حسين نعمتالهي، دكتراي مديريت پسماند: در پيگيري پايداري مالي مديريت هوشمند پسماند مبتني بر اينترنت اشيا به عنوان يك كاتاليزور براي تغيير عمل ميكند
غزل لطفي
در مناطق شهري در حال گسترش كه دنياي مدرن ما را تعريف ميكند، مديريت پسماند به عنوان يك چالش پايدار شمرده ميشود. در ميان آسمانخراشهاي سر به فلك كشيده و خيابانهاي مملو از ترافيك و خودرو، روشهاي سنتي جمعآوري پسماند تمام تلاش خود را ميكند تا همگام با خواستههاي رو به رشد جامعهاي كه به سرعت در حال شهرنشيني است، همگام شوند. بهطور مثال؛ «دوبي بهرهبرداري از بزرگترين مركز تبديل زباله به انرژي در جهان را آغاز كرد و فاز نخست پروژه مركز تبديل زباله به انرژي در منطقه ورسانبا با هزينهاي بيش از يك ميليارد دلار به بهرهبرداري رسيد. فاز نخست اين پروژه شامل فعالسازي دو خط از ۵ خط است كه ظرفيت پذيرش روزانه حدود 2 هزار و ٣٠٠ تن زباله را براي توليد حدود ٨٠ مگاوات در ساعت انرژي تجديدپذير دارد.» اما بهطور كلي براي دههها، مديريت پسماند بر سيستمهاي سنتي رايج تكيه كرده كه در عين عملكرد با بازدهي پايين، اغلب در مواجهه با پيچيدگيهاي ساختار دفع پسماند، موفق عمل نميكند. اين سيستمها براساس مسيرهاي جمعآوري عمدتا ثابت طراحي شدهاند و با طبيعت پوياي توليد و دفع پسماند منطبق نيستند. اما آنچه مشخص است، ناكارآمديهاي عملكردي بوده كه شهرداريها را تحت فشار قرار ميدهد، منابع مادي را بيش از حد هدر داده و منجر به تداوم آسيبهاي زيستمحيطي ميشوند. در ميانه اين چالش، نور اميدي در قالب فناوري استفاده از اينترنت اشيا (Internet of Things) در مديريت پسماند پديدار ميشود؛ راهحلي كه آماده است تا مديريت پسماند را همانطور كه تمايل مديران شهري در جهت حفظ محيط زيست در كنار بهينه كردن هزينههااست، متحول كند.
قدرت استفاده از فناوري
فناوري اينترنت اشيا رويكردي دگرگونكننده براي مديريت پسماند ارايه ميدهد و جان تازهاي را در جهت بهبود عملكرد سيستم مديريت پسماند ميبخشد. اينترنت اشيا با به هم مرتبط كردن خودروها و حسگرهاي تعبيهشده در ظروف جمعآوري پسماند، جمعآوري، تجزيه و تحليل و به اشتراكگذاري يكپارچه حجم وسيعي از دادهها را در لحظه امكانپذير ميكند. اين چشمانداز مبتني بر داده برخط است كه براساس آن تصميمگيري هوشمند شكل ميگيرد و مديريت پسماند را به فرآيندي هوشمندتر و پايدارتر تبديل ميكند.
ابوعلي گلزاري در توضيح شاهرگ حيات مديريت پسماند مبتني بر اينترنت اشيا براي «اعتماد» شرح ميدهد. در حوزه مديريت پسماند، قدرت فناوري اينترنت اشيا در ايجاد انقلابي در اشتراكگذاري و استفاده از دادههاي لحظهاي و برخط نهفته است. با استفاده از فناوريهاي پيشرفته مانند شناسايي فركانس راديويي (RFID)، نهادهاي مديريت پسماند اكنون ميتوانند ظروف جمعآوري پسماند را در لحظه رديابي و نظارت كنند. برچسبهاي RFID كه روي سطلهاي پسماند چسبانده ميشوند، شناسايي و رديابي آني را امكانپذير ميكنند و جريان ثابتي از دادهها را توليد كرده كه پايش لحظهاي را در مورد ظرفيت سطل، نوع پسماند و مكان خدماتدهي، ارايه ميدهد. اين دادههاي آني، شاهرگ حياتي سيستمهاي مديريت هوشمند پسماند مجهز به فناوري اينترنت اشيا هستند. با جمعآوري پسماند در ظروف مجهز به سنسور، برچسبهاي RFID اطلاعات حياتي را به شبكه اينترنت اشيا منتقل و حجم وسيعي از دادهها را ايجاد ميكنند كه به متوليان مديريت پسماند اجازه ميدهد تا عمليات جمعآوري را بهينه كنند. دادههاي جمعآوريشده از سطلهاي هوشمند مجهز به حسگرهاي پيشرفته، لايه ديگري از هوشمند شدن سيستم جمعآوري را اضافه ميكند. اين حسگرها ميتوانند سطوح پر شدن را كنترل كنند و ارزيابي دقيق و جامعي از شرايط پسماند ارايه دهند. قدرت واقعي فناوري IoT زماني به ثمر ميرسد كه اين دادهها به مراكز داده متمركز ارسال ميشوند، جايي كه با استفاده از الگوريتمهاي پيچيده و هوش مصنوعي تحت تجزيه و تحليل دقيق قرار ميگيرند. اين سرورهاي مركزي ديجيتال، دادههاي به دست آمده را بررسي و عمليات بهينهسازي مسير جمعآوري كه استراتژيهاي مديريت هوشمند پسماند را شكل ميدهند انجام ميدهد. با استفاده از اين دادهها، متوليان جمعآوري پسماند ميتوانند مسيرهاي جمعآوري را بهينه كنند، مسافت طيشده جهت جمعآوري را به حداقل برسانند، مصرف سوخت را كاهش داده و انتشار گازهاي گلخانهاي را كاهش دهند.
تجزيه و تحليل كارآمد دادهها سنگ بناي مديريت پسماند مبتني بر اينترنت اشيا است
الگوريتمهاي يادگيري ماشيني الگوهاي پيچيده توليد پسماند را آشكار ميكنند و به مسوولان مديريت پسماند اجازه ميدهند تا مناطق با توليد پسماند بالا را شناسايي كرده و طرحهاي هدفمند براي كاهش پسماند را اجرا كنند. با استفاده از اين فناوري جديد، تصميمگيرندگان ميتوانند انتخابهاي آگاهانهاي داشته باشند كه منجر به شيوههاي مديريت پايدارتر پسماند شود كه به صورت همزمان در جهت حفظ محيط زيست و تامين سلامت عمومي گام برميدارد. گلزاري در توضيح اثرات زيستمحيطي پيادهسازي فناوري اينترنت اشيا در مديريت پسماند ميگويد: فناوري اينترنت اشيا با بهينهسازي مسيرهاي جمعآوري، كاهش حركت غيرضروري خودرو و جلوگيري از سرريز شدن سطلها، انتشار كربن را به ميزان قابل توجهي كاهش ميدهد و مصرف سوخت را به حداقل ميرساند. همچنين، توانايي رديابي و پايش پسماندهاي خطرناك، دفع مناسب آنها، كاهش آسيب احتمالي به محيط زيست و حفاظت از رفاه عمومي را تضمين ميكند.
از منظر مالي، در حالي كه سرمايهگذاري اوليه در زيرساخت اينترنت اشيا ممكن است قابل توجه به نظر برسد، مزاياي بلندمدت آن بيشتر از هزينهها است. با سادهسازي فرآيندهاي جمعآوري پسماند، بهينهسازي مسيرها و كاهش مداخله دستي، فناوري اينترنت اشيا صرفهجويي قابل توجهي در هزينهها براي شهرداريها و نهادهاي مديريت پسماند به همراه دارد. تخصيص منابع بهبوديافته و شيوههاي مديريت پسماند بهبوديافته منجر به نتايج مالي پايدارتر ميشود و يك موقعيت برد- برد براي محيط زيست و شهروندان ايجاد ميكند. وي درباره نقش دادههاي به دست آمده از اين فناوري تشريح ميكند: در قلب اين رويكرد انقلابي، تبادل بيوقفه مقادير فراوان اطلاعات نهفته است و يك شبكه يكپارچه از دادههاي ديجيتالي ايجاد ميكند كه به مقامات مديريت پسماند قدرت ميدهد تا هم تصميمگيري آگاهانه و بهينهسازي عمليات خود را انجام دهند و همچنين با توجه به اين امر زباله ميتواند به عنوان يك كالاي ارزشمند مورداستفاده قرار گيرد. مركز اشتراكگذاري دادهها در مديريت پسماندهاي مبتني بر اينترنت اشيا، استفاده هوشمندانه از فناوري شناسايي فركانس راديويي (RFID) است. اين برچسبهاي كوچك و ساده كه روي سطلها يا كيسههاي پسماند چسبانده شدهاند، قفل دنيايي از اطلاعات را بازميكنند. تگهاي RFID نقاط داده مهمي مانند ظرفيت سطل پسماند، نوع پسماند و مكان را به شبكه اينترنت اشياي هميشه متصل منتقل ميكنند. اما به اشتراكگذاري دادهها به همين جا ختم نميشود. سيستمهاي مديريت پسماند مجهز به اينترنت اشيا دامنه خود را فراتر از برچسبهاي RFID گسترش ميدهند و مجموعهاي از حسگرها و دستگاهها را در بر ميگيرند. سطلهاي هوشمند مجهز به فناوري پيشرفته ميتوانند به عنوان پايشگر لحظهاي ظروف جمعآوري پسماند تبديل شوند. اين ظروف هوشمند ميتوانند سطح پر شدن را كنترل كنند، بوها را تشخيص دهند و حتي مواد خطرناك را شناسايي كنند. اين سطلهاي هوشمند با جمعآوري مداوم دادهها در مورد وضعيت دورريزها، به ارزيابي جامع پسماند كمك ميكنند. الگوريتمهاي پيچيده و هوش مصنوعي سيل عظيم دادههاي ديجيتال را غربال و دادههاي ارزشمند را استخراج ميكنند و در نهايت بهينهسازي مسير را انجام ميدهند. توانايي رديابي انواع و مكانهاي توليد پسماند، ابتكارات هدفمند براي بازيافت و كاهش پسماند را تسهيل ميكند. علاوه بر اين، به اشتراكگذاري دادهها از طريق فناوري اينترنت اشيا يك اكوسيستم مشترك ايجاد ميكند كه در آن ذينفعان و ذيمدخلان از بخشهاي مختلف ميتوانند به كمك مديران شهري بپيوندند.
ابزار هوشمند به كمك مديريت پسماند ميآيند
ظهور سطلهاي هوشمند و يكپارچهسازي حسگرهاي پيشرفته، تحول مديريتي عظيمي را ايجاد كرده است. اين فناوريهاي پيشرفته، چشمانداز جمعآوري پسماند را تغيير ميدهند و عصر جديدي از كارايي، پايداري و تصميمگيري مبتني بر داده را آغاز ميكنند. در خط مقدم اقدامات سطلهاي هوشمند، توانايي آنها براي نظارت بر ميزان پر شدن مبتني است. دوران حدس و گمان و بررسي چشمي به منظور مشاهده پرشدگي سطلهاي جمعآوري پسماند سالهاست كه به سر آمده است. با ادغام سنسورهاي سطح پر شدن، اين سطلهاي هوشمند ميتوانند به دقت اندازهگيري كرده و دادههاي آني را بر اساس ظرفيت خود ارسال كنند. سطلهاي هوشمند مجهز به مجموعهاي از حسگرها هستند كه ميتوانند بوها، گازها و حتي مواد خطرناك را شناسايي كنند. سطلي را تصور كنيد كه نه تنها پسماندها را در خود جاي ميدهد، بلكه از سلامت عمومي و محيط زيست نيز محافظت ميكند. يكپارچهسازي حسگرها فراتر از خود سطلها گسترش مييابد، زيرا سيستمهاي مديريت پسماند دستگاههاي جمعآوري اطلاعات اضافي را در سراسر فرآيند جمعآوري پسماندها تركيب ميكنند. اين حسگرها را ميتوان در كاميونهاي پسماند جاسازي كرد كه امكان نظارت در زمان واقعي مكانهاي خودرو، مسيرهاي جمعآوري و كارايي عملياتي را فراهم ميكند. ادغام سطلهاي هوشمند و حسگرها، دادههاي زيادي را به ارمغان ميآورد كه مديريت پسماند را به يك روش مبتني بر داده تبديل ميكند.
مراكز داده
حسين نعمتالهي، عملكرد مركز دادهها را تشريح ميكند: مراكز داده، مراكز عصبي سيستمهاي مديريت پسماند، به عنوان مركزفرماندهي عمل ميكنند كه طور شبانهروزي كار ميكنند تا دادههاي خام را به اقدامات عملي- مديريتي تبديل كنند كه راه را براي مسير جمعآوري بهينه هموار ميكند. ابزارهاي تحليلي قدرتمند الگوها و روندهاي پيچيده پنهان در دادهها را آشكار كرده و اطلاعات ارزشمندي در مورد توليد پسماند، دفعات جمعآوري و الزامات دفع را آشكار ميسازد. با در دست داشتن اين ابزار، ميتوان تلاش براي بهينهسازي مسيرهاي جمعآوري را آغاز كرد. الگوريتمها كارآمدترين مسيرها را با در نظر گرفتن عواملي مانند سطوح سطل پسماند، تركيب پسماند و توزيع جغرافيايي محاسبه ميكنند. با تجزيه و تحليل دادههاي تاريخي، الگوهاي توليد پسماند را ميتوان شناسايي كرد كه اجازه ميدهد دورههاي اوج را پيشبيني كنند و منابع را بر اساس آن تخصيص دهند. همانطور كه مديريت پسماند در سراسر جهان از قدرت مراكز داده بهره ميبرد و بهينهسازي مسيرهاي جمعآوري به واقعيت تبديل ميشود، پيوند فناوري و تصميمگيري مبتني بر داده، يك سيستم مديريت پسماند را ايجاد ميكند كه نه تنها كارآمد، بلكه پايدار بوده و ازنظر زيستمحيطي مسووليتپذير است. علاوه بر اين، تجزيه و تحليل دادهها نقش مهمي در شناسايي فرصتهاي كاهش پسماند و بازيافت دارد. تجزيه و تحليل كارآمد دادهها كمك ميكند تا مناطقي را كه به آموزش عمومي و كمپينهاي آگاهيبخشي نياز است نيز شناسايي كنند. تجزيه و تحليل دادههاي كارآمد در مديريت پسماند تنها مربوط به كارايي عملياتي و صرفهجويي در هزينه نيست. همچنين پيامدهاي زيستمحيطي قابل توجهي دارد. اين كارشناس مديريت پسماند و مواد زايد از تاثيرات اقتصادي بهرهگيري از اينترنت اشيا در جمعآوري زباله ميگويد: يكي از مزاياي مالي اوليه اينترنت اشيا در مديريت هوشمند پسماند در بهينهسازي مسيرهاي جمعآوري نهفته است. اين رويكرد مبتني بر داده، تضمين ميكند كه كاميونهاي جمعآوري به مناطقي با بيشترين تقاضا هدايت ميشوند، توقفهاي غيرضروري را حذف كرده و مصرف سوخت را به حداقل ميرساند. علاوه بر اين، نظارت دقيق بر سطوح پر شدن از طريق فناوري اينترنت اشيا به جلوگيري از سفرهاي جمعآوري غير ضروري كمك ميكند. با شناسايي دورههاي اوج توليد پسماند يا مناطق خاص با انباشت پسماند بالا، ميتوان، منابع را به صورت استراتژيك تخصيص داد و استفاده از نيروي كار و تجهيزات را بهينه كرد. در پيگيري پايداري مالي، مديريت هوشمند پسماند مبتني بر اينترنت اشيا به عنوان يك كاتاليزور براي تغيير عمل ميكند. نعمتالهي در پاسخ به اين سوال كه آينده مديريت هوشمند پسماند را چگونه تصور ميكند، ميگويد
پاسخ به اين سوال شامل چند بخش است:
اتوماسيون و رباتيك: سيستمهاي جمعآوري خودكار مجهز به بازوهاي رباتيك بهطور موثر سطلها را خالي ميكنند و فشار فيزيكي بر كارگران را كاهش ميدهند و فرآيند جمعآوري پسماند را سادهتر ميكنند. رباتها در محيطهاي پيچيده حركت ميكنند، مواد قابل بازيافت را از پسماندهاي عمومي با سرعت و دقت بينظير دستهبندي و جدا ميكنند. اين انقلاب اتوماسيون كارايي را افزايش ميدهد، خطاها را به حداقل ميرساند و پردازش پسماند را تسريع ميبخشد و اجازه مديريت حجم بيشتري را ميدهد.
فناوريهاي مرتبسازي پيشرفته: اين فناوريها، استخراج كارآمد منابع ارزشمند از جريانهاي پسماند، به حداكثر رساندن نرخ بازيافت و به حداقل رساندن اتكا به مواد خام را ممكن ميسازد.
اقتصاد چرخشي و ابتكارات تبديل اتلاف به انرژي: بستن حلقه ابتكارات نوآورانه تبديل پسماند به انرژي با فناوريهاي پيشرفته تبديل پسماندهاي آلي به منابع انرژي تجديدپذير از طريق هضم بيهوازي، تبديل به گاز يا تجزيه در اثر حرارت، اهميت پيدا ميكند. اين فرآيندها نه تنها وابستگي به سوختهاي فسيلي را كاهش ميدهند، بلكه به توليد انرژي پاك نيز كمك ميكنند. سيستمهاي مديريت پسماند با پذيرش چرخش، به تعادل پايداري بين كاهش توليدپسماند، بازيابي منابع و توليد انرژي دست خواهند يافت.
فناوري بلاكچين: شفافيت و مسووليتپذيري
فناوري بلاكچين كه به دليل شفافيت و تغييرناپذيري شناخته شده است، جايگاه خود را در آينده مديريت پسماند پيدا خواهد كرد. با ايجاد يك ركورد غيرقابل تغيير از تراكنشهاي پسماند، از جمعآوري تا دفع، بلاكچين رديابي و پاسخگويي را تضمين ميكند.
مشاركت شهروندان و تغيير رفتار: از طريق پلتفرمهاي ديجيتال و برنامههاي كاربردي تلفن همراه، جوامع به دادههاي زمان واقعي در مورد برنامههاي جمعآوري پسماند، دستورالعملهاي بازيافت و منابع آموزشي دسترسي خواهند داشت. برنامههاي بازيسازي و پاداش به دفع مسوولانه پسماند و مشاركت فعال در طرحهاي بازيافت كمك ميكند. با توانمندسازي افراد و تقويت حس مسووليت جمعي، مديريت پسماند به يك تلاش مشترك تبديل ميشود كه باعث ايجاد تغييرات معنادار در سطح مردم ميشود.
تجزيه و تحليل دادهها و مدلسازي پيشبيني
الگوريتمهاي تجزيه و تحليل پيشرفته اين توانايي را فراهم ميسازد تا تصميمات آگاهانهاي در مورد تخصيص منابع، مسيرهاي جمعآوري و برنامهريزي زيرساخت اتخاذ كنند.
همكاري و اشتراك دانش: راهحلهاي جهاني
در آينده، مديريت پسماند يك تلاش مشترك و فراتر از مرزهاي جغرافيايي خواهد بود. شهرها، دولتها و سازمانها در اشتراك دانش، تبادل بهترين شيوهها و راهحلهاي نوآورانه براي مقابله با چالشهاي مديريت پسماند شركت خواهند كرد. همكاريهاي بينالمللي منجر به تحقيق و توسعه، تسهيلپذيرش فناوريهاي پيشرفته و تقويت چشمانداز جمعي براي آيندهاي پايدار خواهد شد.
تجربيات بينالمللي
در سطح بينالمللي، شهرها و كشورها از قدرت اينترنت اشيا در مديريت پسماند استقبال كردهاند و تجربيات موفقيتآميز قابل توجهي درحال ظهور هستند. از كلانشهرهاي شلوغ گرفته تا شهرهاي دورافتاده، تجربيات بينالمللي اينترنت اشيا در مديريت هوشمند پسماند نتايج درخشاني را در جهت كاهش هزينهها و نيز حفظ محيط زيست ارايه دادهاند.
سنگاپور
سنگاپور كه به دليل خيابانهاي تميز و نيز استفاده از تكنولوژيهاي به روز در مديريت شهري در سطح جهان شناخته شده است، به عنوان يك پيشرو جهاني در مديريت هوشمند پسماند ظاهر شده است.
بارسلونا
بارسلونا، اسپانيا به دليل رويكرد آيندهنگر خود در مديريت پسماند، در سالهاي اخير شهرت بينالمللي را به دست آورده است. اين شهر بااجراي يك سيستم جامع مديريت هوشمند پسماند كه شامل سطلهاي هوشمند، برچسبهاي RFID و تجزيه و تحليل دادهها است، از فناوري اينترنت اشيا استفاده كرده است.
توكيو، ژاپن
كلانشهر شلوغ توكيو، از قدرت اينترنت اشيا در تلاشهاي مديريت پسماند خود بهره برده است. با استقرار سطلهاي هوشمند و استفاده از تجزيه و تحليل دادهها، توكيو قادر به شناسايي الگوهاي توليد پسماند و بهينهسازي مسيرهاي جمعآوري بر اساس آن است.
كپنهاگ
كپنهاگ، دانمارك مدتهاست كه در خط مقدم اقدامات مبتني بر رويكرد توسعه پايدار قرار داشته است و شيوههاي مديريت پسماند آن نيز از اين قاعده مستثني نيست. كپنهاگ با ادغام فناوري اينترنت اشيا در مديريت پسماند، مسيرهاي جمعآوري را بهينه كرده، مصرف سوخت را كاهش داده و به نرخ بازيافت قابل توجهي دست يافته است.
سانفرانسيسكو
سانفرانسيسكو، ايالات متحده، پيشگامي در پذيرش فناوري اينترنت اشيا براي بهبود شيوههاي مديريت پسماند بوده است. اين شهر سيستمي از سطلهاي هوشمند مجهز به حسگرهايي را اجرا كرده است كه سطح پر شدن را كنترل ميكند. تجربه سانفرانسيسكو به عنوان الهامبخش شهرهاي ديگري است كه به دنبال استفاده از اينترنت اشيا براي مديريت هوشمندتر و پايدارتر پسماند هستند.
نتيجهگيري
ادغام فناوري اينترنت اشيا در مديريت هوشمند پسماند، عصر جديدي از كارايي، پايداري و نوآوري را آغاز ميكند. براي گذار از روشهاي سنتي جمعآوري پسماند تا مديريت هوشمند پسماندهاي شهري، تاثير اينترنت اشيا غيرقابل انكار است. از طريق استفاده از سطلهاي هوشمند، حسگرها، مراكز داده و تجزيه و تحليل پيشرفته در مديريت پسماند رويكرد جديدي ايجاد ميشود كه مسيرهاي جمعآوري را بهينه ميكنند و تخصيص منابع را بهبود ميبخشند. اثرات زيستمحيطي اينترنت اشيا در مديريت هوشمند پسماند قابل توجه است كه با به حداقل رساندن ترددهاي غيرضروري جمعآوري، كاهش مصرف سوخت و ترويج بازيافت، سيستمهاي مديريت پسماند ميتوانند به محيطي پاكتر و پايدارتر كمك كنند. تغيير به سمت يك اقتصاد چرخشي كه توسط فناوريهاي مجهز به اينترنت اشيا تقويت ميشود، تضمين ميكند كه پسماند به جاي يك بار زيستمحيطي سنگين، منبعي ارزشمند تلقي شود كه باعث ارتقاي بازيابي منابع و كاهش اتكا به مصرف مواد خام ميشود. علاوه بر اين، مزاياي مالي استفاده از اينترنت اشيا در مديريت هوشمند پسماند قابل توجه است. تجارب بينالمللي اينترنت اشيا در مديريت هوشمند پسماند به عنوان نقاط درخشان استفاده از اين فناوري عمل ميكند و پتانسيل تحولآفرين دستگاههاي متصل به هم و تصميمگيري مبتني بر داده را نشان ميدهد.