基于大数据处理的垃圾收运系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及垃圾收运技术领域，尤其设及一种基于大数据处理的垃圾收运系统及 方法。
【背景技术】
[0002] 现有垃圾收运系统通常包括垃圾收集车、垃圾桶和控制中屯、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;控制中屯、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屯、服务器进行无线通信的垃圾车通信 模块，接收来自控制中屯、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，运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】
[0003] 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。
[0004] 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：
[0005] 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;
[0006] 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;
[0007] 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；
[000引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，W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;
[0009] 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，W及发送控制指令给所述垃圾收集车；
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] 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;W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。
[0013] 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，W定期更新统计数据。
[0014] 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。
[0015] 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Ξ种。
[0016] 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W及规划出 垃圾收集车进行垃圾收运的最优路径：
[0017] 在某一区域内，初始设置的垃圾桶数量为η个，其中η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：
[001 引
[0019] 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Μ进行比较，初 步确定每一个垃圾桶Ti收运次数如下：
[0020]
[0021]根据每个垃圾桶一天的收运次数规划出垃圾车收运垃圾的最优路径，对于每天需 要收运1次的垃圾桶，所述数据挖掘模块生成第一控制指令W指示垃圾收集车早上进行收 运，对于需要收运2次的垃圾桶，所述数据挖掘模块生成第二控制指令W指示垃圾收集车选 择间隔的两个时间段进行收运，对于需要收运超过3次的垃圾桶，所述数据挖掘模块生成第 Ξ控制指令W提醒垃圾收集车需要增加垃圾桶数量。
[0022] 本发明还提供一种基于大数据处理的垃圾收运方法，包括步骤：
[0023] 通过垃圾收集车的垃圾桶抓取机构抓取垃圾桶进行垃圾收集，同时通过垃圾桶抓 取机构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, W及通过卫星定位模 块采取垃圾桶的位置信息并传输给所述ECU;
[0024] 通过ECU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垃圾收集 车的第一无线通信模块；
[0025] 通过垃圾收集车的第一无线通信模块W无线数据传输方式将编码处理后的垃圾 桶综合数据发送给远程监控服务器；
[0026] 通过远程监控服务器的第二无线通信模块接收所述编码处理后的垃圾桶综合数 据并传输给远程监控服务器的分析统计模块；
[0027] 通过远程监控服务器的分析统计模块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；
[0028] 通过远程监控服务器的预处理模块将经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.
[0029] 通过远程监控服务器的数据挖掘模块将经过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；W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并 生成控制指令；
[0030] 通过远程监控服务器的第二无线通信模块W无线数据传输方式将所述控制指令 发送给垃圾收集车；
[0031] 通过垃圾收集车的第一无线通信模块接收所述控制指令并传输给垃圾收集车的 ECUW指示垃圾收运路径。
[0032] 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，W定期更新统计数据。
[0033] 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。
[0034] 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Ξ种。
[0035] 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W及规划出 垃圾收集车进行垃圾收运的最优路径：
[0036] 在某一区域内，初始设置的垃圾桶数量为η个，其中η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：
[0037]
[0038] 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Μ进行比较，初 步确定每一个垃圾桶Ti收运次数如下：
[0039]
[0040] 根据每个垃圾桶一天的收运次数规划出垃圾车收运垃圾的最优路径，对于每天需 要收运1次的垃圾桶，所述数据挖掘模块生成第一控制指令W指示垃圾收集车早上进行收 运，对于需要收运2次的垃圾桶，所述数据挖掘模块生成第二控制指令W指示垃圾收集车选 择间隔的两个时间段进行收运，对于需要收运超过3次的垃圾桶，所述数据挖掘模块生成第 Ξ控制指令W提醒垃圾收集车需要增加垃圾桶数量。
[0041 ]本发明的基于大数据处理的垃圾收运系统及方法