نقش و کاربرد اینترنت اشیا برای هوشمندسازی مدیریت پسماندهای شهری
محورهای موضوعی : پسماندمحسن بیژن پور 1 , رضا احتشام راثی 2 * , داوود قراخانی 3
1 - دانشجوی دکتری ، گروه مدیریت صنعتی، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران.
2 - استادیارگروه مدیریت صنعتی، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران. *(مسوول مکاتبات)
3 - استادیارگروه مدیریت صنعتی ، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران.
کلید واژه: اینترنت اشیا, بازیافت, پسماند, تفکیک, شهر هوشمند.,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: در سال های اخیر، موضوع پسماند ها در اغلب کشور های جهان خصوصا کشورهای در حال توسعه و توسعه نیافته به وضوح به یک بحران تبدیل شده است و بنابراین به کارگیری ابزار، برنامه ها و رویکردهای جدید و کارآمد برای پیشگیری و کنترل بحران پسماندهای شهری کاملا ضروری است. مديريت پسماندها، مهمترین وظیفه مدیریت شهری است که هزینه های گزافی بر ساکنان شهرها تحمیل می‌کند. عمليات جمع آوري، دفع و بازیافت پسماندهای شهری مستلزم صرف هزینه های قابل توجه برای سرمایه گذاری در ایجاد ناوگان حمل پسماندها و نیز اجرای عملیات بازیافت و یا امحا پسماندهای شهری است. همچنین صرف هزينه هاي عملياتي‌گزاف برای دستمزد کارگران و رانندگان، پرداخت هزینه های سوخت و تعمیر و نگهداری ناوگان ، مدیریت پسماندهای شهری را به فرآیندی پر هزینه اما ضروری در مدیریت شهری بدل کرده است. هدف اصلی در این پژوهش، بررسی امکان به کارگیری اینترنت اشیا ( IOT ) برای کاهش هزینه های مدیریت پسماندهای شهری است.
روش بررسی: در این مقاله که در تابستان سال 1402 نگارش شده است، ابتدا با بررسی ادبیات موضوع، مفهوم شهر هوشمند بیان شده، سپس ضرورت‌های بنیادی ایجاد شهرهای هوشمند مورد بررسی قرارگرفته است. درگام بعدی، پیش نیازها و شیوه های به کارگیری اینترنت اشیا و نیز تجهیزات ضروری برای بهره گیری از اینترنت اشیا در مدیریت پسماندهای شهری معرفی شده اند.
یافته‌ها: بر اساس بررسی ادبیات موضوع و نیز تحقیقات پیشین و با در نظر گرفتن شرایط موجود کشور ، یک مدل 5 لایه استقرار اینترنت اشیا برای بهینه سازی هزینه‌های مدیریت پسماندهای شهری پیشنهاد شده است . همچنین به اختصار ، موانع تکنولوزیک و فرهنگی به کارگیری شبکه اینترنت اشیا در شهرها بیان گردیده است.
بحث و نتیجه‌گیری: راه اندازی شبکه 5 لایه اینترنت اشیا پیشنهادی این مقاله، به دلیل دردسترس قرار دادن مخازنی که مقدارکافی پسماند برای حمل در آنها جمع شده است، نقش مهمی درکاهش هزینه های حمل پسماندها دارد. به عبارت دیگر با به کارگیری شبکه اینترنت اشیا درشهرها، شبکه حمل و نقل پسماندهای شهری، فقط زمانی فعال می‌گردد که برداشت پسماندکافی ازمخازن هدف قطعی است. همچنین شبکه اینترنت اشیا پیشنهادی، از طریق در دسترس قراردادن داده های مربوط به مقادیر قابل جمع آوری هر نوع از پسماندهای شهری، امکان برنامه‌ریزی تحویل مواد اولیه مورد نیاز برای تولید روزانه کارخانجات بازیافت هر یک از انواع پسماندهای شهری را میسر می نماید و از این طریق موجب افزایش تولیدکالاهای بازیافتی‌خواهد شد. برای به کارگیری اینترنت اشیا در مدیریت پسماندهای شهری، عملیات تفکیک ازمبدا پسماندها به یک ضرورت اجرائی روزانه تبدیل می شود که خود موجب افزایش تولید کالاهای بازیافتی و کاهش عملیات دفن و یا امحا پسماندها در زباله سوزها می‌شود.
Background and Objective: Today's world is a world of consumption. Earth's resources are limited and human desire to consume all kinds of goods is increasing day by day. Protecting the environment is a global responsibility and the inhabitants of the planet all over the world should be committed to it. In recent years, the issue of waste has clearly become a crisis in most countries of the world, especially developing and underdeveloped countries, and therefore the use of new and efficient tools, programs and approaches to prevent and control the urban waste crisis is absolutely necessary. It is essential. Waste management is the most important task of city management that imposes huge costs on city residents. The collection, disposal and recycling of urban wastes requires spending significant costs to invest in the creation of a fleet of wastes, as well as the implementation of recycling or destruction of urban wastes. Also, spending exorbitant operating costs for the wages of workers and drivers, paying fuel costs and fleet maintenance has turned urban waste management into an expensive but necessary process in urban management. Internet of Things (IOT) is one of the new and desirable tools to reduce the costs of urban waste management.
Material and Methodology: In this article, by reviewing the literature on the subject, the concept of a smart city is first stated, and then the basic necessities of creating smart cities are examined. In the next step, the prerequisites and methods of using the Internet of Things as well as the necessary equipment for using the Internet of Things in urban waste management have been introduced.
Findings: Based on the review of the subject literature and previous research and considering the existing conditions of the country, a 5-layer model of Internet of Things deployment was proposed to optimize urban waste management costs. Also, the barriers to using the Internet of Things network in cities have been briefly stated.
Discussion and Conclusion: Setting up the 5-layer Internet of Things network proposed in this article has an important role in reducing the costs of waste transportation due to the availability of reservoirs in which a sufficient amount of waste has been collected for transportation. In other words, by using the Internet of Things network in cities, the urban waste transportation network will be activated only when the collection of sufficient waste from the target reservoirs is certain. Also, the proposed Internet of Things network, by making available the data related to the collectable amounts of each type of urban waste, enables the planning of the delivery of the raw materials needed for the daily production of the recycling factories of each type of urban waste, and from this This way will increase the production of recycled goods. In order to use the Internet of Things in urban waste management, the operation of separating waste from its origin becomes a daily operational necessity, which itself causes an increase in the production of recycled goods and a decrease in burial operations or disposal of waste in incinerators.
1. A third of urban waste ends up in open dumpsites. (2018). Retrieved from united nation environment programme: https://www.unep.org/news-and-stories/press-release/third-urban-waste-ends-open-dumpsites-or-environment-latin-america
2. Gapminder, U. n. (2017). world Population prospects, Population Divisio (2017). United Nations , Department Of Economic and social Affairs .
3. (2018). Retrieved from World Bank: www.wordbank.com
4. Retrieved from Mashreghnews : www.mashreghnews.ir/947927 " How much waste is produced in Iran? " , 2020. (In Persian)
5. Bakıcı, T., Almirall, E., Wareham, J., 2013. Asmartcityinitiative: The case of Barcelona. Journal of the Knowledge Economy 4(2),135–148.
6. Candanedo, I. S., Nieves, E. H., González, S. R., Martín, M.T.S., Briones, A.G., 2018. Machin elearningpredictivemodelforindustry4.0.In:Proceedings oftheInternational Conference on Knowledge Managementin Organizations, pp.501–510. Cham:Springer
7. Harrison, C., Eckman, B., Hamilton, R., Hartswick, P., Kalagnanam, J., Paraszczak, J., Williams, P., 2010. Foundations for smarter cities. IBM J. Res. Dev. 54 (4), 1e16.)
8. Retrieved from EghtesadOnLine: https://www.eghtesadonline.com/n/1nVc " Garbage turnover in Iran " , 2019. (In Persian)
9. Jiuping Xu, M., Yi Shi, S., & and Siwei Zhao, S. (2019). Reverse Logistics Network-Based Multiperiod Optimization for Construction and Demolition Waste Disposal. Journal of Construction Engineering and Management.
10. Retrieved from mehrnews.com/xYTfZ : Retrieved from Mehrnews.com , " The cost of 1700 billion tomans for garbage collection", 2022 . (In Persian)
11. Fatimah, Y., Govindan, K., Murniningsih, R., & Setiawan, A. (2020). A sustainable circular economy approach for smart waste management system to achieve sustainable development goals: Case study in Indonesia. Journal of Cleaner Production.
12. Kauf, S. (2019). Smart logistics as a basis for the development of the smart city. Published by Elsevier.
13. Sharma, M., Joshi, S., Kannan, D., Govindan, K., Singh, R., & Purohit, H. (2020). Internet of Things (IoT) adoption barriers of smart cities’ waste management: An Indian context. Journal of Cleaner Production 270.
14. González-Briones, A., Chamoso, P., asado-Vara, R., Rivas, A., Omatu, S., & MCorchado, J. (2019). Internet ofThingsPlatformtoEncourageRecyclinginaSmartCity. Elsevier.
15. Kumar, H., Singh, M. K., Gupta, M., & Madaan, J. (2018). Moving towards smart cities: Solutions that lead to the Smart City Transformation Framework. Technological Forecasting & Social Change( journal homepage: www.elsevier.com/locate/techfore)
16. Mohanty, S. ,. (2016). Every thing you wanted to Know about smart cities : The Internet Of things Is The Backbone. IEEE concumer Electronic Magazine,5 , 60-70.
17. Bettina Yanling, T. F. (2015). Creating the cities of tomorrow. Singapore: Danish Smart City Competencies in the Singaporean Market.
18. Internet of Things Protocls. (2022). Retrieved from smartic: https://smartic.ir/internet Of Things Protocols
19. LPWAN. (2022). Retrieved from Meftah: https://meftah.com/news/LPWAN.