Устройство, система, запоминающее устройство, способ и структура данных для оценки состава отходов
Изобретение относится к устройству, системе, запоминающему устройству и способу оценки состава отходов в установке для обработки отходов. Техническим результатом является возможность оценки состава отходов даже в случае, если в отходах смешаны материалы отходов, имеющие разные компоненты и сходные цвета, и материалы отходов, имеющие сходные компоненты и разные цвета. Устройство содержит: блок генерирования обучающих данных, который генерирует обучающие данные, связанные с захваченным изображением отходов, хранящихся в яме для отходов; блок построения модели, который строит модель, осуществляя обучение с использованием обучающих данных; и блок оценки, который вводит в модель данные нового захваченного изображения отходов, хранящихся в яме для отходов, и получает значение, представляющее состав отходов, соответствующих новому изображению. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к устройству, системе, программе и способу оценки состава отходов в установке для обработки отходов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В установке для обработки отходов отходы, включающие в себя различные компоненты, такие, как хозяйственный мусор и сыпучие измельченные отходы, обрезанные ветви, ил, и т.п., выбрасывают в яму для отходов. Отходы, включающие в себя различные компоненты, забрасывают в печь для сжигания отходов вместе и применяют к ним процесс сжигания в печи для сжигания отходов. В этой связи отметим, что в случае, если состав отходов, забрасываемых в печь для сжигания отходов, внезапно изменяется, при сжигании отходов может внезапно изменяться и температура в печи для сжигания отходов, либо возможно образование ядовитого газа или материала, такого, как диоксин или подобное ему вещество, а это может привести к экологической проблеме.
Чтобы справиться с вышеупомянутой проблемой, например, в патентном источнике 1 предложено различать обычные материалы отходов и разнородные материалы отходов, выбрасываемые в яму для отходов, на основе их цветов и перемешивать отходы в яме, управляя краном, чтобы тем самым сделать состав отходов однородным.
Однако при воплощении методики, раскрытой в патентном источнике 1, трудно установить различие между такими материалами отходов, как кухонные отходы, пластмассовые изделия, и т.п., которые имеют сходные цвета и разный состав, а также трудно установить различия между такими материалами отходов, как соски (пустышки) и т.п., которые имеют сходный состав и разные цвета.
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Патентный источник 1: Публикация патента Японии №5025120
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
Предлагаемая методика разрабатывается ввиду вышеупомянутой проблемы, а задача, решаемая этой методикой, состоит в том, чтобы разработать устройство, систему, программу и способ, с помощью которых можно оценивать состав отходов даже в случае, если в отходах смешаны материалы отходов, имеющие разные компоненты и сходные цвета, и материалы отходов, имеющие сходные компоненты и разные цвета.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
(Вариант 1) В соответствии с вариантом 1, предложено устройство, и это устройство содержит: блок генерирования обучающих данных, который генерирует обучающие данные, связанные с захваченным изображением отходов, хранящихся в яме для отходов; блок построения модели, который строит модель, осуществляя обучение с использованием обучающих данных; и блок оценки, который вводит в модель данные нового захваченного изображения отходов, хранящихся в яме для отходов, и получает значение, представляющее состав отходов, соответствующих новому изображению.
(Вариант 2) В соответствии с вариантом 2, этот вариант представляет собой устройство согласно варианту 1, в котором блок оценки дополнительно разделяет новое захваченное изображение отходов, на многочисленные фрагменты, в отношении каждого из этих фрагментов выдает значение, представляющее состав отходов, соответствующих новому изображению, и генерирует составляемую по логическим выводам карту, которая связывает выдаваемые значения, представляющие состав отходов, с соответственными фрагментами.
(Вариант 3) В соответствии с вариантом 3, этот вариант представляет собой устройство согласно варианту 2, причем это устройство дополнительно содержит блок команд, который генерирует на основе составляемой по логическим выводам карты, по меньшей мере, одну из команды для устройства управления краном, которое управляет краном, и команды для устройства управления процессом горения, которое управляет печью для сжигания отходов.
(Вариант 4) В соответствии с вариантом 4, этот вариант представляет собой устройство согласно варианту 3, в котором команда для устройства управления краном - это команда крану переместить отходы, хранящиеся в яме для отходов, а команда для устройства управления процессом горения - это команда, требующаяся для сжигания отходов, забрасываемых в печь для сжигания отходов.
(Вариант 5) В соответствии с вариантом 5, этот вариант представляет собой устройство согласно любому из вариантов 1-4, в котором обучающие данные собраны, по меньшей мере, из одного из значения, представляющего некоторую характеристику отходов, идентифицируемую на основе журнала эксплуатации установки для обработки отходов, и метки, представляющей результат классификации состава отходов, при этом классификацию осуществляет оператор на основе данных изображения отходов в яме для отходов.
(Вариант 6) В соответствии с вариантом 6, этот вариант представляет собой устройство согласно любому из вариантов 1-5, в котором значение, представляющее состав отходов, является индексом, который представляет горючесть отходов.
(Вариант 7) В соответствии с вариантом 7, предложена система установки для обработки отходов, и эта система содержит: блок генерирования обучающих данных, который генерирует обучающие данные, связанные с захваченным изображением отходов, хранящихся в яме для отходов; блок построения модели, который строит модель, осуществляя обучение с использованием обучающих данных; блок оценки, который разделяет новое захваченное изображение отходов, хранящихся в яме для отходов, на многочисленные фрагменты, вводит данные соответственных фрагментов нового изображения в модель, и генерирует составляемую по логическим выводам карту, которая связывает значения, представляющие состав отходов, соответствующих новому изображению, с соответственными фрагментами; и блок команд, который генерирует на основе составляемой по логическим выводам карты, по меньшей мере, одну из команды для устройства управления краном, которое управляет краном, и команды для устройства управления процессом горения, которое управляет печью для сжигания отходов.
(Вариант 8) В соответствии с вариантом 8, предложен способ оценки состава отходов, хранящихся в яме для отходов установки для обработки отходов, и этот способ предусматривает: этап, на котором генерируют обучающие данные, связанные с захваченным изображением отходов, хранящихся в яме для отходов; этап, на котором строят модель, осуществляя обучение с использованием обучающих данных; и этап, на котором вводят в модель данные нового захваченного изображения отходов, хранящихся в яме для отходов, и получают значение, представляющее состав отходов, соответствующих новому изображению.
(Вариант 9) В соответствии с вариантом 9, предложена программа, и эта такая программа, которая заставляет процессор в установке для обработки отходов осуществлять способ в соответствии с вариантом 8.
(Вариант 10) В соответствии с вариантом 10, предложена структура данных, используемая устройством для управления эксплуатацией установки для обработки отходов, для оценки состава отходов, соответствующих изображению отходов, хранящихся в яме для отходов в установке для обработки отходов, и эта структура данных отличается тем, что она содержит обучающие данные, содержащие значение, генерируемое исходя из журнала эксплуатации установки для обработки отходов, и представляет состав отходов, и изображение отходов, соответствующее значению, представляющему состав отходов, а устройство оценивает, осуществляя обучение, предусматривающее использование обучающих данных, состав отходов, соответствующих новому захваченному изображению отходов, хранящихся в яме для отходов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - схематический чертеж установки для обработки отходов, относящийся к одному варианту осуществления.
Фиг. 2 - схематический чертеж конфигурации системы установки для обработки отходов, относящийся к одному варианту осуществления.
Фиг. 3 - чертеж функциональной конфигурации устройства обработки информации установки для обработки отходов, относящийся к одному варианту осуществления.
Фиг. 4 - возможное построение составляемой по логическим выводам карты, которая показывает соответствие между выходными данными и положениями в яме для отходов.
Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая эксплуатацию системы установки для обработки отходов и относящаяся к одному варианту осуществления.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нижеследующем описании, со ссылками на прилагаемые чертежи, будут пояснены варианты осуществления данного изобретения.
На Фиг. 1 показан схематический чертеж установки для обработки отходов в соответствии с одним вариантом осуществления; и на Фиг. 1 позиция 1 обозначает печь для сжигания отходов, предназначенную для сжигания отходов, позиция 2 обозначает котел для сжигания отходов, позиция 3 обозначает яму для хранения отходов, позиция 4 обозначает бункер, позиция 5 обозначает кран для перемещения отходов из ямы 3 в бункер 4, а позиция 6 обозначает устройство формирования изображений, предназначенное для захвата изображения поверхности отходов, хранящихся в яме 3. Также, на Фиг. 1 позиция 21 обозначает платформу, на которой отходы, собранные контейнерным мусоровозом 22, сбрасываются в яму 3 для отходов с платформы 21.
На Фиг. 2 показан чертеж конфигурации системы 100 управления установкой для обработки отходов, показанной на Фиг. 1. Система 100 установки для обработки отходов - это система, конфигурация которой обеспечивает оценку - на основе данных изображения, захваченных устройством 6 формирования изображений, - значения, представляющего состав отходов, и управление - на основе значения, представляющего оцененный состав отходов, - эксплуатацией установки для обработки отходов. Система 100 установки для обработки отходов содержит устройство 200 обработки информации, устройство 6 формирования изображений, предназначенное для захвата изображения в яме 3 для отходов (показанной на Фиг. 1), устройство 110 управления краном и устройство 120 управления процессом горения. Устройство 200 обработки информации выполнено с возможностью связи с устройством 6 формирования изображений, устройством 110 управления краном и устройством 120 управления процессом горения - и с возможностью подключения к этим устройствам - посредством сети, например, такой, как собственная локальная вычислительная сеть (ЛВС) установки или подобная ей, построенная в установке для обработки отходов. Устройство 200 обработки информации можно построить на использовании персонального компьютера, рабочей станции или серверного устройства, или можно построить на использовании переносного компьютера, такого, как планшетный терминал. В этой связи, следует напомнить, что вышеупомянутая конструкция является лишь примером конструкции, к которой применимо данное изобретение, а не ограничивается конструкцией, показанной на Фиг. 2. Например, количество, в котором присутствует каждое из устройства 6 формирования изображений, устройства 110 управления краном, устройства 120 управления процессом горения и устройства 200 обработки информации, может составлять два или быть больше двух.
Устройство 6 формирования изображений представляет собой устройство для захвата изображения поверхности отходов, сваленных в яме 3 для отходов, и получения данных изображения, представляющих внутренность ямы 3. Например, устройство 6 формирования изображений может быть: съемочной камерой, позволяющей получать изображение, соответствующее цветовой модели «красный-зеленый-синий» - КЗС (RGB), для захвата изображения форм и цветов отходов; съемочной камерой, работающей в ближней инфракрасной области спектра и предназначенной для захвата изображения отходов, получаемого в ближней инфракрасной области спектра; или съемочной камерой, позволяющей получить трехмерное (3D) изображение, либо съемочной камерой, соответствующей цветовой модели КЗС и позволяющей получить трехмерное изображение (RGB-D), для захвата трехмерного изображения отходов.
Устройство 200 обработки информации содержит процессор 202, запоминающее устройство 204, интерфейс 206 связи, и накопитель 208. В одном варианте осуществления устройство 200 обработки информации генерирует - на основе данных изображения, которые передаются из устройства 6 формирования изображений и представляют внутренность ямы 3 для отходов, - обучающие данные, подлежащие предоставлению в обучающую модель. Подробности функций, выполняемых в устройстве 200 обработки информации, будут пояснены позже со ссылками на Фиг. 3.
Процессор 202 построен с возможностью считывания программы, хранящейся в запоминающем устройстве 204, и исполнения процесса, соответствующего этой программе. В результате того, что процессор 202 исполняет программы, хранящиеся в запоминающем устройстве 204, при обработке реализуются соответственные функции, которые будет пояснены позже. В одном варианте осуществления процессор 202 воплощен как устройство, такое, как центральный процессор (ЦП), микропроцессор (МП), программируемая пользователем вентильная матрица (ППВМ), или подобное им средство.
Запоминающее устройство 204 временно хранит программу и данные. Программа может быть загружена, например, из накопителя 208. Данные представляют собой данные, введенные для устройства 200 обработки информации, данные, генерированные процессором 202, и данные, загруженные из накопителя 208. В одном варианте осуществления запоминающее устройство 204 может быть воплощено как энергозависимое запоминающее устройство такое, как оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или аналогичное средство. Данные, хранящиеся в запоминающем устройстве 204, представляют собой данные изображения отходов, захваченные устройством 6 формирования изображений, обучающие данные, генерированные на основе данных изображения отходов, и т.п.
Интерфейс 206 связи осуществляет обмен сигналами между устройством 6 формирования изображений, устройством 110 управления краном, устройством 120 управления процессом горения и устройством 200 обработки информации. В одном варианте осуществления интерфейс 206 связи принимает данные изображения, выдаваемые, например, из устройства 6 формирования изображений. В еще одном варианте осуществления, интерфейс 206 связи посылает команду, генерированную процессором 202, в устройство 110 управления краном или устройство 120 управления процессом горения.
Накопитель 208 осуществляет постоянное хранение программ и данных. Накопитель 208 воплощен как энергонезависимое запоминающее устройство, например, такое, как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), накопитель на жестком диске, флэш-память или аналогичное средство. Программы, хранящиеся в накопителе 208, содержат, например, программу для генерирования - на основе данных изображения отходов, захваченных устройством 6 формирования изображений, - обучающих данных и программу для выдачи команды в устройство 110 управления краном или устройство 120 управления процессом горения. Журнал эксплуатации установки для обработки отходов хранится, например, в виде временной последовательности в накопителе 208. Журнал эксплуатации установки для обработки отходов включает в себя исходные данные, измеренные такими устройствами, как многочисленные датчики и т.п., прикрепленные к установке для обработки отходов, например - датчик температуры, предназначенный для восприятия температуры в печи 1 для сжигания отходов (показанной на Фиг. 1). Накопитель 208 также содержит базу 209 данных, а в этой базе 209 данных хранятся, например - в виде временной последовательности, технологические данные, полученные на основе журнала эксплуатации установки для обработки отходов. В этой связи, следует напомнить, что технологические данные можно хранить и в запоминающем устройстве 204.
Устройство 110 управления краном представляет собой устройство для управления эксплуатацией крана 5 (показанного на Фиг. 1). Устройство 110 управления краном заставляет кран 5 проводить операцию перемешивания отходов в яме 3 для отходов, или транспортировки отходов, находящихся в яме 3 для отходов, в бункер 4 (показанный на Фиг. 1) в соответствии с командой, передаваемой из устройства 200 обработки информации. Перемешивание отходов в яме 3 для отходов - это операция, проводимая для того, чтобы взять часть отходов, сваленных кучей в яме 3 для отходов, и переместить эту часть отходов в другую кучу в яме для отходов, или операция, проводимая для того, чтобы часть отходов, захваченная краном 5, упала на ту же самую кучу снова. Повторяя перемешивание отходов, можно смешивать материалы, чтобы сделать состав отходов в яме 3 для отходов однородным. Таким образом, появляется возможность сделать горение отходов в печи 1 для сжигания отходов гомогенным.
Устройство 120 управления процессом горения представляет собой устройство управления горением в печи 1 для сжигания отходов (показанной на Фиг. 1). Устройство 120 управления процессом горения управляет временем горения и/или температурой горения в печи 1 для сжигания отходов, либо управляет количеством воздуха, подаваемого в печь 1 для сжигания отходов, в соответствии с командой, передаваемой из устройства 200 обработки информации.
На Фиг. 3 представлена блок-схема, иллюстрирующая функциональную конструкцию устройства 200 обработки информации, относящаяся к одному варианту осуществления данного изобретения. Устройство 200 обработки информации, относящееся к данному варианту осуществления, содержит блок 220 генерирования обучающих данных, блок 230 построения модели, блок 240 получения изображений, блок 250 оценки и блок 260 команд. Каждый из блоков 220-260 представляет функцию, воплощаемую путем считывания компьютерной программы в запоминающем устройстве 204 и исполнения этой компьютерной программы процессором 202, показанным на Фиг. 2.
В соответствии с данным вариантом осуществления, обучающую модель строят путем генерирования обучающих данных исходя из данных изображения отходов, включенных в журнал эксплуатации установки для обработки отходов, и т.п., сборки многочисленных наборов, каждый из которых содержит данные изображения отходов и обучающие данные, и машинного обучения на этих наборах. После этого, данные изображения отходов, являющихся объектом, связанным с оценкой, вводят в выстраиваемую обучающую модель, получают из нее выходное значение (результат оценивания) и генерируют составляемую по логическим выводам карту на основе того выходного значения. Далее, на основе составляемой по логическим выводам карты осуществляют выдачу команд в устройство 110 управления краном (показанное на Фиг. 2) и устройство 120 управления процессом горения (показанное на Фиг. 2). В нижеследующем описании будет приведено подробное пояснение работы и т.п. каждого из блоков 220-260.
Блок 220 генерирования обучающих данных генерирует обучающие данные, подаваемые в обучающую модель. Блок 220 генерирования обучающих данных генерирует обучающие данные исходя из журнала прошлой или нынешней эксплуатации установки для обработки отходов, который хранится в виде временной последовательности в базе 209 данных (показанной на Фиг. 2), определенной заранее. База 209 данных хранит в виде временной последовательности данные изображения отходов в яме 3 для отходов, захваченные устройством 6 формирования изображений, и технологические данные, соответствующие данным изображения отходов. Блок 220 генерирования обучающих данных считывает из базы 209 данных технологические данные, соответствующие данным изображения отходов в яме 3 для отходов, и генерирует исходя из технологических данных обучающие данные для обучения. Данные изображения отходов в яме 3 для отходов и технологические данные связывают, например, используя моменты времени, когда соответственные данные получены. То есть, прошлые технологические данные связывают с прошлыми данными изображения отходов. Обучающие данные, генерированные исходя из технологических данных, содержит значение, представляющее состав отходов. Значение, представляющее состав отходов, является индексом, демонстрирующим степень горючести или негорючести отходов. Технологические данные содержат, по меньшей мере, одни из данных, которые показывают некоторую характеристику отходов, получаемую на основе журнала эксплуатации установки для обработки отходов, и метки, которая классифицирует состав отходов, при этом классификацию осуществляет оператор на основе журнала эксплуатации установки для обработки отходов.
Данные, представляющие характеристику отходов, могут быть, например, весом (кг×м/с2) отходов, выбрасываемых в яму 3, плотностью (кг/м3), содержанием воды (кг), заключенной в отходах, выбрасываемых в яму 3, или количеством тепла (кДж/кг), генерируемым при сжигании отходов. Каждая из следующих причин, заключающихся в том, что вес является малым, плотность является малой, содержание воды является низким, а количество тепла является большим, указывает, что отходы являются легко сжигаемыми. В общем случае, отходы становятся более воспламеняемыми по мере уменьшения их плотности. Таким образом, отходы, имеющие тот же объем и меньший вес, являются более воспламеняемыми. Объем отходов, которые каждый раз может захватить кран 5, остается приблизительно одним и тем же, так что, если измерить вес отходов, захватываемых краном 5, то можно определить горючесть отходов.
Кроме того, в базе 209 данных заранее сохраняют, например, данные, представляющие характеристику отходов, которая основана на журнале прошлой эксплуатации установки для обработки отходов. Например, в базе 209 данных заранее сохраняют, например, информацию о количестве тепла, генерированного в установке для обработки отходов, применительно к каждому из месяцев за некоторый заранее определенный прошлый период (например, три года). Обращаясь к имеющейся в журнале информации о количестве тепла, генерированного за каждый месяц, хранящейся в базе 209 данных, можно задать фактическое количество тепла, генерированного из отходов, если отходы, показанные на изображении отходов в яме 3 для отходов, забрасываются в печь 1 для сжигания отходов.
В данном варианте осуществления данные изображения отходов в яме 3 для отходов связаны с данными, представляющими характеристику отходов, которую идентифицируют при выбрасывании отходов в яму 3 для отходов. Тогда блок 220 генерирования обучающих данных применяет формирование и т.п. к данным, представляющим упомянутую идентифицируемую характеристику отходов, и генерирует обучающие данные, которые соответствуют данным изображения отходов и представляют состав отходов.
С другой стороны, задают метку для классификации отходов по составу отходов, когда оператор классифицирует состав отходов, показанных на изображении, посредством осуществления визуального наблюдения на основе прошлых данных изображения отходов, хранящихся в базе 209 данных. Например, в случае, если оператор рассудил, что отходы, показанные на изображении, представляют собой отходы с высокой теплотворной способностью, им присваивается метка «В»; метка «С» присваивается, если вынесено суждение, что отходы представляют собой отходы со средней теплотворной способностью, а метка «Н» присваивается, если вынесено суждение, что отходы представляют собой отходы с низкой теплотворной способностью. Присвоенную метку вводят в устройство 200 обработки информации через интерфейс ввода, который не показан на чертежах, и сохраняют в базе 209 данных.
В данном варианте осуществления, метку определяют путем классификации, которую оператор проводит методом визуального наблюдения, а сведения о составе отходов в данных изображения, захваченного устройством 6 формирования изображений и представляющего отходы в яме 3 для отходов, собирают как обучающие данные.
Таким образом, блок 220 генерирования обучающих данных получает - из журнала эксплуатации установки для обработки отходов - технологические данные, соответствующие изображению отходов в яме 3 для отходов, и генерирует обучающие данные исходя из технологических данных. Блок 220 генерирования обучающих данных собирает многочисленные наборы, каждый из которых содержит данные изображения отходов и обучающие данные, которые соответствуют изображению отходов и включают в себя значение, представляющее состав отходов, и сохраняет их как обучающие данные в запоминающем устройстве 204.
Следует напомнить, что блок 220 генерирования обучающих данных можно построить таким образом, что он будет разделять изображение согласно прошлым данным изображения отходов, хранящихся в базе 209 данных, на многочисленные фрагменты, получать - применительно к соответственным фрагментам после разделения - технологические данные, соответствующие изображению, и генерировать обучающие данные исходя из упомянутых полученных технологических данных. В таком случае, блок 220 генерирования обучающих данных присваивает номера фрагментов соответственным фрагментам после разделения и сохраняет значения, представляющие состав отходов, наряду с номерами фрагментов, например, в запоминающем устройстве 204. Таким образом, блок 220 генерирования обучающих данных может генерировать карту обучающих данных, которая демонстрирует степени горючести применительно к отходам в соответственных кучах в яме 3.
Блок 230 построения модели строит модель (функцию) по обучающим данным, генерированным в процессе машинного обучения. Модель строят таким образом, что она позволяет сделать правильным выход, соответствующий новому входному значению, когда задается новое входное значение. Блок 230 построения модели имеет предварительно определенную функцию y = ƒ(x, θ). В этой функции, входное значение x представляет собой данные изображения отходов в яме 3 для отходов, выходное значение y является значением, представляющим состав отходов, а θ является внутренним параметром функции. Блок 230 построения модели задает многочисленные наборы, каждый из которых содержит входное значение x и выходное значение y, подлежащие использованию для машинного обучения с целью коррекции внутреннего параметра θ, чтобы сделать возможным получение правильного выходного значения. Входное значение x, которое задают для машинного обучения, представляет собой данные изображения отходов в яме 3 для отходов, то есть, генерированные блоком 220 генерирования обучающих данных и собираемые из журнала эксплуатации установки для обработки отходов, а выходное значение y представляет собой обучающие данные, соответствующие входному значению x. В изображении данных изображения отходов в яме 3 для отходов, которое задают как входное значение x машинного обучения, показаны компоненты отходов, имеющие различные формы и различные цвета. Блок 230 построения модели находит взаимосвязь между данными изображения и обучающими данными посредством машинного обучения на многочисленных наборах данных различных изображений и обучающих данных, соответствующих данным различных изображений, и корректирует внутренний параметр θ модели. В результате, построение модели происходит таким образом, что, даже если задают некоторое новое входное значение, отличающееся от входного значения x, заданного ранее, модель выдает правильное выходное значение, соответствующее новому входному значению. В этой связи отметим, что алгоритм, используемый для обучения, может быть, по меньшей мере, одним из статистической оценки, стимулированного обучения (обучения методом проб и ошибок) и глубокого обучения, которые предусматривают использование линейной регрессии, машин Больцмана, нейронной сети, машины опорных векторов, байесовской сети, разреженной регрессии, дерева решений и/или случайных лесов.
Блок 240 получения изображений получает данные изображения отходов в яме 3 для отходов, чтобы ввести эти данные в выстраиваемую модель. Блок 240 получения изображений принимает данные изображения отходов в яме 3 для отходов из устройства 6 формирования изображений периодически или в ответ на запускающее событие, которое быть событием направления запроса крану 5 на выбрасывание отходов в яму 3, и сохраняет данные изображения в запоминающем устройстве 204.
Блок 250 оценки получает данные нового изображения отходов из запоминающего устройства 20, и вводит данные нового изображения отходов в выстраиваемую модель для получения выходных данных. Выходные данные являются значением, которое соответствует данным нового изображения и представляет состав отходов, например - является данными, представляющими характеристику отходов.
Блок 250 оценки может дополнительно генерировать составляемую по логическим выводам карту, которая показывает соответствие между полученными выходными данными и положениями, которые связаны с выходными данными, в яме 3 для отходов. Блок 250 оценки разделяет новое изображение, полученное блоком 240 получения изображений, на многочисленные фрагменты, и вводит соответственных данные многочисленных фрагментов после разделения нового изображения в выстраиваемую модель, чтобы получить выходные данные для каждого из фрагментов. На Фиг. 4 показана возможная составляемая по логическим выводам карта 400, которую строят, деля поверхность ямы 3 для отходов на многочисленные фрагменты 402. В примере, показанном на Фиг. 4, поверхность ямы 3 для отходов разделена на области - четыре в поперечном направлении и двенадцать в продольном направлении, так что составляемая по логическим выводам карта 400 содержит в общей сложности сорок восемь фрагментов 402. Следует напомнить, что блок 250 оценки также может генерировать составляемую по логическим выводам карту в трехмерном виде, пользуясь картой, генерированной ранее.
Например, выходные данные показаны в каждом фрагменте 402, который является компонентом составляемой по логическим выводам карты 400. В примере, показанном на Фиг. 4, выходные данные являются индексом, представляющим степень горючести отходов (единицы ее измерения на Фиг. 4 не указаны). Например, выходные данные показывают, что отходы оказываются более горючими, когда значение индекса больше. Выходные данные, описанные в каждом фрагменте 402, не ограничиваются показанными на Фиг. 4, так что выходные данные могут представлять какую-либо другую величину, например, вес (кг×м/с2) отходов, плотность (кг/м3) отходов, содержание (кг) воды, заключенной в отходах, или количество (кДж/кг) генерированного тепла, или могут представлять любую комбинацию вышеупомянутых величин. Выходные данные, показанные в каждом фрагменте 402, который является компонентом составляемой по логическим выводам карты 400, могут содержать выходные данные многих типов. Составляемую по логическим выводам карту 400 обновляют и/или записывают каждый раз, когда происходят изменения данных изображения, полученных блоком 240 получения изображений, или периодически. Кроме того, составляемую по логическим выводам карту 400 можно отображать визуально на дисплее, который не показан на чертежах.
Кроме того, вместо самих выходных данных, в каждом фрагменте 402, который является компонентом составляемой по логическим выводам карты 400, можно отображать значение (метку, флаг, и т.д.), которое извлекают на основе выходных данных. Например, в каждом фрагменте 402 показывают метку, которую определяют путем осуществления классификации на основе величины выходных данных. Например, в случае, если выходные данные представляют содержание воды в отходах, некоторому фрагменту, применительно к которому содержание воды является высоким, присваивают метку «Н» (или считают отходы имеющими низкую теплотворную способность), некоторому фрагменту, применительно к которому содержание воды является средним, присваивают метку «С» (или считают отходы имеющими среднюю теплотворную способность), а некоторому фрагменту, применительно к которому содержание воды является низким, присваивают метку «В» (или считают отходы имеющими среднюю теплотворную способность). В каждом фрагменте 402 также показывают, например, флаг, который получают на основе величины выходных данных. Например, в случае, если выходные данные представляют некоторое количество генерированного тепла, то присваивают флаг «Г» («годные»), если вынесено суждение, что количество тепла, генерированного из отходов, равно предварительно определенному количеству или превышает его, и отходы пригодны к забрасыванию в печь 1 для сжигания отходов, а флаг «НГ» («негодные») присваивают, если вынесено суждение, что количество тепла, генерированного из отходов, меньше, чем предварительно определенное количество, и отходы непригодны к забрасыванию в печь 1 для сжигания отходов. Также в случае, если некоторому одиночному фрагменту 402 соответствуют выходные данные многих типов, может появиться возможность извлечения некоторого нового значения из упомянутых выходных данных многих типов, которое должно быть показано в каждом фрагменте 402.
В соответствии с данной методикой, состав отходов, соответствующий данным нового изображения, оценивают при вводе данных нового изображения, пользуясь моделью, выстраиваемой таким образом, что она выдает правильное значение (значение, представляющее состав отходов), соответствующее данным нового изображения. Таким образом, собирая данные нового изображения отходов и вводя данные изображения в обучающую модель, можно осуществлять оценивание состава отходов, соответствующих данным нового изображения. Кроме того, даже в случае, если в яме 3 есть материалы отходов, имеющие сходные цвета и разный состав, и материалы отходов, не имеющие сходные цвета и имеющие одинаковый состав, оценивать состав отходов можно точнее по сравнению со случаем, в котором состав отходов оценивают лишь на основе их цветов. Помимо этого, поскольку в соответствии с данной методикой состав отходов оценивают механически, пользуясь обучающей моделью, возможность оценки состава отходов есть даже в случае отсутствия опытного оператора или поддержки точности суждения, которое обычно выносил оператор путем проведения визуального наблюдения за составом отходов. Помимо этого, периодическое проведение обучения и/или переобучение с использованием данных нового изображения и соответствующих им технологических данных дает возможность соответствия изменениям состава, происходящим из-за старения.
Также в соответствии с давней методикой, внутренность ямы 3 для отходов разделяют на многочисленные фрагменты 402 и генерируют составляемую по логическим выводам карту 400, которая показывает значения и т.п., представляющие состав отходов применительно к каждому фрагменту 402. Оператор или устройство 200 обработки информации может воспринимать в связи с отходами в яме 3 для отходов состав применительно к каждому фрагменту 402, обращаясь к составляемой по логическим выводам карте 400. Таким образом, появляется возможность воспринимать распределение применительно к составу отходов в связи с их положениями.
Блок 260 команд выдает - на основе составляемой по логическим выводам карты 400 - команду в устройство 110 управления краном (показанное на Фиг. 2). Конкретнее, блок 260 команд генерирует - на основе составляемой по логическим выводам карты 400 - команду для перемещения отходов, назначающую фрагмент в яме 3 для отходов, из которого следует переместить отходы, и фрагмент, в который следует переместить отходы, или команду пополнения отходов, назначающую фрагмент в яме 3 для отходов, связанный с отходами, которые надлежит забросить в печь 1 для сжигания отходов (показанную на Фиг. 1), и передает команду в устройство 110 управления краном. Устройство 110 управления краном управляет - в соответствии с этой командой - перемещением отходов в яме 3 для отходов посредством крана 5. Пользуясь значениями, показанными на составляемой по логическим выводам карте 400, блок 260 команд предписывает перемещение отходов таким образом, что состав материалов отходов в яме 3 можно сделать однородным или сходным с составом материалов отходов, заброшенных в печь 1 для сжигания отходов в прошлый раз.
Помимо этого, блок 260 команд выдает команду в устройство 120 управления процессом горения (показанное на Фиг. 2) на основе составляемой по логическим выводам карты 400. Конкретнее, блок 260 команд генерирует команду, необходимую для сжигания отходов, подаваемых в печь 1 для сжигания отходов, путем использования информации о подаче, которая связана с фрагментом на составляемой по логическим выводам карте 400, относящимся к отходам, заброшенным в печь 1 для сжигания отходов, и значения, показанного в упомянутом фрагменте, например - выходных данных, и передает команду в устройство 120 управления процессом горения. В соответствии с этой командой, устройство 120 управления процессом горения осуществляет управление горением в печи 1 для сжигания отходов таким образом, что температура горения, время горения, и количество воздуха в печи 1 для сжигания отходов делаются надлежащими для состава отходов, забрасываемых в печь 1 для сжигания отходов.
Следует напомнить, что варианты осуществления, поясненные выше, не являются ограничивающими данное изобретение. Например, блок 260 команд можно воплотить в устройстве, отличающемся от устройства 200 обработки информации, например - в устройстве 110 управления краном. В таком случае, составляемую по логическим выводам карту 400, генерированную в устройстве 200 обработки информации, передают в устройство 110 управления краном, а устройство 110 управления краном генерирует команду подачи отходов, назначающую фрагмент в составляемой по логическим выводам карте 400, относящийся к отходам, которые надлежит забросить в печь 1 для сжигания отходов, и тем самым управляет работой крана 5. Кроме того, пользуясь информацией о положении фрагмента, который соответствует отходам, подлежащим забрасыванию в печь 1 для сжигания отходов, и значением, показанным в этом фрагменте, устройство 110 управления краном генерирует команду управления для устройства 120 управления процессом горения.
В еще одной конструкции, блок 260 команд можно воплотить, например, и в устройстве 110 управления краном, и в устройстве 120 управления процессом горения. В таком случае, составляемую по логическим выводам карту 400, генерированную в устройстве 200 обработки информации, передают в устройство 110 управления краном, а устройство 110 управления краном генерирует команду подачи отходов, которая назначает фрагмент на составляемой по логическим выводам карте 400, который соответствует отходам, подлежащим забрасыванию в печь 1 для сжигания отходов, и тем сам самым управляет работой крана 5. В дополнение к этому, устройство 120 управления процессом горения принимает из устройства 200 обработки информации составляемую по логическим выводам карту 400 и принимает из устройства 110 управления краном информацию о положении фрагмента, который связан с отходами, забрасываемыми в печь 1 для сжигания отходов. Пользуясь информацией о положении фрагмента, который связан с отходами, забрасываемыми в печь 1 для сжигания отходов, и значением, показанным во фрагменте, устройство 120 управления процессом горения генерирует команду управления печью 1 для сжигания отходов.
Фиг. 5 представляет собой блок-схему 500 последовательности операций, иллюстрирующую эксплуатацию системы 100 установки для обработки отходов в соответствии с одним вариантом осуществления.
На этапе S510 блок 220 генерирования обучающих данных загружает журнал эксплуатации установки для обработки отходов, хранящийся в базе 209 данных (показанной на Фиг. 2) на запоминающем устройстве 204 (показанном на Фиг. 2). После этого, из журнала эксплуатации установки для обработки отходов, загруженного на запоминающем устройстве 204, собирают технологические данные, соответствующие данным изображения отходов в яме 3 для отходов, и генерируют обучающие данные на основе технологических данных.
На этапе S520 блок 230 построения модели осуществляет контролируемое обучение, в процессе которого используют данные изображения отходов в яме 3 для отходов и обучающие данные, то есть, генерированные на этапе S510 и соответствующие данным изображения, осуществляя тем самым построение модели, в которой корректируют внутренний параметр функции, которую имеет блок 230 построения модели.
На этапе S530 блок 240 получения изображений получает данные изображения отходов в яме 3 для отходов, то есть, захваченные устройством 6 формирования изображений.
На этапе S540 блок 250 оценки разделяет данных изображения отходов в яме 3 для отходов, то есть, полученные блоком 240 получения изображений, на один или несколько фрагментов. Потом блок 250 оценки вводит соответственные получаемые после разделения элементы данных изображения в модель, которая построена на этапе S520, и получает выходные данные для соответственных фрагментов.
На этапе S550 блок 250 оценки генерирует составляемую по логическим выводам карту 400, связывая с каждым фрагментом значение, представляющее состав отходов, которое задается выходными данными для каждого фрагмента, полученного на этапе S540.
На этапе S560 блок 260 команд выдает в устройство 110 управления краном или устройство 120 управления процессом горения команду операции на основе составляемой по логическим выводам карты 400, генерированной на этапе S550.
В вышеизложенном описании пояснены варианты осуществления данного изобретения, и вышеупомянутые варианты осуществления данного изобретения являются вариантами осуществления, используемыми для облегчения понимания данного изобретения, а не для ограничения данного изобретения. Очевидно, что в рамах объема притязаний и существа данного изобретения его можно изменять или модифицировать, и что объем притязаний данного изобретения включает в себя его эквиваленты. Помимо этого, в рамках, в которых можно решить, по меньшей мере, часть вышеизложенных проблем, и/или в рамках, в которых можно получить, по меньшей мере, часть полезного эффекта, возможно произвольное объединение вариантов осуществления и модифицированных примеров, а также возможно произвольное объединение компонентов либо исключение компонента или компонентов, раскрытых в формуле изобретения и описании.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 - печь для сжигания отходов;
3 - яма;
4 - бункер;
5 - кран;
6 - устройство формирования изображений;
100 - система установки для обработки отходов;
110 - устройство управления краном;
120 - устройство управления процессом горения;
200 - устройство обработки информации;
202 - процессор;
204 - запоминающее устройство;
206 - интерфейс связи;
208 - накопитель;
209 - база данных;
220 - блок генерирования обучающих данных;
230 - блок построения модели;
240 - блок получения изображений;
250 - блок оценки;
260 - блок команд; и
400 - составляемая по логическим выводам карта.
1. Устройство для оценки состава отходов в установке для обработки отходов, содержащее:
блок оценки, который вводит в модель, выстраиваемую путем осуществления обучения с использованием обучающих данных, связанных с захваченным изображением отходов, хранящихся в яме для отходов, данные о новом захваченном изображении отходов, хранящихся в яме для отходов, тем самым получая значение, представляющее состав отходов, соответствующих новому изображению; при этом обучающие данные собраны из, по меньшей мере, одного из значения, представляющего характеристику отходов, идентифицируемую на основе журнала эксплуатации установки для обработки отходов, и метки, представляющей результат классификации состава отходов, причем классификацию осуществляет оператор на основе данных изображения отходов в яме для отходов.
2. Устройство по п.1, в котором блок оценки дополнительно:
разделяет новое захваченное изображение отходов на многочисленные фрагменты и, в отношении каждого из этих фрагментов, выдает значение, представляющее состав отходов, соответствующих новому изображению; и
генерирует составляемую по логическим выводам карту, которая связывает выдаваемые значения, представляющие состав отходов, с соответственными фрагментами.
3. Устройство по п.2, дополнительно содержащее блок команд, который генерирует на основе составляемой по логическим выводам карты, по меньшей мере, одну из команды для устройства управления краном, которое управляет краном, и команды для устройства управления процессом горения, которое управляет печью для сжигания отходов.
4. Устройство по п.3, в котором команда для устройства управления краном представляет собой команду крану переместить отходы, хранящиеся в яме для отходов, а команда для устройства управления процессом горения представляет собой команду, требующуюся для сжигания отходов, забрасываемых в печь для сжигания отходов.
5. Устройство по любому из пп.1-4, в котором значение, представляющее состав отходов, является индексом, который представляет горючесть отходов.
6. Устройство по любому из пп.1-5, дополнительно содержащее блок генерирования обучающих данных, который генерирует обучающие данные, связанные с захваченным изображением отходов, хранящихся в яме для отходов.
7. Устройство по п.6, дополнительно содержащее блок построения модели, который строит модель, осуществляя обучение с использованием обучающих данных.
8. Установка для обработки отходов, содержащая:
блок оценки, который вводит в модель, выстраиваемую путем осуществления обучения с использованием обучающих данных, связанных с захваченным изображением отходов, хранящихся в яме для отходов, данные каждого из фрагментов захваченного нового изображения, которые получены путем разделения захваченного нового изображения отходов, хранящихся в яме для отходов, на многочисленные фрагменты, и генерирует составляемую по логическим выводам карту, которая связывает значения, представляющие состав отходов, соответствующих новому изображению, с соответственными фрагментами; и
блок команд, который генерирует на основе составляемой по логическим выводам карты, по меньшей мере, одну из команды для устройства управления краном, которое управляет краном, и команды для устройства управления процессом горения, которое управляет печью для сжигания отходов.
9. Способ оценки состава отходов, хранящихся в яме для отходов установки для обработки отходов, при котором:
вводят в модель, выстраиваемую путем осуществления обучения с использованием обучающих данных, связанных с захваченным изображением отходов, хранящихся в яме для отходов, данные нового захваченного изображения отходов, хранящихся в яме для отходов, тем самым получая значение, представляющее состав отходов, соответствующих новому изображению;
при этом обучающие данные собирают из, по меньшей мере, одного из значения, представляющего характеристику отходов, идентифицируемую на основе журнала эксплуатации установки для обработки отходов, и метки, представляющей результат классификации состава отходов, причем классификацию осуществляет оператор на основе данных изображения отходов в яме для отходов.
10. Запоминающее устройство, содержащее программу, обеспечивающую выполнение способа по п.9 процессором в установке для обработки отходов.
