JP7201458B2 - 情報処理装置、情報処理方法、および情報処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ゴミ処理のスケジュールを生成するための情報処理装置、情報処理方法、および情報処理プログラムに関する。

ゴミ焼却設備は、ゴミ収集車が搬入するゴミを一時的に貯留するゴミピットを備えており、ゴミピット内のゴミはクレーンにて撹拌された上で、焼却炉に送り込まれて焼却される。この撹拌は、焼却炉に送り込むゴミの質を均質化するために行われており、ゴミを安定して燃焼させるために重要な処理である。このようなクレーンの自動制御に関する先行技術文献として、例えば下記の特許文献１が挙げられる。下記の特許文献１には、ゴミピット内のゴミの色調を示すゴミ色調マップに基づいてゴミピット内の異質ゴミを特定し、異質ゴミを撹拌するようにクレーンを制御する制御装置が記載されている。

特開２００７－１２６２４６号公報

ゴミ焼却施設においては、次々と搬入されるゴミを受け入れるために、ゴミピットにおける搬入口の直下付近のエリア（受け入れエリア）のゴミを、他のエリアに積み替える必要がある。しかしながら、上記特許文献１の技術では、積替時間を確保することについて考慮されていない。このため、特許文献１の技術では、自動運転中に受け入れエリアにゴミが高く積み上がり、ゴミの受け入れができなくなってしまうので、該技術のみでは中長期的なクレーンの制御は実現することができない。

また、クレーンを用いた主要な作業には、焼却炉に繋がるゴミホッパにゴミを投入する作業もある。そして、一般に、ゴミピット内で使用されるクレーンは大型のものであって、１つのゴミピットに設けられるクレーンはせいぜい２台である。また、接触の危険があるため、２台のクレーンが設けられていたとしても、各クレーンに近接したエリアで作業させることは好ましくない。このため、ゴミが次々と搬入される時間帯においては、撹拌作業の作業時間を確保することが難しい場合があった。

本発明の一態様は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、必要な時間は積替作業が行われることを担保しつつ、撹拌作業を所定時間以上確保することを可能にする情報処理装置等を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理装置は、ゴミピットに搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯と、該時間帯よりも搬入されるゴミの量が少ない時間帯とを含む一連の時間帯における、搬入されたゴミをクレーンで積み替える積替作業に要する時間を予測する積替時間予測部と、（１）少なくとも上記積替時間予測部が予測した時間は上記積替作業を行う、および（２）搬入されるゴミの量が相対的に多い上記時間帯に撹拌作業を所定時間以上行う、との条件を充足するように、上記一連の時間帯において上記クレーンでゴミの撹拌作業または上記積替作業を行うことができる作業時間を、上記撹拌作業と上記積替作業に振り分けるスケジューラ部と、を備えている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理方法は、情報処理装置による情報処理方法であって、ゴミピットに搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯と、該時間帯よりも搬入されるゴミの量が少ない時間帯とを含む一連の時間帯における、搬入されたゴミをクレーンで積み替える積替作業に要する時間を予測するステップと、（１）少なくとも上記ステップにおいて予測された時間は上記積替作業を行う、および（２）搬入されるゴミの量が相対的に多い上記時間帯に撹拌作業を所定時間以上行う、との条件を充足するように、上記一連の時間帯において上記クレーンでゴミの撹拌作業または上記積替作業を行うことができる作業時間を、上記撹拌作業と上記積替作業に振り分けるステップと、を含む。

本発明の一態様によれば、必要な時間は積替作業が行われることを担保しつつ、撹拌作業を所定時間以上確保することができる。

本発明の一実施形態に係る情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 一週間における各曜日に作業時間を振り分けた例を示す図である。 一日を４時間ごとに区分した６つの時間帯について作業時間を振り分けた例を示す図である。 上記情報処理装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

〔ゴミ焼却施設におけるクレーンの作業について〕
本実施形態に係る情報処理装置は、ゴミ焼却施設におけるクレーンの作業スケジュールを生成する装置である。ここでは、ゴミ焼却施設におけるクレーンの作業について説明する。ゴミ焼却施設は、該ゴミ焼却施設に搬入されたゴミを貯留する設備であるゴミピットを備えている。また、このゴミピットにはゴミを掴むためのバケットを備えたクレーンが配備されている。このクレーンにより、ゴミピット内のゴミをバケットで掴み上げ、掴み上げた状態で該バケットを移動させ、移動先で掴み上げたゴミを放すことにより、ゴミを移動させることができるようになっている。本実施形態に係る情報処理装置は、下記３種類の作業（積替、撹拌、投入）をクレーンに行わせるスケジュールを生成する。

（１）積替作業
ゴミ焼却施設に搬入されたゴミをゴミピット内で積み替える作業である。ゴミ収集車等によってゴミ焼却施設に搬入されたゴミは、所定の搬入口からゴミピット内に投下される。よって、ゴミピットにおける搬入口の直下付近のエリア（受け入れエリア）のゴミを、下記の撹拌作業を行うためのエリア（撹拌エリア）に積み替える積替作業が必要になる。積替作業を行うことにより、新たなゴミの搬入を受け入れることができる状態を維持することができる。

（２）撹拌作業
ゴミピット内で掴み上げたゴミをゴミピット内で放す（落下させる）ことによりゴミを撹拌する作業である。ゴミを均質化して安定した焼却が行われるようにするために行う。特に、ゴミ焼却施設にゴミの焼却によって発生した熱を利用した発電設備が設けられている場合、安定した発電のために撹拌作業が重要となる。撹拌作業は、基本的にはゴミピット内の撹拌エリアで行われるが、ゴミの搬入のない時間帯には受け入れエリアで撹拌作業を行ってもよい。

（３）投入作業
ゴミピット内で掴み上げたゴミをゴミホッパに投入する作業である。ゴミホッパは焼却炉に繋がっているので、投入作業によりゴミホッパに投入されたゴミはその後焼却される。ゴミホッパ内のゴミの残量が低下するとゴミホッパからゴミの投入指令が発せられるので、投入作業は、この投入指令をトリガとして随時行われる。投入作業では、撹拌が十分に行われたゴミをゴミホッパに投入することが好ましい。

〔情報処理装置の構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る情報処理装置１の構成要素の一例を示すブロック図である。図１に示すように、情報処理装置１は、情報処理装置１の各部を統括して制御する制御部１０と、情報処理装置１が使用する各種データを記憶する記憶部２０を備えている。また、情報処理装置１は、情報処理装置１に対する入力操作を受け付ける入力部３０を備えている。

また、制御部１０には、作業可能時間算出部１０１、投入時間予測部１０２、搬入量予測部１０３、積替時間予測部１０４、スケジューラ部１０５、ゴミ状態特定部１０６、および作業順決定部１０７が含まれている。そして、記憶部２０には、焼却炉情報２０１、搬入情報２０２、およびゴミ状態情報２０３が記憶されている。

作業可能時間算出部１０１は、情報処理装置１がスケジュールを生成する対象とする期間である対象期間における作業可能時間を算出する。作業可能時間は、投入、積替、および撹拌のうち何れかの作業を行うことが可能な時間である。対象期間は、特に限定されず、例えば、１日、１週間、１カ月、または１年としてもよい。また、情報処理装置１のユーザが、入力部３０を介した入力操作により対象期間を指定できるようにしてもよい。

投入時間予測部１０２は、ゴミホッパへのゴミの投入量、および投入作業の所要時間を予測する。具体的には、投入時間予測部１０２は、焼却炉情報２０１に基づいて上記の予測を行う。投入時間予測部１０２が予測する投入量および所要時間には幅があってもよい。例えば、投入時間予測部１０２は、投入量の上限と下限を予測してもよい。

焼却炉情報２０１は、ゴミ焼却施設が備える焼却炉に関する情報である。焼却炉情報２０１は、ゴミホッパへのゴミの投入量、および投入作業の所要時間と相関のある情報であればよい。本実施形態では、焼却炉情報２０１が、ゴミ焼却施設におけるゴミの焼却計画、すなわち所定期間（例えば、一日、一カ月、一年等の期間）に焼却を予定しているゴミの量を示す情報である例を説明する。なお、焼却炉情報２０１は、例えば、焼却炉の運転履歴（運転実績）を示す情報であってもよい。この場合、投入時間予測部１０２は、過去に焼却されたゴミの量から、対象期間におけるゴミの投入量を予測する。

搬入量予測部１０３は、対象期間におけるゴミピット内へのゴミの搬入量を予測する。搬入量予測部１０３が予測する搬入量には幅があってもよい。例えば、搬入量予測部１０３は、搬入量の上限値と下限値を予測してもよい。搬入量予測部１０３は、投入時間予測部１０２が予測した投入量に基づいてゴミの搬入量を予測してもよい。ゴミの焼却計画は、過去のゴミの搬入量に基づいて立てられたものであり、ある対象期間におけるゴミの投入量は、その対象期間におけるゴミの搬入量からかけ離れたものとはならないためである。また、搬入量の予測には、搬入情報２０２を用いることもできる。

搬入情報２０２は、ゴミ焼却施設へのゴミの搬入に関する情報である。搬入情報２０２は、ゴミ焼却施設へのゴミの搬入量と相関のある情報であればよい。本実施形態では、搬入情報２０２が、ゴミ焼却施設におけるゴミの搬入計画、すなわち所定期間（例えば、一日、一カ月、一年等の期間）に搬入を予定しているゴミの量を示す情報である例を説明する。なお、搬入情報２０２は、例えば、ゴミ焼却施設へのゴミの搬入履歴（搬入実績）を示す情報であってもよい。この場合、搬入量予測部１０３は、過去に搬入されたゴミの量から、対象期間におけるゴミの搬入量を予測する。

積替時間予測部１０４は、対象期間（ゴミピットに搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯と、該時間帯よりも搬入されるゴミの量が少ない時間帯とを含む一連の時間帯）における積替作業に要する時間を予測する。具体的には、積替時間予測部１０４は、搬入量予測部１０３が予測した搬入量に基づき、積替作業の所要時間を予測する。例えば、積替時間予測部１０４は、搬入量予測部１０３が予測した搬入量のゴミを全て積み替えるために必要な時間を算出し、これを積替作業の所要時間としてもよい。

スケジューラ部１０５は、対象期間においてゴミの撹拌作業または積替作業を行うことができる作業時間を、撹拌作業と積替作業に振り分ける。詳細は後述するが、スケジューラ部１０５は、所定の条件を充足するように上記の振り分けを行う。また、スケジューラ部１０５は、対象期間に含まれる、ゴミの搬入量が相対的に多い時間帯と、該時間帯よりもゴミの搬入量が少ない時間帯の何れについても、一定の作業時間を投入作業に振り分ける。このように、スケジューラ部１０５によれば、対象期間に含まれる各時間帯に各作業をどのような割合で行うべきかを示すスケジュールを生成することができる。つまり、スケジューラ部１０５により生成されるスケジュールとは、対象期間に含まれる各時間帯における各作業の実行時間、あるいは各作業の実行時間の割合を示す情報である。

ゴミ状態特定部１０６は、ゴミピット内のゴミの状態を特定する。ゴミ状態特定部１０６が特定するゴミの状態としては、例えばゴミピット内の各所におけるゴミの高さ（ゴミピットの底面からの高さ）、およびゴミピット内の各所におけるゴミの撹拌度、水分量、種類等が挙げられる。ゴミ状態特定部１０６は、このようなゴミの状態を示すゴミ状態情報２０３を参照することにより、ゴミの状態を特定することができる。

本実施形態では、ゴミピット内を縦方向、横方向、および高さ方向のそれぞれについて均等な幅で区切ることによって規定したブロック（例えば一辺が１ｍの立方体のブロック）単位でゴミピット内の各所におけるゴミの状態を管理する例を説明する。この場合、ゴミ状態情報２０３は、各ブロックにおけるゴミの撹拌度、および各ブロックにおけるゴミの有無を示す情報であってもよい。ゴミ状態特定部１０６は、各ブロックにおけるゴミの有無を示す情報から、ゴミピット内の各所におけるゴミの高さを特定することができる。なお、ゴミの撹拌度の評価手法は特に限定されず、例えば撹拌回数をそのまま撹拌度としてもよいし、ゴミの外観や撹拌の態様、水分量、ゴミの種類等に基づいて算出した撹拌度を用いてもよい。ゴミ状態情報２０３は、スケジュールの生成において考慮すべき時点のゴミ状態を示す情報を含むように、随時更新されることが好ましい。ゴミ状態情報２０３の更新は情報処理装置１が行ってもよいし、他の装置が行う構成としてもよい。

作業順決定部１０７は、スケジューラ部１０５から取得した作業時間の振り分けの結果に基づいて、対象期間における、撹拌作業、積替作業、および投入作業の実行順序を決定する。これにより、ゴミピットにおいて行われる主要な作業である、撹拌作業、積替作業、および投入作業について、スケジューラ部１０５が生成したスケジュールの範囲内で実行順序を決定することができる。

また、このようにして決定された実行順序を利用することにより、必要な時間は積替作業が行われること、および搬入されるゴミが相対的に多い時間帯に撹拌作業が所定時間以上行われることを担保したクレーンの自動制御を行うことも可能になる。このため、情報処理装置１の制御部１０には、作業順決定部１０７が決定した順序に従ってクレーンを動作させるクレーン制御部がさらに含まれていてもよい。この場合、情報処理装置１はクレーン制御装置と呼ぶこともできる。無論、情報処理装置１とは別体のクレーン制御装置に対し、情報処理装置１が生成したスケジュールを通知して、クレーンの制御を行わせる構成とすることも可能である。なお、作業の実行順を決定する必要がない場合には、作業順決定部１０７を省略してもよい。

〔処理の流れ〕
次に、本実施形態に係る情報処理装置１が実行する処理の流れを図４に基づいて説明する。図４は、本実施形態に係る情報処理装置１が実行する処理（情報処理方法）の一例を示すフローチャートである。また、以下では、一週間における各曜日に作業を振り分けた例を示す図２、および一日を４時間ごとに区分した６つの時間帯について作業を振り分けた例を示す図３についても説明する。

Ｓ１では、作業可能時間算出部１０１が、対象期間における作業可能時間を算出する。一日に２４時間作業可能であるとすると、対象期間Ｔにおける作業可能時間Ａは、例えば下記の数式１により求められる。
作業可能時間Ａ＝６０分×２４時間×Ｔ日・・・（数式１）
例えば、対象期間Ｔが一週間（７日間）である場合、数式１より、作業可能時間Ａは、１０，０８０分と算出される。

Ｓ２では、投入時間予測部１０２が、対象期間Ｔにおけるゴミの投入量を特定する。対象期間Ｔにおけるゴミの投入量は、下記の数式２より求められる。
対象期間Ｔにおけるゴミの投入量＝一日当たりの投入量×Ｔ日・・・（数式２）
なお、投入時間予測部１０２は、一日当たりの投入量を、焼却炉情報２０１に含まれるゴミの焼却計画に基づいて決定することができる。例えば、一日にごみを２４０トン焼却する計画であれば、投入時間予測部１０２は、一日当たりの投入量を２４０トンと決定し、上記数式２より、対象期間Ｔにおけるゴミの投入量を１，６８０トンと算出する。

Ｓ３では、搬入量予測部１０３が、対象期間Ｔにおけるゴミピットへのゴミの搬入量を予測する。具体的には、搬入量予測部１０３は、ゴミの搬入量の下限値と上限値を予測する。この予測は、対象期間Ｔにおけるゴミの投入量に基づいて行うことができる。例えば、搬入量予測部１０３は、対象期間Ｔにおけるゴミの投入量の半分（５０％）がゴミの搬入量の下限値であると予測し、対象期間Ｔにおけるゴミの投入量の二倍（２００％）がゴミの搬入量の下限値であると予測してもよい。この場合、Ｓ２でゴミの投入量が１，６８０トンと予測されていれば、ゴミの搬入量の下限値は８４０トン、上限値は３，３６０トンと予測される。また、搬入量予測部１０３は、搬入情報２０２に基づいて搬入量を予測してもよい。

Ｓ４では、投入時間予測部１０２が、対象期間Ｔにおける投入作業の所要時間を予測する。対象期間Ｔにおける投入作業の所要時間Ｂは、下記の数式３より求められる。
投入作業の所要時間Ｂ＝投入作業一回の作業時間×一時間当たりの投入回数×２４時間×Ｔ日・・・（数式３）
なお、投入作業一回の作業時間は予め定めておく。また、一時間当たりの投入回数は、Ｓ２で算出した投入量から算出する。例えば、投入作業一回の作業時間を５分とし、Ｓ２で算出した投入量が１，６８０トンであれば、数式３より、対象期間Ｔにおける投入作業の所要時間は、３，３６０分と算出される。作業可能時間Ａに対する投入作業の所要時間Ｂの割合は、約３３％である。

Ｓ５では、積替時間予測部１０４が、対象期間Ｔにおける積替作業の所要時間を予測する。具体的には、搬入量予測部１０３は、対象期間Ｔにおける積替作業の所要時間の下限値Ｃ１と上限値Ｃ２を予測する。この予測は、例えば下記の数式４および５を用いて行うことができる。なお、搬入量の下限値および上限値はＳ３で予測したものである。また、積替作業一回で積み替えられるゴミの量と、積替作業一回の作業時間は予め定めておく。
積替作業の所要時間の下限値Ｃ１＝（搬入量の下限値÷積替作業一回で積み替えられるゴミの量）×積替作業一回の作業時間・・・（数式４）
積替作業の所要時間の上限値Ｃ２＝（搬入量の上限値÷積替作業一回で積み替えられるゴミの量）×積替作業一回の作業時間・・・（数式５）
例えば、積替作業一回で積み替えられるゴミの量を２．５トン、積替作業一回の作業時間を２．５分としてもよい。この場合、搬入量の下限値と上限値がそれぞれ８４０トンと３，３６０トンであれば、積替作業の所要時間の下限値Ｃ１と上限値Ｃ２はそれぞれ８４０分（作業可能時間Ａの約９％）と３，３６０分（作業可能時間Ａの約３３％）と予測される。

以上の処理により、作業可能時間Ａのうち約３３％は投入作業を行い、残る約６７％の作業時間のうち約９％～約３３％は積替作業を行うことが必要であることがわかる。そして、これにより、作業可能時間Ａのうち約３４％～約５８％は撹拌作業を行うことができることがわかる。

Ｓ６では、ゴミ状態特定部１０６が、作業開始時、すなわち対象期間Ｔの開始時におけるゴミピット内のゴミの状態を特定する。作業開始時のゴミの状態は、ゴミ状態情報２０３を参照することにより特定することができる。

Ｓ７では、スケジューラ部１０５が、対象期間Ｔにおける作業時間を撹拌作業と積替作業とに振り分ける。例えば、対象期間Ｔが一週間である場合、スケジューラ部１０５は、まず一週間の各曜日について作業時間の振り分けを行ってもよい。一週間の各曜日について作業時間の振り分けを行う例について以下説明する。

≪各曜日についての作業時間の振り分け≫
まず、スケジューラ部１０５は、各曜日について投入作業に作業時間を振り分ける。投入作業は、焼却炉の稼働中は定常的に行う必要がある。このため、スケジューラ部１０５は、Ｓ１で算出された作業可能時間Ａに対する、Ｓ４で予測された投入作業の所要時間Ｂの割合を算出し、算出した割合を各曜日の作業時間に占める投入作業の割合とする。例えば、上記の割合が３３％であれば、スケジューラ部１０５は、各曜日の作業時間に占める投入作業の割合を何れも３３％とする。

次に、スケジューラ部１０５は、各曜日の残りの時間（投入作業を行わない時間）を、撹拌作業と積替作業に振り分ける。この振り分けには、例えば焼きなまし法、混合整数線形計画法、遺伝的アルゴリズム、あるいはニューラルネットワーク等のスケジューリング問題の解決手法を適用することができる。

上記の振り分けにおいては、ゴミピットの運用上の制約条件と、振り分けの結果に対する評価値とを考慮することが好ましい。上記制約条件は、例えば、ゴミの高さ（受け入れエリアにおけるゴミの高さや、撹拌エリアにおけるゴミの高さ）が閾値を超えないという条件であってもよい。また、この振り分けには、Ｓ６で特定されたゴミの状態を考慮する。つまり、スケジューラ部１０５は、Ｓ６で特定された状態のゴミが、振り分けの結果に従って撹拌作業と積替作業を行った場合に、どのような状態となるかを評価することによって、適切な振り分け（評価値がより高くなるような振り分け）を行う。

上記評価値は、対象期間において、振り分けの結果に従って撹拌作業と積替作業を行った場合の、対象期間中および対象期間終了時点の少なくとも何れかの時点におけるゴミの状態を評価することによって算出したものであってもよい。例えば、スケジューラ部１０５は、振り分けの結果に従って撹拌作業と積替作業を行った場合の、対象期間中における各ブロックのゴミの撹拌度の平均値を上記評価値として算出してもよい。また、例えば、スケジューラ部１０５は、振り分けの結果に従って撹拌作業と積替作業を行った場合の、対象期間中におけるゴミの平坦度の平均値を上記評価値として算出してもよい。なお、平坦度は、ゴミピット内におけるゴミの表面がどの程度平坦であるかを示す指標値であり、所定範囲（例えば３×３のブロックの範囲）におけるゴミ高さの分散を平坦度としてもよい。

また、スケジューラ部１０５は、下記の条件を充足するように振り分けを行う。これにより、少なくとも必要な時間は積替作業が行われることを担保しつつ、搬入されるゴミが相対的に多い時間帯に撹拌作業が所定時間以上行われるようにすることができる。
（１）少なくともＳ５で予測された下限値Ｃ１の時間は積替作業を行う。
（２）搬入されるゴミの量が相対的に多い曜日に撹拌作業を所定時間以上行う。
なお、これらの条件は、上記制約条件の１つとしてもよい。また、これらの条件を充足しない場合に、上記評価値が低くなるようにすることによって、これらの条件を充足する振り分けとすることも可能である。

また、スケジューラ部１０５は、上記（１）、（２）の条件が充足されることに加えて、対象時間の作業の終了時点におけるゴミピットのゴミの高さに関連した所定の条件が充足されるように、作業時間を撹拌作業と積替作業に振り分けてもよい。これにより、必要な時間は積替作業が行われること、および搬入されるごみが相対的に多い時間帯に撹拌作業が所定時間以上行われるようにすることができることに加えて、ごみピットのごみの高さに関連した所定の条件も充足させることができる。

なお、上記所定の条件としては、例えば下記のような条件が挙げられる。
（Ａ）受け入れエリアにおけるゴミの高さが閾値未満である。
（Ｂ）ゴミピット内に所定の高さ以上の段差が存在しない。
（Ｃ）平坦度が閾値以上である。

≪遺伝的アルゴリズムによる振り分け≫
上記の振り分けに遺伝的アルゴリズムを用いる場合、スケジューラ部１０５は、各曜日の残りの時間の撹拌作業と積替作業への振り分けのパターンを示す遺伝子を複数生成して、第一世代の遺伝子群とする。そして、スケジューラ部１０５は、生成した遺伝子群に含まれる各遺伝子の評価関数による適応度の評価と該評価に基づく遺伝子群の更新とを繰り返し行う遺伝的アルゴリズムにより、適応度が向上した遺伝子を選抜する。

この評価において、上述の条件（１）、（２）、制約条件、および評価値を用いることにより、少なくとも必要な時間は積替作業が行われることを担保しつつ、搬入されるゴミが相対的に多い時間帯に撹拌作業が所定時間以上行われるようにすることができる。さらに、撹拌度や平坦度の評価値による遺伝子の選抜を行うことにより、ゴミの状態を撹拌度や平坦度の観点から見て望ましい状態とすることが可能なスケジュールを生成することができる。

≪振り分け結果の例≫
スケジューラ部１０５は、以上説明したような処理により、例えば図２に示すような作業スケジュールを作成することができる。図２の（ａ）には、曜日ごとのゴミの搬入量と投入量とゴミピットに残っているゴミの残量の変動の例を示し、同図の（ｂ）にはゴミピット内の各所におけるゴミの高さを示している。そして、同図の（ｃ）には、一週間の各曜日における作業時間の振り分けの例を示している。

図２の（ａ）の例では、土曜日と日曜日は搬入量がゼロすなわち搬入なしとなっており、月曜日から金曜日は搬入がある。つまり、対象期間を一週間とした場合、搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯が月曜日から金曜日であり、該時間帯よりも搬入されるごみの量が少ない時間帯が土曜日から日曜日である。一方、投入量は一週間を通して一定である。このため、ゴミの残量は月曜日に大きく増加し、平日はおおむね高い水準で推移し、土日に減少する。

また、図２の（ａ）の例では、ゴミを運搬するクレーンの横行方向に沿って、ゴミの高さが低い帯状のエリアがある。このエリアが受け入れエリアである。搬入のない土日の間に、受け入れエリアが図２の（ａ）のようにゴミの高さが低い状態となるまで積替作業を行っておくことにより、平日の作業時間に占める積替作業の割合を必要最小限に抑えて、撹拌作業の時間を確保することができる。

具体的には、スケジューラ部１０５は、上述の条件（２）を充足するように振り分けを行うことにより、平日に撹拌作業の時間を確保している。図２の（ｃ）の例では、搬入がない土曜日については、投入作業に３０％、積替作業に２０％の作業時間を振り分け、残り５０％の作業時間を撹拌作業に振り分けている。また、日曜日について、投入作業に３０％、積替作業に６０％の作業時間を振り分け、残り１０％の作業時間を撹拌作業に振り分けている。このように、日曜日に積替作業の割合を多くすることにより、搬入が行われる月曜日における受け入れエリアのゴミの量を極力減らすことができる。

また、図２の（ｃ）の例では、搬入のある月曜日～金曜日においても、全作業時間の少なくとも３０％は撹拌作業に作業時間を振り分けている。よって、この振り分けに従ってクレーンに作業を行わせることにより、搬入されるごみの量が相対的に多い平日においても、撹拌済みのゴミを焼却に供して、ごみを安定して燃焼させることができる。

なお、スケジューラ部１０５は、Ｓ５で予測された、積替作業の所要時間の予測値のうち、上限値Ｃ２に基づいて作業時間を振り分けてもよい。また、スケジューラ部１０５は、Ｓ５で予測された、積替作業の所要時間の予測値（下限値Ｃ１と上限値Ｃ２）のそれぞれを用いて作業時間を振り分けてもよい。この場合、２通りの振り分け結果が得られる。

このように、複数通りの振り分けを行って、複数のスケジュールを生成することにより、実際のゴミの搬入量等に応じた柔軟なクレーンの運用が可能になる。例えば、一方のスケジュールでは、撹拌作業が３０％、他方のスケジュールでは撹拌作業が４０％となっていたとする。この場合、ゴミの搬入量が予想より多く、積替作業により多くの時間を要する状況となれば撹拌作業を３０％程度に抑え、ゴミの搬入量が予想より少なく、積替作業に要する時間が少なく済みそうな状況となれば撹拌作業を４０％程度とすることができる。これは、以下説明する一日の各時間帯についての作業時間の振り分けにおいても同様である。

≪一日の各時間帯についての作業時間の振り分け≫
また、スケジューラ部１０５は、以上のようにして作成した作業スケジュールに基づき、対象期間Ｔをさらに短くした作業スケジュールを生成してもよい。例えば、スケジューラ部１０５は、対象期間Ｔを一日とし、一日を複数の時間帯に区分して、各時間帯における作業時間を振り分けてもよい。

例えば、図２の（ｃ）の例では、土曜日の作業時間の３０％が投入作業、２０％が積替作業、５０％が撹拌作業に割り振られている。よって、スケジューラ部１０５は、土曜日の一日の作業開始から終了までの各作業の作業時間を合計したときの各作業の割合が上記の割振りを満たすように、各時間帯について作業の振り分けを行う。他の曜日についても同様である。この振り分けにも、上述した各曜日への作業の振り分けと同様に、種々のスケジューリング問題の解決手法を適用することができる。

そして、スケジューラ部１０５は、（１）各曜日に割り振られた割合だけ積替作業を行う、および（２）搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯に撹拌作業を所定時間以上行う、という条件が充足されるように、作業時間を振り分ける。また、スケジューラ部１０５は、上記の条件に加えて、（３）各曜日の作業の終了時点におけるゴミピットのゴミの高さに関連した所定の条件についても充足させることが好ましい。この所定の条件は、例えば上述の条件（Ａ）～（Ｃ）のようなものであってもよい。

≪振り分け結果の例≫
図３には、一日を４時間ごとに区分した６つの時間帯について作業を振り分けた例を示している。より詳細には、図３の（ａ）には、ゴミの搬入がある曜日（平日）における時間帯ごとのゴミの搬入量の例を示し、同図の（ｂ）には平日における時間帯ごとの作業時間の振り分けの例を示している。

図３の（ａ）に示す日には、８時から搬入が開始されて９時に搬入量がピークに達し、１２時にかけて搬入量が減少した後、１３時に再度搬入量が増え、１４時以降は搬入量が再び少なくなり、１６時に搬入が終了している。このような日には、搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯（８時～１１時および１３時頃）の撹拌作業の作業時間をできるだけ確保することが重要になる。そこで、スケジューラ部１０５は、上記の条件（２）を充足するように振り分けを行う。

図３の（ｂ）の例では、搬入がない時間帯のうち０時～４時の時間帯では、投入作業に３０％、積替作業に４０％の作業時間を振り分け、残り３０％の作業時間を撹拌作業に振り分けている。さらに、搬入がない時間帯のうち、搬入開始時刻である８時の直前の４時～８時の時間帯では、投入作業に３０％、積替作業に６０％の作業時間を振り分け、残り１０％の作業時間を撹拌作業に振り分けている。このように、搬入開始時刻の直前の時間帯に積替作業の割合を多くすることにより、搬入開始時刻における受け入れエリアのゴミの量を極力減らすことができ、これにより搬入開始後に、撹拌作業の時間を確保することが可能になる。

例えば、図３の（ｂ）の例では、搬入量が最も多い時間帯である８時～１２時の時間帯においても、撹拌作業に３０％の作業時間を振り分けている。また、搬入量が次に多い時間帯である１２時～１６時の時間帯においても、撹拌作業に４０％の作業時間を振り分けている。このように、図３の（ｂ）の例では、一日のうち搬入されるゴミの量が相対的に多い（搬入のある）時間帯の全体を通して、少なくとも３０％の作業時間が確保されている。よって、この振り分けに従ってクレーンに作業を行わせることにより、搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯においても、撹拌済みのゴミを焼却に供して、ゴミを安定して燃焼させることができる。

そして、図３の（ｂ）の例では、搬入終了時刻である１６時以降の時間帯である１６時～２０時および２０時～２４時の時間帯において、撹拌作業にそれぞれ５０％、３０％の作業時間を振り分けている。これにより、翌日において、積替作業に時間を割かざるを得ない、搬入量が多い時間帯にも、十分に撹拌されたゴミを焼却に供することが可能になる。

〔作業順の決定〕
作業順決定部１０７は、以上のようにしてスケジューラ部１０５が振り分けた時間だけ撹拌作業と積替作業が行われるとの条件を充足させつつ、対象時間における各作業の実行順序を決定する。例えば、作業順決定部１０７は、上述したようなスケジューリング問題の解決手法を用いて、所定の制約条件を充足しつつ、所定の評価値が高くなる順序を決定してもよい。

例えば、作業順決定部１０７は、下記のような条件を充足するような順序を決定してもよい。なお、必ずしも下記の条件の全てを用いる必要はなく、必要な条件のみ用いればよい。
（ａ）スケジューラ部１０５が振り分けた時間だけ撹拌作業と積替作業を行う。
（ｂ）受け入れエリアにゴミの最大高さが閾値以上となる箇所が生じた場合には、次の作業は当該箇所からの積替作業とする。
（ｃ）ゴミホッパからゴミの投入指令が出された場合には、次の作業は投入作業とする。

また、評価値は、例えば下記のような事項を評価することによって算出したものであってもよい。評価値についても、下記の全ての評価値を用いる必要はなく、必要な評価値のみ用いればよい。
（ｄ）撹拌度を評価した評価値（所定回数以上撹拌されたゴミがゴミピットの表層に存在すれば評価が高く、存在しなければ評価が低い）。
（ｅ）平坦度を評価した評価値（ゴミピット内の所定範囲におけるゴミ高さの分散が閾値以上であれば評価が低く、閾値未満であれば評価が高い）。

以上のように、作業順決定部１０７は、スケジューラ部１０５が振り分けた時間だけ撹拌作業と積替作業が行われるとの条件を充足させつつ、対象期間における、撹拌作業、積替作業、および投入作業の実行順序を決定する。これにより、ゴミピットにおいて行われる主要な作業である、撹拌作業、積替作業、および投入作業について、スケジューラ部１０５が生成したスケジュールの範囲内で実行順序を決定することができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
情報処理装置１の制御ブロック（特に制御部１０に含まれる各部）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、情報処理装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔付記事項〕
本発明の一態様に係る情報処理装置は、ゴミピットに搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯と、該時間帯よりも搬入されるゴミの量が少ない時間帯とを含む一連の時間帯における、搬入されたゴミをクレーンで積み替える積替作業に要する時間を予測する積替時間予測部と、（１）少なくとも上記積替時間予測部が予測した時間は上記積替作業を行う、および（２）搬入されるゴミの量が相対的に多い上記時間帯に撹拌作業を所定時間以上行う、との条件を充足するように、上記一連の時間帯において上記クレーンでゴミの撹拌作業または上記積替作業を行うことができる作業時間を、上記撹拌作業と上記積替作業に振り分けるスケジューラ部と、を備えている。

上記情報処理装置において、上記スケジューラ部は、上記（１）、（２）の条件が充足されることに加えて、上記一連の時間帯の作業の終了時点における上記ゴミピットのゴミの高さに関連した所定の条件が充足されるように、上記作業時間を上記撹拌作業と上記積替作業に振り分けてもよい。

上記情報処理装置は、上記スケジューラ部が振り分けた時間だけ上記撹拌作業と上記積替作業が行われるとの条件を充足させつつ、上記一連の時間帯における、上記撹拌作業、上記積替作業、および上記ゴミピットのゴミをホッパに投入する投入作業の実行順序を決定する作業順決定部を備えていてもよい。

本発明の一態様に係る情報処理方法は、ゴミピットに搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯と、該時間帯よりも搬入されるゴミの量が少ない時間帯とを含む一連の時間帯における、搬入されたゴミをクレーンで積み替える積替作業に要する時間を予測するステップと、（１）少なくとも上記ステップにおいて予測された時間は上記積替作業を行う、および（２）搬入されるゴミの量が相対的に多い上記時間帯に撹拌作業を所定時間以上行う、との条件を充足するように、上記一連の時間帯において上記クレーンでゴミの撹拌作業または上記積替作業を行うことができる作業時間を、上記撹拌作業と上記積替作業に振り分けるステップと、を含む。

上述の情報処理装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、上記積替時間予測部、およびスケジューラ部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムも本発明の範疇に含まれる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 情報処理装置
１０４ 積替時間予測部
１０５ スケジューラ部
１０７ 作業順決定部

Claims (5)

1. ゴミピットに搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯と、該時間帯よりも搬入されるゴミの量が少ない時間帯とを含む一連の時間帯における、搬入されたゴミをクレーンで積み替える積替作業に要する時間を予測する積替時間予測部と、
   （１）少なくとも上記積替時間予測部が予測した時間は上記積替作業を行う、および
   （２）搬入されるゴミの量が相対的に多い上記時間帯に撹拌作業を所定時間以上行う、
   との条件を充足するように、上記一連の時間帯において上記クレーンでゴミの撹拌作業または上記積替作業を行うことができる作業時間を、上記撹拌作業と上記積替作業に振り分けるスケジューラ部と、を備えていることを特徴とする情報処理装置。
2. 上記スケジューラ部は、上記（１）、（２）の条件が充足されることに加えて、上記一連の時間帯の作業の終了時点における上記ゴミピットのゴミの高さに関連した所定の条件が充足されるように、上記作業時間を上記撹拌作業と上記積替作業に振り分けることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 上記スケジューラ部が振り分けた時間だけ上記撹拌作業と上記積替作業が行われるとの条件を充足させつつ、上記一連の時間帯における、上記撹拌作業、上記積替作業、および上記ゴミピットのゴミをホッパに投入する投入作業の実行順序を決定する作業順決定部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の情報処理装置。
4. 情報処理装置による情報処理方法であって、
   ゴミピットに搬入されるゴミの量が相対的に多い時間帯と、該時間帯よりも搬入されるゴミの量が少ない時間帯とを含む一連の時間帯における、搬入されたゴミをクレーンで積み替える積替作業に要する時間を予測するステップと、
   （１）少なくとも上記ステップにおいて予測された時間は上記積替作業を行う、および
   （２）搬入されるゴミの量が相対的に多い上記時間帯に撹拌作業を所定時間以上行う、との条件を充足するように、上記一連の時間帯において上記クレーンでゴミの撹拌作業または上記積替作業を行うことができる作業時間を、上記撹拌作業と上記積替作業に振り分けるステップと、を含むことを特徴とする情報処理方法。
5. 請求項１に記載の情報処理装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、上記積替時間予測部および上記スケジューラ部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。

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