基于大数据处理的垃圾收运系统及方法_2

文档序号:9866269阅读:来源:国知局
中,通过垃圾收集车的垃圾桶抓 取机构自带的称重传感器来采集垃圾桶的负荷信息,并通过垃圾收集车的卫星定位模块来 采取垃圾桶的位置信息,相对于现有技术,无需在每一个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,从而可W大大地节省垃圾收运系统的生产和维护成本,审U 造与维护成本较低,适合在城市广泛应用;通过远程监控服务器的分析统计模块、预处理模 块和数据挖掘模块对采集垃圾桶的负荷信息和位置信息进行大数据处理,能够实现垃圾桶 的配置优化和垃圾收集车的收运路径优化,适应于垃圾收集车智能化发展的大趋势。
【附图说明】
[0042] 图1为本发明基于大数据处理的垃圾收运系统一实施例的系统架构图。
[0043] 图2为图1所示基于大数据处理的垃圾收运系统中垃圾收集车的结构框图。
[0044] 图3为图1所示基于大数据处理的垃圾收运系统中远程监控服务器的结构框图。
[0045] 图4为本发明基于大数据处理的垃圾收运方法一实施例的流程图。
[0046] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0047] 应当理解,此处所描述的【具体实施方式】仅仅用W解释本发明,并不用于限定本发 明。
[004引本发明提供一种基于大数据处理的垃圾收运系统。如图1至图3所示,在本发明的 一实施例中,基于大数据处理的垃圾收运系统包括垃圾收集车1和远程监控服务器2,所述 垃圾收集车1包括垃圾桶抓取机构11、卫星定位模块12、ECU 13及第一无线通信模块14,所 述垃圾桶抓取机构11自带有称重传感器111。所述远程监控服务器2包括第二无线通信模块 21、分析统计模块22、预处理模块23和数据挖掘模块24,其中:
[0049] 所述垃圾桶抓取机构11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111采集垃圾桶的负荷信息并传输给所述ECU 13;
[0050] 所述卫星定位模块12用于采取垃圾桶的位置信息并传输给所述ECU 13;
[0051 ]所述ECU 13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14;
[0052] 所述第一无线通信模块14与所述远程监控服务器2的第二无线通信模块21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2, W及接收 所述远程监控服务器2所发出的控制指令并传输给所述ECU 13;
[0053] 所述第二无线通信模块21用于接收所述第一无线通信模块14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22, W及发送控制指令给所述垃圾收集车 1;
[0054] 所述分析统计模块22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;
[0055] 所述预处理模块23用于将经所述分析统计模块22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;
[0056] 所述数据挖掘模块24用于将经过所述预处理模块23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1进行垃圾收运的最优 路径。
[0057] 上述基于大数据处理的垃圾收运系统中,垃圾桶抓取机构11可采用现有任意已公 开的抓取机构,只要其自带有称重传感器即可,例如申请日为2014年12月26日、申请号为 201420839406.4、名称为"一种带称重功能的垃圾桶提升装置"即可应用于本发明的垃圾收 运系统中,另外,本申请人于本申请的申请日同一天申请的名称为"具有称重功能的垃圾车 抓取装置"的专利申请中所掲露的垃圾车抓取装置,也同样适用于本申请中作为垃圾桶抓 取机构11,本申请中,对垃圾桶抓取机构11的具体结构不作具体限定,凡是自带称重传感器 的垃圾桶抓取机构均可适用于本发明的垃圾收运系统。
[0化引卫星定位模块12可W是采用全球卫星定位(Global Positioning System,简称 GPS)忍片,利用GI^定位卫星,在全球范围内可实时进行定位和导航。GPS是由美国国防部研 制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统,能为全球用户提供低 成本、高精度的Ξ维位置、速度和精确定时等导航信息。卫星定位模块12还可W是采用其它 卫星定位忍片,例如北斗忍片,北斗忍片包含了 RF射频忍片,基带忍片及微处理器的忍片 组,相关设备通过北斗忍片,可W接受由北斗卫星发射的信号,从而完成定位导航的功能。 [0化9] 在车辆中,ECU 13实际上是一个。电子控制单元"(Electronic Control Unit),又 称为行车电脑,它是由输入电路、微机和输出电路等Ξ部分组成。输入电路接受传感器和其 它装置输入的信号,对信号进行过滤处理和放大,然后转换成一定伏特的输入电平。从传感 器送到ECU输入电路的信号既有模拟信号也有数字信号,输入电路中的模/数转换器可W将 模拟信号转换为数字信号,然后传递给微机。微机将上述已经预处理过的信号进行运算处 理,并将处理数据送至输出电路。输出电路将数字信息的功率放大,有些还要还原为模拟信 号,使其驱动被控的调节伺服元件工作。
[0060] 第一无线通信模块14与所述远程监控服务器2的第二无线通信模块21进行无线通 信连接,其中无线通信方式可W是通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service,简称GPRS)、第Ξ代移动通信技术(3G)、第四代移动通信技术(4G)等通信方式。通 过移动基站进行数据传输,移动基站数量多,信号覆盖范围广,可W达到实时监控的目的。
[0061] 分析统计模块22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时,对于一些实时性需求,可W采用EMC公司(易安信,一家美国信息 存储资讯科技公司,主要业务为信息存储及管理产品、服务和解决方案,EMC公司创建于 1979年,总部在马萨诸塞州霍普金顿市)的GreenPlum数据库、Oracle公司(甲骨文公司,是 全球最大的企业级软件公司,总部位于美国加利福尼亚州的红木滩)的Exadata数据库,W 及基于MySQL(关系型数据库管理系统)的列式存储1]^〇131'1旨111(1址〇131';[曲1:是开源的17591 数据仓库解决方案,引入了列存储方案,高强度的数据压缩,优化的统计计算)等,而一些批 处理,或者基于半结构化数据的需求可W使用化doop巧adoop是一个由Apache基金会所开 发的分布式系统基础架构)。
[0062] 在机器学习领域,支持向量机SVM(Suppod Vector Machine)是一个有监督的学 习模型,通常用来进行模式识别、分类、W及回归分析。
[0063] 上述基于大数据处理的垃圾收运系统中,通过垃圾收集车1的垃圾桶抓取机构11 自带的称重传感器111来采集垃圾桶的负荷信息,并通过垃圾收集车1的卫星定位模块12来 采取垃圾桶的位置信息,相对于现有技术,无需在每一个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,从而可W大大地节省垃圾收运系统的生产和维护成本,审U 造与维护成本较低,适合在城市广泛应用;通过远程监控服务器2的分析统计模块22、预处 理模块23和数据挖掘模块23对采集垃圾桶的负荷信息和位置信息进行大数据处理,能够实 现垃圾桶的配置优化和垃圾收集车的收运路径优化,适应于垃圾收集车1智能化发展的大 趋势。
[0064] 特别地,所述分析统计模块22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。运样,随着区域内人口结构 的变化所导致的垃圾投放量的变化,通过定期更新统计数据能够适时更新垃圾收运的最优 路径,经济效益显著,特别适合在城市中大范围推广。
[0065] 在本实施例中,所述数据挖掘模块24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。日期因素和垃圾桶位置因素在趋势分析模型起到最重要的影响,通 过将日期因素和垃圾桶位置因素添加到趋势分析模型,可w使得趋势分析模型的建立更加 贴近现
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