طراحی سامانه بهینه سازی پویا و مسیریابی بلادرنگ ناوگان جمع آوری پسماند شهری با استفاده از حسگرهای اینترنت اشیاء (IoT) و الگوریتم های هوش مصنوعی

مدیریت پسماند جامد شهری (MSWM) یکی از پیچیده ترین، پرهزینه ترین و بحرانی ترین ارکان خدمات شهری و شهرسازی پایدار به شمار می رود. در رویکردهای سنتی، جمع آوری پسماند بر مبنای برنامه های زمانی ایستا (Static Scheduling) و مسیرهای از پیش تعیین شده صورت می پذیرد که پیامد آن تخلیه مخازن نیمه خالی، سرریز شدن زباله در ساعات غیرپیک و افزایش چشمگیر مصرف سوخت، استهلاک ناوگان و انتشار گازهای گلخانه ای است. در این پژوهش، چارچوبی یکپارچه و بلادرنگ برای بهینه سازی پویای عملیات جمع آوری پسماند با تلفیق فناوری اینترنت اشیاء (IoT)، پروتکل های ارتباطی کم مصرف و توان گسترده (LoRaWAN/NB-IoT) و الگوریتم های هوش مصنوعی و فراابتکاری ارائه شده است. در این معماری، حسگرهای التراسونیک مستقر در مخازن، داده های مربوط به سطح پرشدگی و وضعیت کالبدی را در فواصل زمانی منظم به سرور مرکزی ارسال می کنند. سپس، با فرمول بندی مسئله در قالب «مسئله مسیریابی خودرو با پنجره های زمانی و ظرفیت محدود پویا» (Dynamic CVRPTW)، کوتاه ترین و کم مصرف ترین مسیرها برای ناوگان تولید می شود. نتایج مدل سازی و پیشینه تجربی نشان می دهد که استقرار چنین سامانه ای قادر است طول پیمایش روزانه ناوگان را بین ۲۸ تا ۳۷ درصد و هزینه های عملیاتی سوخت را تا ۳۲ درصد کاهش دهد.

کلیدواژه ها:

مدیریت پسماند هوشمند ، اینترنت اشیاء (IoT) ، حسگرهای سطح پرشدگی ، بهینه سازی پویا ، مسیریابی ناوگان (CVRPTW) ، شهر هوشمند پایدار.