Intelligent Waste Management

Sensorbasierte Füllstandsmessung für ein ökonomischeres und ökologischeres Waste Management

Das Abfallmanagement ist derzeit vielerorts Gegenstand von Smart City Projekten. Anstelle starren Terminen zu folgen, entscheiden Smarte Städte mithilfe von Sensorik und IT, flexibel und dynamisch, wann und wo welche Leistungen erbracht werden. Auf diesem Weg lassen sich beispielsweise die Effizienz von Winterdiensten, die Personenbeförderung und weitere logistische Prozesse optimieren.

Im Anwendungsgebiet Entsorgung werden Füllstandssensoren eingesetzt, die ein Signal senden, sobald ein Container voll ist, so dass das Leerfahrzeug zur richtigen Zeit zum richtigen Ort fahren kann. Dieses Vorgehen lohnt sich vor allem bei großen Containern, z.B. Kleiderspendecontainern, von denen nur eine geringe Anzahl über ein weitläufiges Gebiete verteilt steht und Leerungen nur selten erforderlich sind. Durch signalgetriggerter Leerung lassen sich hier unnötige Fahrten einsparen.

Bei öffentlichen Tonnen für Restmüll oder Biomüll gibt es Tausende, die gerade in den Stadtzentren oft in unmittelbarer Nähe aufgestellt sind und aus Hygienegründen tägliche Leerungen erfordern. Die Einführung zusätzlicher, signalgetriggerter Leerungen wäre hier kontraproduktiv, da dies den personellen sowie zeitlichen Aufwand vergrößern, weitere Fahrtstrecken und sogar einen erhöhten Schadstoffausstoß bei geringerer Effizienz verursachen würde.

Gemeinsam mit der Stadt Regensburg wird daher im Rahmen eines Smart City-Projekts eine intelligente Mülltonne etabliert, die regelmäßig per Funk aktuelle Messwerte zu Füllstandshöhe und Akkuladung liefert. Im Projekt wurde ein Portal für das Abfallmanagement konzipiert und implementiert, welches die Stadt Regensburg dabei unterstützt, die bisherigen, planmäßigen Routen zu optimieren. Das Portal hilft bei Planungsvorgängen wie der Standortwahl für Tonnen sowie bei der zeitlichen und personellen Organisation der Routen. Routenempfehlungen basieren auf Metaheuristiken, wobei aktueller Füllstand der Tonnen, maximale Liegezeit des Abfalls sowie etablierte Routen berücksichtigt werden.

Allein mit Fokus auf Tonnen mit besonders weiten Fahrtstrecken können monatlich bereits jetzt Hunderte Fahrtkilometer pro Monat eingespart werden. In dieser Zeit können bei gleich bleibendem personellen und finanziellen Aufwand weitere Tonnen geleert werden. Mehr Container fördern letztlich auch die Bereitschaft zu mehr Mülltrennung. Somit vereint der Ansatz ökonomische und ökologische Vorteile.

Im Projektvideo erklärt Prof. Dr. Jan Dünnweber die Funktionsweise des intelligenten Systems.