk szükségesek: A hulladékgyűjtő edények címpontjai (irányítószám, utca, házszám vagy XY-koordináta adatokkal) A hulladékgyűjtő edény(ek) térfogata A hulladékgyűjtő edények heti ürítési gyakorisága A hulladékgyűjtő edények gyakorlat szerinti ürítési napjai A rendelkezésre álló gyűjtőjárművek száma és kapacitása Az átlagos gyűjtési ciklust jellemző mutatók: - műszakidő - megtett távolság - begyűjtött hulladékmennyiség Átlagos ürítési idők (hulladékgyűjtő edények és járművek esetén egyaránt) továbbá opcionálisan (a pontosabb eredmény elérése érdekében): Az aktuális gyűjtési sorrend (az egyes járatok által bejárt útvonalak) A hulladékgyűjtő edények telítettségére vonatkozó mérések adatai
A modellezés során fontos a kiszolgált konténerek telítettsége Több tényező egyedi- és együttes hatásától egyaránt függően: Településszerkezet (családi házas, lakótelep, üdülőövezet, stb.) A lakosság szociális, gazdasági helyzete A lakosság környezettudatossága Szezonális hatások (évszak, időjárás stb.) A modellben a hulladékképződést minden konténerre érvényes átlagos telítettségi érték felhasználásával vesszük figyelembe (ha van konkrét adat, akkor azt is használhatjuk!) A hulladékképződés változásának hatását a járattervre (pl. téli nyári időszakokban) pedig több ilyen átlagos érték külön külön történő számítása révén értékeljük ki? Milyen hatásai vannak a változó hulladékképződésnek (konténertelítettségnek) a gyűjtőjáratokra? Milyen konkrét eredményeket kapunk a vizsgálatok elvégzésével?
járatszám 101 102 103 104 összesen megtett km 39,25 65,97 49,69 76,48 231,39 Egy adott telítettséget feltételezve az összes gyűjtőszigeten járatszám megtett km 101 79,31 102 32,98 103 40,91 104 63,07 105 62,19 összesen 278,46 A gyűjtőszigetek ezen átlagos telítettségét 10% -kal megnövelve
gyűjtési idő 100,0 % (óra) 100,0 100,0 110,0 95,0 88,0 85,5 90,0 85,0 85,0 87,2 89,3 90,0 90,0 Műszakidő gyakorlat 89,0 90,2 80,0 70,0 76,1 90,8 100,0 87,3 80,2 82,0 93,1 89,4 87,3 Megtett távolság gyakorlat Műszakidő modell 1 75,0 80,00% Műszakidő modell 2 90,00% 100,00% Megtett távolság modell 1 50,0 80,00% 110,00% % (tonna) 180,0 160,0 124,7 140,3 140,3 140,0 171,5 155,9 100,00% 110,00% begyűjtött hulladékmennyiség 171,5 155,9 124,7 VESZTESÉG 120,0 100,0 Begyűjtött hulladékmennyiség modell 2 80,0 60,0 80,00% Megtett távolság modell 2 90,00% átlagos h.gy. edény telítettség átlagos h.gy. edény telítettség 100,0 gyűjtési úthossz % (km) Begyűjtött hulladékmennyiség modell 1 90,00% Begyűjtött hulladékmennyiség gyakorlat 100,00% átlagos h.gy. edény telítettség 110,00% Optimalizálás előtti gyakorlat Optimalizálás eredménye I. (a meglévő járatrend megtartása mellett) Optimalizálás eredménye II. (a meglévő járatrend részbeni módosításával)
Az átlagos gyűjtési sebesség figyelembevételével 10% - kal nagyobb átlagos gyűjtési sebességet feltételezve
A célpontok mindegyikét érintő, minimális hosszúságú, vagy a legrövidebb idő alatt bejárható útvonal megkeresése. Változók (pl. forgalom) Időablakok A célpontok optimális felkeresési sorrendje Részletes útiterv generálása Időszükséglet számítása Egy esemény kezeléséhez szükséges olyan kiszolgáló létesítmény(ek) megkeresése, melyek az esemény helyéhez legközelebb-, vagy a legrövidebb idő alatt megtehető útvonalon helyezkednek el Szintidő-,v. távolság megadása (pl. 5 percen belül) A legközelebb lévő n db kiszolgáló Meghatározott irányban elhelyezkedő
Adott hely(ek)ről adott paraméterek szerint (pl. bizonyos időn belül) elérhető területek kijelölése Szintidők (több lépcsős) Megadott irányok A területek átfedésével, vagy anélkül Területek (az úthálózat egy része), vagy kerületek (határvonalak) kijelölése Az optimális pozíció meghatározása valamely kiszolgáló létesítmény számára Impedancia ( költség ) minimalizálása Lefedettség maximalizálása A létesítmények számának minimalizálása A kiszolgálási fok maximalizálása Üzleti részesedés maximalizálása
Hogyan válasszuk meg a szelektív hulladékgyűjtő szigetek helyét?
Hogyan válasszuk meg a szelektív hulladékgyűjtő szigetek helyét (és kapacitását)?
BAY-LOGI Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet Köszönjük megtisztelő figyelmüket. Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet 3519 Miskolc-tapolca, Iglói u. 2. ladanyi.richard@bay-logi.hu 30 / 258 1479 chrabak.peter@bay-logi.hu 30 / 660-9752