USE BARCODE AND RFID IN WASTE MANAGEMENT

12th International Scientific Conference LOGI 2011

USE BARCODE AND RFID IN WASTE MANAGEMENT Petra Bártová1, Andrea Rosová2

ABSTRACT The article is focused on the municipal waste collection. It deals with the possibillity of bar code and RFID using for identification of waste containers and their owners.

KEY WORDS municipal waste, waste container, bar code, RFID

LANGUAGE OF THE PAPER Czech

REVIEWERS doc. Ing. Jozef Strišš, CSc. - [email protected] Mgr. Jakub Soviar, PhD. - [email protected]

1

Ing. Petra Bártová, Ph.D., University of Pardubice, Jan Perner Transport Faculty, Department of Transport Management, Marketing and Logistic, Studentská 95, 532 10 Pardubice, Czech Republic Tel.: +420 466 036 390, Fax: +420 466 036 374, e-mail: [email protected] 2 Ing. Andrea Rosová, PhD. Technical University in Kosice, Faculty of Mining, Ecology, Process Control and Geotechnology, Logistics Institute of Industry and Transport, Park Komenského 14, 042 00 Košice, Slovakia Tel.: +421 556 023 144, E-mail: [email protected] 258

12th International Scientific Conference LOGI 2011

VYUŽITÍ ČÁROVÝCH KODŮ A RFID V ODPADOVÉM HOSPODÁŘSTVÍ ÚVOD

S rozvojem společnosti postupně narůstá i objem odpadů. Problematikou odpadů obecně se zabývá tzv. reverzní (zpětná) logistika, která nabývá na významu spolu s tím, jak rostou náklady, které svoz a likvidace odpadů vyžadují. Co se populace týče, ve světě se prosazuje trend růstu a rozvoje velkých měst. Zatímco na počátku 19.st. žilo ve městech nad 100tis. obyvatel asi 15,6mil. lidí, v druhé polovině 20.st. to bylo 600mil. lidí, což tehdy představovalo 20% populace. V roce 2025 se předpokládá, že by ve velkých městech mohlo žít až 5mld. obyvatel, což by byla více než polovina populace.(5) Z tohoto vývoje plyne, že i problematika komunálního odpadu ve velkých městech (ale samozřejmě nejen v nich) je zásadní logistický úkol. V tomto případě se jím zabývá tzv. urban logistics (městská logistika). SVOZ KOMUNÁLNÍHO ODPADU

Aby bylo možné svoz odpadů efektivněji plánovat, je třeba znát množství odpadů shromažďovaných v jednotlivých lokalitách. Tato informace je důležitá i proto, aby mohly být alokovány náklady na svoz a další úpravu odpadů podle toho, kdo je v jaké míře jejich původcem. Hmotnost odpadů shromážděných do nádob ve sběrných hnízdech se zpravidla počítá na základě přepočtu objemu nádob a měrné hmotnosti odpadů. Tyto přepočty jsou však velmi přibližné, protože neberou v úvahu míru zaplnění jednotlivých nádob.(4) Lze tedy říci, že tento způsob určování hmotnosti shromážděného odpadu v jednotlivých sběrných hnízdech je nevhodný, a to jednak pro svou nepřesnost a v neposlední řadě pro svou značnou pracnost. Alternativní možností pro zjišťování hmotnosti odpadu soustředěného ve sběrném hnízdě či pouze v jednotlivých nádobách je vážení plných nádob prostřednictvím specielního zařízení připojeného k nakládací technice. Odečtením vlastní hmotnosti nádoby (táry) zjistíme netto hmotnost odpadu uvnitř. Protože nádoby mají různou velikost a jsou z různého materiálu, musí být nádoby tzv. pasportizovány, tedy musí být provedena technická inventura jejich stavu. Dále jim musí být individuálně přiřazena informace o hmotnosti a o majiteli. Spojení informace o hmotnosti odpadů a identity nádoby je proto hlavním úkolem pro každý

259

12th International Scientific Conference LOGI 2011 systém sledování hmotnosti svážených odpadů. A právě v této oblasti mohou najít své uplatnění čárové kódy a RFID čipy. 1.

Čárové kódy

Čárové kódy jsou v současnosti nejběžnějším a nejlevnějším způsobem označování pasivních prvků logistiky, který slouží pro automatickou identifikaci. Při jejich konstrukci je využíváno různých vlastností tmavých a světlých ploch při ozáření optickým nebo laserovým paprskem. Každý čárový kód je vlastně sekvencí čar a mezer, které jsou nosičem informací. Jednotlivé čárové kódy se od sebe mohou lišit použitou metodou kódování, skladbou záznamu, hustotou a způsobem zabezpečení správnosti dat. V současnosti existuje okolo 200 čárových kódů, přičemž nejčastěji používané jsou číselné, číselné se zvláštními znaky a alfanumerické. Čárovým kódem můžeme označit takřka všechny věci a k dalším výhodám pak patří především přijatelná pořizovací cena a nízké provozní náklady. V odpadovém hospodářství je možno čárovými kódy označit jak nádoby, tak pytle s odpady. Označené nádoby je zapotřebí odečítat ručními čtečkami přímo před nebo po výsypu, což s ohledem na povětrnostní podmínky a pracovní úkony obsluhy svozového vozidla způsobuje komplikace a zdržení. Další nevýhodou je, že se čárové kódy mohou snadno poškodit při výsypu nebo používání nádob, ale také vlivem povětrnostních podmínek. Pro označování nádob na odpady proto není použití čárových kódů příliš vhodné. Na rozdíl od sběrných nádob použití čárových kódů na pytle individuálně předávané domácnostmi nebo dalšími uživateli systému shromažďování a svozu přináší své výhody. Čárové kódy je totiž možné snímat až v předávací stanici odpadů. Tím není narušen pracovní rytmus svozu a nesnižuje se jeho efektivita. V předávací stanici odpadů je ovšem zapotřebí odečíst z každého pytle údaje a pytel zvážit, což přináší dodatečné nároky na manipulaci s odpady, a tím se zvyšují i náklady. I přesto je využití čárových kódů vhodné pro systémy svozu odpadu od prahu domu, kde shromažďování probíhá do pytlů na odpady. Čárové kódy nalepují na pytle sami uživatelé služeb systému shromažďování a svozu. (1) 2.

RFID čipy

Systém radiofrekvenční identifikace je moderní způsob bezdotykové identifikace objektů pomocí radiofrekvenčních vln. Tento systém lze použít v logistice, ve výrobě, při sledování objektů, majetku, zavazadel, nebo např. při evidenci osob. Výhodou je rychlé a přesné zpracování informací a okamžitý přenos těchto snímaných informací k následnému 260

12th International Scientific Conference LOGI 2011 zpracování. To dále vede ke zvýšení přesnosti, rychlosti a efektivnosti obchodních, skladových, logistických a výrobních procesů. Informace jsou v elektronické podobě ukládány do malých čipů – tzv. tagů – ze kterých je lze následně načítat, popřípadě opakovaně přepisovat pomocí rádiových vln. Tagy tedy mohou být určeny buď pouze pro čtení, nebo pro čtení a zápis. Dále mohou být v provedení pasivním nebo aktivním. Aktivní tagy jsou schopny vysílat informace do okolí, což je umožněno baterií. Mají dosah až 100m, ale jsou citlivější vůči teplotě a vyžadují poměrně vysoké náklady na pořízení. Proto nacházejí uplatnění především tam, kde lze čip opětovně použít. Pasivní tagy jsou nákladově příznivější, přesto je jejich pořizovací cena vyšší, než u čárových kódů. Jsou rozšířenější a jejich dosah je do 10m. Hlavní výhoda RFID čipů ve srovnání s čárovými kódy spočívá v tom, že načítání informací neprobíhá čip po čipu, ale hromadně. Čtecí zařízení – transceivery – dokáží najednou načíst až několik set tagů za minutu, a to i bez přímé viditelnosti. Nevýhodou v tomto směru je, že některé materiály elektromagnetické vlny pohlcují a k načtení informací pak nemusí dojít. Každý tag má svůj EPC kód – jednoznačné sériové číslo. To vede k tomu, že na rozdíl od čárových kódů může nést každý tag zcela jedinečnou informaci. Dochází tak k přesnější identifikaci, než prostřednictvím čárových kódů. RFID technologie, na rozdíl od čárových kódů, je vhodná pro identifikaci nádob na odpady. Je to dáno i tím, že při snímání informací ve sběrném hnízdě je zároveň zaručeno opětovné použití čipu. Vyšší pořizovací cena čipu už proto nehraje významnější roli. Aplikace RFID technologie vyžaduje tagy pro označení nádob, čtecí zařízení a tzv. middleware (řídící systém, který zajišťuje hromadné zpracování všech načtených tagů v dosahu čtecích zařízení a přenesení zpracovaných dat do návazného informačního či řídícího systému). Protože není potřebná přímá viditelnost mezi čtečkou a tagem, není pro načítání a případné nahrávání informací do tagu umístěného na nádobě na odpady zapotřebí zásah obsluhy. Vše může probíhat automaticky s ukládáním potřebných informací do řídícího systému i na samotný tag. Tyto vlastnosti RFID technologie rozšiřují možnosti identifikace nádob o snadnou komunikaci a záznam na tag, čímž eliminují nevýhody čárového kódu pro označování nádob na odpady. (1) Pro běžnou identifikaci nádob na odpady a propojení údajů o hmotnosti shromážděných odpadů s údaji o identitě nádoby postačuje použití pasivních tagů s krátkým dosahem, aby nedocházelo k případné interferenci údajů o váze nádob nebo o jednotlivých

261

12th International Scientific Conference LOGI 2011 vlastnících nádob. Nezbytné je, aby tagy umožňovaly opakovaný zápis, a to kvůli možné změně majitele nádoby. Na druhou stranu rychlost čtení není v tomto případě rozhodující. Tagy mohou být umístěny na chráněných místech nádob, avšak do budoucna by při rozšíření této technologie u shromažďování a svozu odpadů bylo kvůli odolnosti výhodnější jejich zapouzdření do vhodných částí nádob přímo u výrobců. Čtečka tagů by měla být umístěna poblíž manipulátoru nebo zvedacího zařízení nádob. Snímané informace je třeba přenést do řídicího systému, který zjištěné údaje analyzuje a uloží do databáze. Pokud se vysypávají dvě nádoby různých vlastníků, je třeba je vysypávat po sobě, aby se propojily údaje o hmotnosti jednoznačně s odpovídající nádobou. Protože výsyp některých nádob probíhá v párech, může to snižovat efektivitu svozu. To se však týká pouze zástavby rodinných domů. Řešením by byla instalace dvou čteček zvlášť pro pravé a levé výsypné zařízení. V sídlištní zástavbě nebo při výsypu živnostenských odpadů tento problém prakticky nevzniká.V databázi řídicího systému se jednak ukládá informace o aktuální hmotnosti vysypaných odpadů, jednak vzniká historie hmotnosti odpadů při jednotlivých výsypech, která může být dále zpracovávána. ZÁVĚR

Problematikou svozu odpadů v městských aglomeracích se zabývá městská logistika. Pro efektivní řízení všech jejích činností je podstatnou informací hmotnost svážený odpadů a identifikace sběrných nádob. Pro tuto identifikaci lze použít technologii čárových kódů a technologii RFID. Druhá zmiňovaná navíc umožňuje i zaznamenání informací o hmotnosti odpadu. Základním využitím těchto údajů je především vytvoření podkladů pro fakturaci služeb svozu podle skutečné hmotnosti odpadů, případně naopak podkladů pro platbu za využitelné odpady předané k dalšímu zpracování. Mimo to je možné sledovat vývoj produkce odpadů v čase a analyzovat sezónní vlivy.

LITERATURA

[1]

NOVÁK, P. Studie pro stanovení kapacit zařízení pro splnění směrnic ES 98/2008, o odpadech a 1999/31 ES, o skládkách odpadů. 2009.

[2]

KOTOULOVÁ, Z. a kol. Ukazatele komunálního odpadu z domácností, Odpadové fórum

262

7-8/2010.

12th International Scientific Conference LOGI 2011 [3]

ČERNÍK, B. a kol. Tepelné charakteristiky a obsah vybraných prvků v domovních odpadech v ČR , Odpadové fórum 10/2010.

[4]

HAVRÁNKOVÁ, V. akol. Koncepce odpadového hospodářství České Republiky , Český ekologický ústav, 2001.

[5]

PERNICA, P. Logistika pro 21. století. Praha: Radix, s. r. o., 2005. 1521str. ISBN 8086031-59-4.

263