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JP2022161090A - Waste information prediction device, combustion control device of incinerator, waste information prediction method, learning method for waste information prediction model, and waste information predication model program - Google Patents

Waste information prediction device, combustion control device of incinerator, waste information prediction method, learning method for waste information prediction model, and waste information predication model program Download PDF

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JP2022161090A
JP2022161090A JP2021065637A JP2021065637A JP2022161090A JP 2022161090 A JP2022161090 A JP 2022161090A JP 2021065637 A JP2021065637 A JP 2021065637A JP 2021065637 A JP2021065637 A JP 2021065637A JP 2022161090 A JP2022161090 A JP 2022161090A
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waste
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incinerator
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啓二 戸村
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Abstract

To provide a waste information prediction device capable of accurately predicting information on wastes in an incinerator, a combustion control device of an incinerator, a waste information prediction method, a learning method for a waste information prediction model, and a waste information prediction model program.SOLUTION: A waste information prediction device comprises: an input unit capable of inputting captured image information of waste captured outside; feature amount calculation means of dividing the captured image information of the waste input from the input unit into a plurality of blocks, tracking at least one of the plurality of divided blocks for a predetermined time, and calculating a feature amount of the tracked block; a storage unit that stores a relational model that associates the feature amount of the waste with information on the waste; and control means. The control means calculates the feature amount of the waste by the feature amount calculation means based on the captured image information obtained by capturing the waste in an incinerator, which is input from the input unit; and predicts the information on the waste based on the relational model stored in the storage unit.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、廃棄物情報予測装置、焼却炉の燃焼制御装置、廃棄物情報予測方法、廃棄物情報予測モデルの学習方法および廃棄物情報予測モデルプログラムに関する。 The present invention relates to a waste information prediction device, an incinerator combustion control device, a waste information prediction method, a waste information prediction model learning method, and a waste information prediction model program.

焼却炉等の廃棄物処理プラントでは、投入される廃棄物の情報(例えばカロリー等)を予め把握しておくことが、炉内で廃棄物を安定燃焼させるために非常に有効である。 In a waste treatment plant such as an incinerator, it is very effective to grasp information (for example, calorie, etc.) of waste to be fed in advance in order to stably burn the waste in the furnace.

廃棄物に関する情報を予測する技術として、例えば特許文献1には、オプティカルフローを用いて、廃棄物の燃焼状態を撮像した時系列画像の対応付けを行い、廃棄物に関する情報を予測する予測モデルの学習を行う技術が開示されている。また、特許文献2には、乾燥帯寄りの廃棄物の燃焼温度分布を示し、かつ3~4μm帯の波長だけが記録された二次元画像に基づいて、乾燥帯上の廃棄物の燃え出し点を検出する技術が開示されている。 As a technology for predicting information about waste, for example, Patent Document 1 describes a prediction model that predicts information about waste by correlating time-series images obtained by imaging the combustion state of waste using optical flow. Techniques for learning are disclosed. In addition, in Patent Document 2, based on a two-dimensional image showing the combustion temperature distribution of the waste near the dry zone and recording only the wavelength in the 3 to 4 μm band, the burning point of the waste on the dry zone A technique for detecting is disclosed.

特開2020-119407号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-119407 特開平8-49830号公報JP-A-8-49830 特開平6-174219号公報JP-A-6-174219

しかしながら、特許文献1,2で開示された技術では、焼却炉内の廃棄物の状態と相関のある特徴量を抽出していないため、廃棄物に関する情報を精度よく予測することは困難であった。また、そのような精度の低い特徴量を用いたとしても、焼却炉等の廃棄物処理プラントを効率よく制御することはできなかった。 However, the technologies disclosed in Patent Documents 1 and 2 do not extract feature values that are correlated with the state of the waste in the incinerator, so it is difficult to accurately predict information about the waste. . Moreover, even if such low-accuracy feature values are used, it is not possible to efficiently control a waste treatment plant such as an incinerator.

また、特許文献3では、ごみが燃焼帯に搬送される前にごみの厚み方向断面の温度分布に基づいてごみの含水量を推定する技術が開示されている。しかし、特許文献3では、厚み方向断面の温度分布を把握する必要があり、ごみの比較的広い領域の温度情報が必要となる。そのため、温度分布把握に時間が掛かり、ごみが落下する前の炉内滞留時間に前記温度分布が左右されるため、ごみ質把握の点でもあまり精度が高くない。 Further, Patent Document 3 discloses a technique of estimating the water content of waste based on the temperature distribution of the cross section in the thickness direction of the waste before the waste is transported to the combustion zone. However, in Patent Document 3, it is necessary to grasp the temperature distribution of the cross section in the thickness direction, and temperature information of a relatively wide area of the dust is required. Therefore, it takes time to grasp the temperature distribution, and since the temperature distribution depends on the retention time in the furnace before the dust falls, the accuracy of grasping the dust quality is not very high.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、焼却炉内の廃棄物に関する情報を精度よく予測することができる廃棄物情報予測装置、焼却炉の燃焼制御装置、廃棄物情報予測方法、廃棄物情報予測モデルの学習方法および廃棄物情報予測モデルプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and includes a waste information prediction device, an incinerator combustion control device, a waste information prediction method, and a waste information prediction device capable of accurately predicting information on waste in an incinerator. An object of the present invention is to provide a waste information prediction model learning method and a waste information prediction model program.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る廃棄物情報予測装置は、焼却炉内の廃棄物に関する情報を予測する廃棄物情報予測装置であって、外部で撮影された前記廃棄物の撮影画像情報を入力可能な入力部と、前記入力部から入力される前記廃棄物の前記撮影画像情報を複数のブロックに分割し、分割された前記複数のブロックの少なくとも一つを所定時間追跡して当該追跡ブロックの特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記廃棄物の特徴量と前記廃棄物に関する情報とを対応付けた関係モデルを記憶した記憶部と、制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記入力部から入力される、前記焼却炉内の前記廃棄物を撮影して得た撮影画像情報から、前記特徴量算出手段により前記廃棄物の特徴量を算出し、前記記憶部に記憶される前記関係モデルに基づき前記廃棄物に関する情報を予測することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a waste information prediction device according to the present invention is a waste information prediction device for predicting information about waste in an incinerator, and an input unit capable of inputting photographic image information of the waste; dividing the photographic image information of the waste input from the input unit into a plurality of blocks; feature quantity calculation means for tracking for a predetermined period of time and calculating the feature quantity of the traced block; a storage unit storing a relationship model that associates the feature quantity of the waste with the information on the waste; a control means; and the control means calculates the feature amount of the waste by the feature amount calculation means from the photographed image information obtained by photographing the waste in the incinerator, which is input from the input unit. and predicting the information on the waste based on the relationship model stored in the storage unit.

また、本発明に係る廃棄物情報予測装置は、上記発明において、前記特徴量は、前記廃棄物の温度変化量、前記廃棄物の移動量、前記撮影画像情報に設定される前記廃棄物の分割された複数のブロックの総数のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする。 Further, in the waste information prediction apparatus according to the present invention, in the above invention, the feature amount is a temperature change amount of the waste, a movement amount of the waste, and a division of the waste set in the captured image information. at least one of the total number of a plurality of blocks formed.

また、本発明に係る廃棄物情報予測装置は、上記発明において、前記廃棄物に関する情報は、前記廃棄物の燃焼時に発生するカロリー、前記廃棄物の燃焼時に前記焼却炉のボイラから発生する水蒸気量のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする。 Further, in the waste information prediction device according to the present invention, in the above invention, the information on the waste includes the calorie generated when the waste is burned, the amount of steam generated from the boiler of the incinerator when the waste is burned. characterized by including at least one of

また、本発明に係る廃棄物情報予測装置は、上記発明において、前記制御手段で予測された前記廃棄物に関する情報を出力する出力部を有することを特徴とする。 Further, the waste information prediction device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, it has an output unit for outputting the information related to the waste predicted by the control means.

また、本発明に係る廃棄物情報予測装置は、上記発明において、前記入力部から入力される前記廃棄物の撮影画像情報は、前記焼却炉の火格子に供給される前の供給前廃棄物を撮影して得られる撮影画像情報であることを特徴とする。 Further, in the waste information prediction device according to the present invention, in the above invention, the photographed image information of the waste input from the input unit is pre-supply waste before being supplied to the grate of the incinerator. It is characterized by being photographed image information obtained by photographing.

また、本発明に係る廃棄物情報予測装置は、上記発明において、前記記憶部に記憶される関係モデルは、過去の廃棄物の特徴量と、前記過去の廃棄物に関する情報との関係から学習して得られた学習済廃棄物情報予測モデルであることを特徴とする。 Further, in the waste information prediction device according to the present invention, in the above invention, the relationship model stored in the storage unit learns from the relationship between the feature amount of past waste and the information on the past waste. It is characterized by being a learned waste information prediction model obtained by

また、本発明に係る廃棄物情報予測装置は、上記発明において、前記記憶部に記憶される関係モデルは、過去の廃棄物の特徴量を入力値とし、前記過去の廃棄物に関する情報を出力値とするルックアップテーブルまたは所定の関数であることを特徴とする。 Further, in the waste information prediction device according to the present invention, in the above invention, the relationship model stored in the storage unit uses the characteristic amount of past waste as an input value and the information on the past waste as an output value. It is characterized by being a lookup table or a predetermined function.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る焼却炉の燃焼制御装置は、廃棄物を燃焼させる焼却炉を制御する燃焼制御部を備える燃焼制御装置であって、前記燃焼制御部は、上記の廃棄物情報予測装置から出力された廃棄物に関する情報に基づいて、前記焼却炉における燃焼を制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a combustion control device for an incinerator according to the present invention is a combustion control device comprising a combustion control unit for controlling an incinerator for burning waste, the combustion control device comprising: The control unit is characterized by controlling combustion in the incinerator based on the information about the waste output from the waste information prediction device.

また、本発明に係る焼却炉の燃焼制御装置は、上記発明において、前記焼却炉は、前記廃棄物を移動させる火格子と、前記火格子上に前記廃棄物を供給する廃棄物供給装置と、前記焼却炉内に空気を送風する送風機と、を備え、前記燃焼制御部は、前記廃棄物に関する情報に基づいて、前記火格子上における前記廃棄物の移動速度、前記廃棄物供給装置による前記廃棄物の供給速度、前記送風機による空気の送風量、前記送風機による空気の温度のうち、少なくとも一つを制御することを特徴とする。 Further, in the incinerator combustion control device according to the present invention, in the above invention, the incinerator includes a fire grate for moving the waste, a waste supply device for supplying the waste onto the fire grate, a blower for blowing air into the incinerator, wherein the combustion control unit controls the movement speed of the waste on the fire grate, the disposal by the waste supply device, and At least one of the article supply speed, the amount of air blown by the blower, and the temperature of the air by the blower is controlled.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る廃棄物情報予測方法は、焼却炉内の廃棄物に関する情報を予測する廃棄物情報予測方法であって、焼却炉内に投入される廃棄物の撮影画像情報を取得する画像取得工程と、前記画像取得工程で取得された前記廃棄物の撮影画像情報を複数のブロックに分割し、分割された前記複数のブロックの少なくとも一つを追跡して当該追跡ブロックの特徴量を算出する特徴量算出工程と、前記特徴量算出工程で算出された前記廃棄物の特徴量から、前記廃棄物に関する情報を予測する廃棄物情報予測工程と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a waste information prediction method according to the present invention is a waste information prediction method for predicting information about waste in an incinerator, an image acquisition step of acquiring photographed image information of the waste to be processed; and dividing the photographed image information of the waste acquired in the image acquisition step into a plurality of blocks, and at least one of the plurality of divided blocks and a waste information prediction step of predicting information about the waste from the feature amount of the waste calculated in the feature amount calculation step. , is characterized by having

また、本発明に係る廃棄物情報予測方法は、上記発明において、前記廃棄物情報予測工程は、前記廃棄物の特徴量と前記廃棄物に関する情報とを予め対応付けた関係モデルを用いて予測することを特徴とする。 Further, in the waste information prediction method according to the present invention, in the above invention, the waste information prediction step predicts using a relationship model in which the characteristic amount of the waste and the information about the waste are associated in advance. It is characterized by

また、本発明に係る廃棄物情報予測方法は、上記発明において、前記関係モデルは、過去の廃棄物の特徴量と、前記過去の廃棄物に関する情報との関係から学習して得られた学習済廃棄物情報予測モデルであることを特徴とする。 Further, in the waste information prediction method according to the present invention, in the above invention, the relationship model is a learned model obtained by learning from the relationship between the feature amount of the past waste and the information about the past waste. It is characterized by being a waste information prediction model.

また、本発明に係る廃棄物情報予測方法は、上記発明において、前記関係モデルは、過去の廃棄物の特徴量を入力値とし、前記過去の廃棄物に関する情報を出力値とするルックアップテーブルまたは所定の関数であることを特徴とする。 Further, in the waste information prediction method according to the present invention, in the above invention, the relationship model is a lookup table or a It is characterized by being a predetermined function.

また、本発明に係る廃棄物情報予測方法は、上記発明において、前記画像取得工程で取得される前記廃棄物の撮影画像情報は、前記焼却炉の火格子に供給される前の供給前廃棄物を撮影して得られる撮影画像情報であることを特徴とする。 Further, in the waste information prediction method according to the present invention, in the above invention, the photographed image information of the waste acquired in the image acquisition step is the pre-supply waste before being supplied to the grate of the incinerator. is image information obtained by photographing the .

また、本発明に係る廃棄物情報予測方法は、上記発明において、前記廃棄物情報予測工程で予測された廃棄物情報に基づいて、前記焼却炉の燃焼を制御する燃焼制御工程を更に有することを特徴とする。 Further, the waste information prediction method according to the present invention further comprises a combustion control step of controlling combustion of the incinerator based on the waste information predicted in the waste information prediction step. Characterized by

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る廃棄物情報予測モデルの学習方法は、焼却炉内の廃棄物に関する情報を予測する廃棄物情報予測モデルの学習方法であって、廃棄物を焼却する焼却炉内の廃棄物の撮影画像情報を複数のブロックに分割し、分割された前記複数のブロックの少なくとも一つを追跡し、当該追跡ブロックから算出した特徴量を入力値とし、前記廃棄物に関する情報を出力値として、過去の前記特徴量とそれに対する過去の前記廃棄物に関する情報との関係を、前記廃棄物情報予測モデルに学習させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a waste information prediction model learning method according to the present invention is a waste information prediction model learning method for predicting information about waste in an incinerator. , dividing photographed image information of waste in an incinerator for incinerating waste into a plurality of blocks, tracking at least one of the plurality of divided blocks, and inputting a feature value calculated from the tracking block and making the waste information prediction model learn the relationship between the past feature amount and the past information on the waste, using the information on the waste as an output value.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る廃棄物情報予測モデルプログラムは、記録媒体に記録可能な、焼却炉内の廃棄物に関する情報を予測する廃棄物情報予測モデルプログラムであって、前記廃棄物を撮影した撮影画像情報に設定された複数のブロックを追跡した追跡ブロックから算出した特徴量が入力された際に、前記廃棄物に関する情報を出力するように学習されたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a waste information prediction model program according to the present invention is a waste information prediction model program that can be recorded on a recording medium and predicts information about waste in an incinerator. and learned to output information about the waste when a feature amount calculated from a tracking block that tracks a plurality of blocks set in the captured image information of the waste is input. It is characterized by

本発明に係る廃棄物情報予測装置、焼却炉の燃焼制御装置、廃棄物情報予測方法、廃棄物情報予測モデルの学習方法および廃棄物情報予測モデルプログラムによれば、焼却炉内の廃棄物の動きを予め設定した複数のブロックごとに追跡し、各ブロックの特徴量を予測モデルに学習させることにより、焼却炉内の廃棄物に関する情報を精度よく予測することができ、予測した廃棄物情報に基づいて、焼却炉等の廃棄物処理プラントを効率よく制御することが可能となる。 According to the waste information prediction device, the incinerator combustion control device, the waste information prediction method, the waste information prediction model learning method, and the waste information prediction model program according to the present invention, the movement of the waste in the incinerator is tracked for each of a number of preset blocks, and the prediction model learns the feature values of each block. This makes it possible to efficiently control a waste treatment plant such as an incinerator.

図1は、本発明の実施形態に係る廃棄物情報予測装置を適用した焼却炉の全体構成を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of an incinerator to which a waste information prediction device according to an embodiment of the present invention is applied. 図2は、本発明の実施形態に係る焼却炉において、廃棄物、廃棄物の火格子上への供給部分および撮像部を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing waste, a portion for feeding waste onto a fire grate, and an imaging unit in the incinerator according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態に係る焼却炉において、撮像部の視野を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing the field of view of the imaging section in the incinerator according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施形態に係る焼却炉の燃焼制御装置および廃棄物情報予測装置の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an incinerator combustion control device and a waste information prediction device according to an embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施形態に係る焼却炉において、撮像部によって撮像された撮影画像情報の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of captured image information captured by the imaging unit in the incinerator according to the embodiment of the present invention. 図6は、撮影画像情報の各領域の平均温度の推移と、各領域の平均温度の合計の推移と、撮影画像情報に係る供給前廃棄物のカロリーの推移とをまとめたグラフである。FIG. 6 is a graph summarizing changes in the average temperature of each area of the captured image information, changes in the total average temperature in each area, and changes in the calorie of the pre-supply waste related to the captured image information. 図7は、本発明の実施形態に係る焼却炉において、撮像部によって撮像された実際の撮影画像情報に、ブロックマッチング法によるオプティカルフローを適用した一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example in which an optical flow based on a block matching method is applied to actual photographed image information photographed by an imaging unit in the incinerator according to the embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施形態に係る焼却炉において、撮像部によって撮像された実際の撮影画像情報に、ブロックマッチング法によるオプティカルフローを適用した一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example in which an optical flow by a block matching method is applied to actual captured image information captured by the imaging unit in the incinerator according to the embodiment of the present invention. 図9は、本発明の実施形態に係る焼却炉において、撮像部によって撮像された実際の撮影画像情報に、ブロックマッチング法によるオプティカルフローを適用した一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example in which an optical flow based on a block matching method is applied to actual photographed image information photographed by the imaging unit in the incinerator according to the embodiment of the present invention. 図10は、本発明の実施形態に係る廃棄物情報予測装置において、ブロックあたりの平均温度上昇量を特徴量として算出する方法を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a method of calculating an average temperature rise amount per block as a feature amount in the waste information prediction device according to the embodiment of the present invention. 図11は、本発明の実施形態に係る廃棄物情報予測装置において、ブロックごとの廃棄物の移動量を特徴量として算出する方法を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining a method of calculating the movement amount of waste for each block as a feature amount in the waste information prediction device according to the embodiment of the present invention. 図12は、本発明の実施形態に係る廃棄物情報予測モデルの学習方法の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flow chart showing the processing procedure of the waste information prediction model learning method according to the embodiment of the present invention. 図13は、本発明の実施形態に係る廃棄物情報予測方法の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flow chart showing the processing procedure of the waste information prediction method according to the embodiment of the present invention.

本発明の実施形態に係る廃棄物情報予測装置、焼却炉の燃焼制御装置、廃棄物情報予測方法、廃棄物情報予測モデルの学習方法および廃棄物情報予測モデルプログラムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態で参照する図面では、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は、以下の実施形態によって限定されるものではない。 A waste information prediction device, an incinerator combustion control device, a waste information prediction method, a waste information prediction model learning method, and a waste information prediction model program according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. . In addition, in the drawings referred to in the following embodiments, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts. Moreover, the present invention is not limited by the following embodiments.

ここで、例えば火格子(ストーカ)式の焼却炉等を効率よく制御するためには、焼却炉で燃焼される廃棄物に関する情報(以下、「廃棄物情報」という)を把握することが重要である。そこで、本発明者は、焼却炉内の廃棄物の動きを予め設定した複数のブロックごとに追跡し、各ブロックの特徴量を予測モデルに学習させ、当該予測モデルを用いて、廃棄物情報を予測(推定)する。以下で説明する実施形態は、以上の本発明者の鋭意検討に基づいて案出されたものである。 Here, for example, in order to efficiently control a grate (stoker) type incinerator, etc., it is important to grasp information on the waste that is burned in the incinerator (hereinafter referred to as "waste information"). be. Therefore, the present inventor tracks the movement of waste in an incinerator for each of a plurality of preset blocks, makes a prediction model learn the feature values of each block, and uses the prediction model to obtain waste information. Predict (estimate). The embodiments described below have been devised based on the above earnest studies of the inventors.

(焼却炉)
本発明の実施形態に係る廃棄物情報予測装置が適用される焼却炉について、図1を参照しながら説明する。焼却炉は、例えば火格子式の焼却炉であり、廃棄物を用いて発電を行うプラント等に設けられる。焼却炉は、廃棄物の燃焼が行われる炉1と、廃棄物を投入する廃棄物投入口2と、廃棄物供給装置3と、火格子4と、灰落下口5と、炉1内に空気を送風する送風機(燃焼用空気ブロア6、二次空気ブロア11)と、炉出口7と、煙突8と、熱交換器9aおよび蒸気ドラム9bを備えるボイラ9と、二次空気吹き込み口10と、を備えている。
(Incinerator)
An incinerator to which a waste information prediction device according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG. The incinerator is, for example, a grate-type incinerator, and is installed in a plant or the like that generates power using waste. The incinerator comprises a furnace 1 in which waste is burned, a waste inlet 2 for introducing waste, a waste supply device 3, a grate 4, an ash drop port 5, and air in the furnace 1. A blower (combustion air blower 6, secondary air blower 11) for blowing, a furnace outlet 7, a chimney 8, a boiler 9 equipped with a heat exchanger 9a and a steam drum 9b, a secondary air inlet 10, It has

燃焼用空気ブロア6の直近には、燃焼用空気ダンパ14が設けられている。また、火格子4の下の風箱には、火格子下燃焼用空気ダンパ14a,14b,14c,14dが設けられている。また、二次空気ブロア11の直近には、二次空気ダンパ15が設けられている。また、炉1内には、炉1の高さ方向に沿った上側の位置に中間天井16が設けられている。 A combustion air damper 14 is provided in the immediate vicinity of the combustion air blower 6 . In addition, air dampers 14a, 14b, 14c, and 14d for under-grate combustion are provided in the wind box under the grate 4. As shown in FIG. A secondary air damper 15 is provided in the immediate vicinity of the secondary air blower 11 . An intermediate ceiling 16 is provided in the furnace 1 at an upper position along the height direction of the furnace 1 .

また、炉1内には、燃焼室ガス温度計17と、主煙道ガス温度計18と、炉出口下部ガス温度計19と、炉出口中部ガス温度計20と、炉出口ガス温度計21とが設けられている。また、ボイラ9には、ボイラ出口酸素濃度計22および蒸気流量計25が設けられている。また、煙突8の入口には、ガス濃度計23が設けられている。また、ボイラ9の出口と煙突8とを接続する配管には、排ガス流量計24が設けられている。これらの計器によって計測された計測値は、燃焼プロセス測定値として燃焼制御装置30に送信され、記憶部32(図4参照)に記憶される。 Further, in the furnace 1, there are a combustion chamber gas thermometer 17, a main flue gas thermometer 18, a furnace outlet lower gas thermometer 19, a furnace outlet central gas thermometer 20, and a furnace outlet gas thermometer 21. is provided. The boiler 9 is also provided with a boiler outlet oxygen concentration meter 22 and a steam flow meter 25 . A gas concentration meter 23 is provided at the entrance of the chimney 8 . Further, an exhaust gas flow meter 24 is provided on the pipe connecting the outlet of the boiler 9 and the chimney 8 . The measured values measured by these instruments are transmitted to the combustion control device 30 as combustion process measured values and stored in the storage unit 32 (see FIG. 4).

炉1における廃棄物の搬送方向の下流側には、撮像部26が設けられている。撮像部26は、例えば赤外線カメラから構成される火炎透過カメラ、および撮像した画像データを処理する画像処理部を有して構成される。 An imaging unit 26 is provided downstream of the furnace 1 in the direction in which the waste is transported. The imaging unit 26 includes a flame transmission camera, for example, an infrared camera, and an image processing unit that processes captured image data.

撮像部26の設置状態について、図2を参照しながら説明する。撮像部26は、同図に示すように、炉1外であって、炉壁1aに設けられた監視窓に近接して配設されている。なお、撮像部26は、例えば水冷構造を付加して、炉1内に配設されてもよい。廃棄物50は、段差壁13の部分で廃棄物供給部12から火格子4上に落下する。火格子4上に落下した廃棄物50は、火格子4の前後移動に伴う往復運動によって攪拌されつつ、撮像部26側である前方に移動される。 An installation state of the imaging unit 26 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the imaging unit 26 is arranged outside the furnace 1 and close to a monitoring window provided on the furnace wall 1a. In addition, the imaging unit 26 may be arranged in the furnace 1 by adding a water cooling structure, for example. Waste 50 falls from the waste supply 12 onto the grate 4 at the step wall 13 . The waste 50 that has fallen onto the fire grate 4 is stirred by the reciprocating motion that accompanies the back-and-forth movement of the fire grate 4, and is moved forward, which is toward the imaging unit 26 side.

撮像部26は、火格子4上の廃棄物50(以下、「火格子上廃棄物52」という)のサーモグラフィ情報を撮影画像情報(熱画像情報)として取得する。ここで、廃棄物50から放射される赤外線の波長と、空間における高温ガスおよび火炎から放射される赤外線の波長とは異なる。そのため、撮像部26においては、測定する赤外線波長を適切に選定することにより、測定視野内に火炎が存在していても、火格子上廃棄物52の層の温度分布に対応する撮影画像情報を得ることができる。また、撮像部26は、炉長方向の測定範囲を設定することにより、燃焼領域より上流側位置(火炎より上流側)での火格子上廃棄物52の層の撮影画像情報を得ることができる。撮影画像情報は、火炎を透過した状態の映像データ、すなわち複数の画像データとして扱うことができる。 The imaging unit 26 acquires thermography information of the waste 50 on the grate 4 (hereinafter referred to as “waste on the grate 52”) as captured image information (thermal image information). Here, the wavelength of infrared rays emitted from waste 50 is different from the wavelength of infrared rays emitted from hot gases and flames in space. Therefore, in the image capturing unit 26, by appropriately selecting the infrared wavelength to be measured, captured image information corresponding to the temperature distribution of the layer of the waste on the grate 52 can be obtained even if a flame exists within the measurement field of view. Obtainable. In addition, by setting the measurement range in the furnace length direction, the imaging unit 26 can obtain photographed image information of the layer of the waste on the grate 52 at a position upstream of the combustion area (upstream of the flame). . The photographed image information can be treated as image data in a state through which flames are transmitted, that is, as a plurality of image data.

換言すると、撮像部26は、廃棄物供給部12から送り出される廃棄物50(以下、「供給前廃棄物51」という)と、廃棄物50が落下する段差を有する段差壁13と、火格子上廃棄物52と、火格子4の上面とを、火炎を透過した状態で撮像可能である。なお、焼却炉では、火格子上廃棄物52の燃焼状態、すなわち火炎自体を撮像する燃焼画像撮像部を更に設けてもよい。撮像部26が撮像した火炎を透過した状態で撮像した撮影画像情報は、即時または所定の時間間隔で、廃棄物情報予測装置40に送信される。なお、撮像部26が撮像した撮影画像情報を、燃焼制御装置30の記憶部32に記憶させた後に、燃焼制御装置30から廃棄物情報予測装置40に送信してもよい。 In other words, the imaging unit 26 captures the waste 50 sent out from the waste supply unit 12 (hereinafter referred to as "pre-supply waste 51"), the stepped wall 13 having a step on which the waste 50 falls, and the grate. The waste 52 and the upper surface of the grate 4 can be imaged in flame transmission. In addition, in the incinerator, a combustion image capturing unit that captures the combustion state of the grate waste 52, that is, the flame itself, may be further provided. The captured image information captured by the imaging unit 26 in a state in which the flame is captured is transmitted to the waste information prediction device 40 immediately or at predetermined time intervals. It should be noted that the captured image information captured by the imaging unit 26 may be stored in the storage unit 32 of the combustion control device 30 and then transmitted from the combustion control device 30 to the waste information prediction device 40 .

撮像部26は、例えば廃棄物供給部12および段差壁13に対して略正対する位置に設置される。なお、撮像部26の設置は、廃棄物供給部12および段差壁13に対して略正対する位置に限定されない。 The imaging unit 26 is installed at a position substantially facing the waste supply unit 12 and the stepped wall 13, for example. Note that the installation of the imaging unit 26 is not limited to a position substantially facing the waste supply unit 12 and the stepped wall 13 .

撮像部26の視野の一例について、図3を参照しながら説明する。同図に示すように、撮像部26は、例えば炉1の上下方向および炉幅方向(左右方向)に拡がる測定視野を有している。撮像部26の視野は、廃棄物供給部12、段差壁13、火格子4および左右の炉壁1aである。また、撮像部26の視野に含まれる炉壁1aは、廃棄物50の左右方向の外側への移動、すなわち拡がりを規制する。なお、撮像部26は、廃棄物供給部12まで搬送された廃棄物50を撮像できるように構成することが好ましい。これにより、段差壁13の位置で落下する廃棄物50を撮像することができる。 An example of the field of view of the imaging section 26 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the imaging unit 26 has a measurement field of view extending, for example, in the vertical direction of the furnace 1 and in the furnace width direction (horizontal direction). The visual field of the imaging unit 26 is the waste supply unit 12, the stepped wall 13, the fire grate 4, and the left and right furnace walls 1a. In addition, the furnace wall 1a included in the field of view of the imaging unit 26 restricts the outward movement of the waste 50 in the left-right direction, that is, the spread. In addition, it is preferable that the imaging unit 26 be configured so as to be able to capture an image of the waste 50 transported to the waste supply unit 12 . Thereby, the image of the waste 50 falling at the position of the stepped wall 13 can be captured.

燃焼制御装置30および廃棄物情報予測装置40の構成について、図4を参照しながら説明する。燃焼制御装置30と廃棄物情報予測装置40とは、例えば専用線、インターネット等の公衆通信網(例えばLAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)および携帯電話等の電話通信網、公衆回線、VPN(Virtual Private Network))等の一または複数の組み合わせからなるネットワーク(図示せず)を介して、接続されている。 The configurations of the combustion control device 30 and the waste information prediction device 40 will be described with reference to FIG. The combustion control device 30 and the waste information prediction device 40 are connected to, for example, a dedicated line, a public communication network such as the Internet (for example, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), a telephone communication network such as a mobile phone, a public line). , VPN (Virtual Private Network), etc. are connected via a network (not shown) consisting of a combination of one or more.

燃焼制御装置30および廃棄物情報予測装置40は、図4に示すようにそれぞれ別々に構成されてもよく、あるいは一体で構成されてもよい。また、燃焼制御装置30および廃棄物情報予測装置40は、焼却炉と同じ施設内に設置されてもよく、あるいは焼却炉と別の施設内に設置されてもよい。燃焼制御装置30および廃棄物情報予測装置40がそれぞれ別の施設内に設置される場合、上述したネットワークを介して各種情報や各種データの通信が行われる。 The combustion control device 30 and the waste information prediction device 40 may be configured separately as shown in FIG. 4, or may be configured integrally. Also, the combustion control device 30 and the waste information prediction device 40 may be installed in the same facility as the incinerator, or may be installed in a separate facility from the incinerator. When the combustion control device 30 and the waste information prediction device 40 are installed in different facilities, communication of various information and various data is performed via the network described above.

燃焼制御装置30は、制御部31と、記憶部32と、操作量調整部33と、を備えている。制御部31および操作量調整部33は、焼却炉を制御する燃焼制御部として機能する。制御部31および操作量調整部33は、具体的には、ハードウェアを有するCPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等のプロセッサと、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の主記憶部(いずれも図示せず)と、を備えている。 The combustion control device 30 includes a control section 31 , a storage section 32 and an operation amount adjustment section 33 . The control unit 31 and the operation amount adjustment unit 33 function as a combustion control unit that controls the incinerator. Specifically, the control unit 31 and the operation amount adjustment unit 33 include processors such as a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and an FPGA (Field-Programmable Gate Array) having hardware, and a RAM (Random and a main storage unit such as an Access Memory) and a ROM (Read Only Memory) (none of which are shown).

記憶部32は、RAM等の揮発性メモリ、ROM等の不揮発性メモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、ハードディスクドライブ(HDD、Hard Disk Drive)、リムーバブルメディア等の記憶媒体により構成される。なお、リムーバブルメディアとしては、例えばUSB(Universal Serial Bus)メモリ、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)等のディスク記録媒体が挙げられる。また、外部から装着可能なメモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて、記憶部32を構成してもよい。 The storage unit 32 includes storage media such as volatile memory such as RAM, nonvolatile memory such as ROM, EPROM (Erasable Programmable ROM), hard disk drive (HDD), and removable media. Examples of removable media include disk recording media such as USB (Universal Serial Bus) memories, CDs (Compact Discs), DVDs (Digital Versatile Discs), and BDs (Blu-ray (registered trademark) Discs). Alternatively, the storage unit 32 may be configured using a computer-readable recording medium such as a memory card that can be attached from the outside.

記憶部32には、燃焼制御装置30の動作を実行するためのオペレーティングシステム(Operating System:OS)、各種プログラム、各種テーブル、各種データベース等が記憶可能である。ここで、各種プログラムには、本実施形態による学習モデルや学習済みモデル等のモデルに基づいた処理を実現する、情報処理プログラムも含まれる。これらの各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、CD-ROM、DVD-ROM、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。 The storage unit 32 can store an operating system (OS) for executing the operation of the combustion control device 30, various programs, various tables, various databases, and the like. Here, the various programs include an information processing program that realizes processing based on a model such as a learning model or a trained model according to this embodiment. These various programs can be recorded on computer-readable recording media such as hard disks, flash memories, CD-ROMs, DVD-ROMs, flexible disks, etc., and can be widely distributed.

燃焼制御装置30は、廃棄物情報予測装置40から出力された廃棄物情報に基づいて、それぞれの操作端の操作量として、焼却炉における廃棄物50の燃焼を制御する燃焼制御工程を行う。燃焼制御装置30は、具体的には、廃棄物情報に基づいて、火格子4上における廃棄物50の移動速度(「火格子送り速度」ともいう)、廃棄物供給装置3による廃棄物50の供給速度(「廃棄物供給装置送り速度」ともいう)、燃焼用空気ブロア6による燃焼用空気の送風量および温度、二次空気ブロア11による二次空気の送風量および温度のうち、少なくとも一つを制御する。 The combustion control device 30 performs a combustion control process for controlling the combustion of the waste 50 in the incinerator based on the waste information output from the waste information prediction device 40 as the manipulated variable of each operation terminal. Specifically, based on the waste information, the combustion control device 30 controls the movement speed of the waste 50 on the grate 4 (also referred to as the “grate feeding speed”), the speed of the waste 50 by the waste supply device 3 At least one of the supply speed (also referred to as the “waste feeder feed speed”), the amount and temperature of the combustion air blown by the combustion air blower 6, and the amount and temperature of the secondary air blown by the secondary air blower 11. to control.

なお、燃焼制御装置30は、廃棄物情報予測装置40から取得した廃棄物情報に加えて、予め定められた操作量基準値設定関係式(以下、「操作量関係式」という)を考慮して、上記の操作量を制御してもよい。この操作量関係式は、例えば廃棄物焼却量設定値と操作量基準値(操作量の目標値)との関係式であって、補正係数としての制御パラメータを含む。制御パラメータは、制御部31によって、廃棄物焼却量設定値に適合するように調整される。調整された制御パラメータは、廃棄物焼却量設定値が変更された際に、変更された設定値に対応して、制御部31により変更される。制御パラメータが変更されることにより、予め設定された操作量基準値が補正される。 In addition to the waste information acquired from the waste information prediction device 40, the combustion control device 30 considers a predetermined manipulated variable reference value setting relational expression (hereinafter referred to as "manipulated variable relational expression"). , may control the above manipulated variables. This manipulated variable relational expression is, for example, a relational expression between the waste incineration amount set value and the manipulated variable reference value (target value of the manipulated variable), and includes a control parameter as a correction coefficient. The control parameters are adjusted by the control unit 31 so as to match the waste incineration amount set value. The adjusted control parameter is changed by the control unit 31 corresponding to the changed setting value when the waste incineration amount setting value is changed. By changing the control parameter, the preset manipulated variable reference value is corrected.

制御部31は、廃棄物情報予測装置40から取得した廃棄物情報と、必要に応じて考慮される操作量関係式における制御パラメータの調整とに基づいて、操作量基準値を調整する。制御部31は、調整した操作量基準値を、例えばPID制御やファジィ演算等の所定の制御アルゴリズムに基づいて補正する。記憶部32は、制御部31によって参照されるデータを記憶する。記憶部32には、例えば予め定められた操作量関係式、制御アルゴリズム、予め設定された廃棄物焼却量設定値、炉1内の燃焼状態量として取得された燃焼プロセス測定値等が記憶されている。 The control unit 31 adjusts the manipulated variable reference value based on the waste information acquired from the waste information prediction device 40 and the adjustment of the control parameter in the manipulated variable relational expression that is considered as necessary. The control unit 31 corrects the adjusted manipulated variable reference value based on a predetermined control algorithm such as PID control or fuzzy calculation. The storage unit 32 stores data referred to by the control unit 31 . The storage unit 32 stores, for example, a predetermined manipulated variable relational expression, a control algorithm, a preset waste incineration amount setting value, a combustion process measurement value acquired as a combustion state quantity in the furnace 1, and the like. there is

操作量調整部33は、操作量基準値に追従するように各操作端のそれぞれの操作量を調整する。操作量調整部33は、具体的には、燃焼用空気調整部331と、空気量比率調整部332と、二次空気調整部333と、廃棄物供給装置送り速度調整部334と、火格子送り速度調整部335を備えている。 The operation amount adjustment unit 33 adjusts the operation amount of each operation end so as to follow the operation amount reference value. Specifically, the operation amount adjustment unit 33 includes a combustion air adjustment unit 331, an air amount ratio adjustment unit 332, a secondary air adjustment unit 333, a waste supply device feed speed adjustment unit 334, and a grate feed. A speed adjustment unit 335 is provided.

燃焼用空気調整部331は、燃焼用空気の送風量および温度が、制御部31により補正された操作量基準値(以下、「補正操作量基準値」という)に追従するように操作量を調整する。また、空気量比率調整部332は、火格子下燃焼用空気ダンパ14a~14dのそれぞれを制御して、それぞれの風箱における流量の相互の比率を調整する。また、二次空気調整部333は、二次空気の風量および温度が、補正操作量基準値に追従するように操作量を調整する。ここで、燃焼用空気および二次空気の送風量は、燃焼用空気ダンパ14、火格子下燃焼用空気ダンパ14a~14dおよび二次空気ダンパ15のそれぞれの開度を制御することにより、調整される。 The combustion air adjustment unit 331 adjusts the manipulated variable so that the blowing amount and temperature of the combustion air follow the manipulated variable reference value corrected by the control unit 31 (hereinafter referred to as the “corrected manipulated variable reference value”). do. Further, the air amount ratio adjusting section 332 controls each of the under-grate combustion air dampers 14a to 14d to adjust the mutual ratio of the flow rates in the respective wind boxes. In addition, the secondary air adjustment unit 333 adjusts the manipulated variable so that the volume and temperature of the secondary air follow the corrected manipulated variable reference value. Here, the amounts of combustion air and secondary air blown are adjusted by controlling the opening degrees of the combustion air damper 14, the under-grate combustion air dampers 14a to 14d, and the secondary air damper 15. be.

廃棄物供給装置送り速度調整部334は、廃棄物供給装置送り速度が補正操作量基準値に追従するように操作量を調整する。また、火格子送り速度調整部335は、火格子送り速度が補正操作量基準値に追従するように操作量を調整する。操作量調整部33は、制御部31によって操作量基準値が補正されなかった場合には、補正されていない操作量基準値に基づいて、それぞれの操作量を調整する。 The waste supply device feed speed adjustment unit 334 adjusts the manipulated variable so that the waste feed device feed speed follows the corrected manipulated variable reference value. In addition, the grate feed speed adjustment unit 335 adjusts the manipulated variable so that the grate feed speed follows the corrected manipulated variable reference value. If the control unit 31 does not correct the operation amount reference value, the operation amount adjustment unit 33 adjusts each operation amount based on the operation amount reference value that has not been corrected.

廃棄物情報予測装置40は、制御部(制御手段)41と、出力部42と、入力部43と、記憶部44と、を備えている。制御部41は、機能的および物理的には、上述した制御部31と同様の構成を有し、ハードウェアを有するCPU、DSP、FPGA等のプロセッサと、RAMやROM等の主記憶部(いずれも図示せず)と、を備えている。制御部41は、具体的には、特徴量算出部(特徴量算出手段)411と、学習部412と、廃棄物情報予測部413として機能する。 The waste information prediction device 40 includes a control section (control means) 41 , an output section 42 , an input section 43 and a storage section 44 . The control unit 41 has the same functional and physical configuration as the control unit 31 described above, and includes a processor such as a CPU, DSP, and FPGA having hardware, and a main storage unit such as a RAM and a ROM. (also not shown). Specifically, the control unit 41 functions as a feature amount calculation unit (feature amount calculation means) 411 , a learning unit 412 , and a waste information prediction unit 413 .

特徴量算出部411は、炉1内における廃棄物50の撮影画像情報から、当該廃棄物50の状態を特徴付ける特徴量を算出する。特徴量算出部411は、具体的には、撮像部26によって撮像された、時間的に連続する複数の撮影画像情報において、廃棄物50の動きを追跡し、後述する学習部412における学習の入力データとなる特徴量を算出する。すなわち、特徴量算出部411は、入力部43から入力される廃棄物50の撮影画像情報を複数のブロックに分割し、分割された複数のブロックの少なくとも一つを所定時間追跡して当該追跡ブロックの特徴量を算出する。 The feature quantity calculation unit 411 calculates a feature quantity that characterizes the state of the waste 50 from the image information of the waste 50 in the furnace 1 . Specifically, the feature amount calculation unit 411 tracks the movement of the waste 50 in a plurality of time-continuous captured image information captured by the imaging unit 26, and performs learning input in the learning unit 412, which will be described later. Calculate the feature amount that will be the data. That is, the feature amount calculation unit 411 divides the photographed image information of the waste 50 input from the input unit 43 into a plurality of blocks, traces at least one of the plurality of divided blocks for a predetermined time, and traces the tracked block. is calculated.

特徴量算出部411は、例えば火格子4に供給される前の廃棄物50、すなわち廃棄物供給部12付近(以下、「給じん口領域」ともいう)に位置する供給前廃棄物51を撮影して得られる撮影画像情報に基づいて、供給前廃棄物51の温度変化量を、特徴量として算出する。この「温度変化量」は、具体的には、後述するように、撮影画像情報の廃棄物供給部12付近に設定されたブロックあたりの平均温度上昇量である。 The feature quantity calculator 411 captures an image of the waste 50 before it is supplied to the grate 4, that is, the pre-supply waste 51 located near the waste supply unit 12 (hereinafter also referred to as “dust inlet region”). The amount of temperature change of the pre-supply waste 51 is calculated as a feature value based on the photographed image information obtained by the above. This "temperature change amount" is, specifically, an average temperature rise amount per block set in the vicinity of the waste supply unit 12 of the photographed image information, as will be described later.

ここで、図5は、撮像部26によって撮像された炉1内の撮影画像情報の一例を示している。同図に示した撮影画像情報を、廃棄物供給部12付近(給じん口領域)の領域A、火格子4の奥側の領域B、火格子4の真ん中の領域C、火格子4の手前側の領域D、左の炉壁1aの領域E、右の炉壁1aの領域Fに区分し、各領域A~Fの平均温度の変化量を算出した。そして、各領域A~Fの平均温度の推移と、各領域A~Fの平均温度の合計の推移と、撮影画像情報に係る供給前廃棄物51のごみ燃焼後に測定されたカロリーの推移とをまとめたものが、図6のグラフである。 Here, FIG. 5 shows an example of captured image information inside the furnace 1 captured by the imaging unit 26 . The photographed image information shown in FIG. It was divided into a region D on the side, a region E on the left furnace wall 1a, and a region F on the right furnace wall 1a, and the amount of change in average temperature in each region A to F was calculated. Then, the transition of the average temperature of each area A to F, the transition of the total average temperature of each area A to F, and the transition of the calorie measured after burning the pre-supply waste 51 related to the photographed image information are shown. A summary is shown in the graph of FIG.

図6に示すように、領域A~Fのうち、領域A、すなわち廃棄物供給部12付近の供給前廃棄物51の平均温度と、カロリーとが、他の領域よりも比較的高い相関を有していることが分かる。このような新たな知見に基づいて、特徴量算出部411では、供給前廃棄物51のカロリーと相関の高い、廃棄物供給部12付近の供給前廃棄物51の温度上昇量を、特徴量として算出する。 As shown in FIG. 6, among the regions A to F, region A, that is, the average temperature of the pre-supply waste 51 near the waste supply section 12 and the calorie have a relatively higher correlation than other regions. I know you are. Based on such new knowledge, the feature amount calculation unit 411 uses the temperature rise amount of the pre-supply waste 51 near the waste supply unit 12, which is highly correlated with the calorie of the pre-supply waste 51, as a feature amount. calculate.

なお、特徴量算出部411は、後述するように、学習部412における廃棄物情報予測モデル44aの学習時(図12のステップS3参照)と、廃棄物情報予測部413における廃棄物情報の予測時(図13のステップS13参照)とのそれぞれにおいて、廃棄物50の特徴量を算出する。 Note that, as will be described later, the feature amount calculation unit 411 is set when the learning unit 412 learns the waste information prediction model 44a (see step S3 in FIG. 12) and when the waste information prediction unit 413 predicts the waste information. (see step S13 in FIG. 13), the feature amount of the waste 50 is calculated.

以下、特徴量算出部411における特徴量の具体的な算出方法について、図7~図9を参照しながら説明する。特徴量算出部411は、同図に示すように、撮影画像情報を複数のブロックBlに分割し、分割された複数のブロックBlの少なくとも一つを、複数のフレームにわたって追跡(トラッキング)する。廃棄物50の動きを追跡する手法としては、例えばブロックマッチング法によるオプティカルフローを用いることができる。この手法では、画像を適当なサイズのブロックBlに分割し、画像フレーム間の差分を検出してブロックBlごとの移動先を探索する。 A specific calculation method of the feature amount in the feature amount calculation unit 411 will be described below with reference to FIGS. 7 to 9. FIG. As shown in the figure, the feature amount calculator 411 divides the captured image information into a plurality of blocks Bl, and tracks at least one of the plurality of divided blocks Bl over a plurality of frames. As a technique for tracking the movement of the waste 50, for example, an optical flow based on a block matching method can be used. In this method, an image is divided into blocks Bl of appropriate size, and a difference between image frames is detected to search for a destination for each block Bl.

なお、分割するブロックは、取得した撮影画像情報全体を同一サイズのブロックに分割してもよいし、一部の領域のみを同一サイズのブロックに分割してもよい。また、撮影画像情報のブロックBl化と追跡は、例えば特定の廃棄物(例えば上述した燃焼前の供給前廃棄物51)を、他の廃棄物(燃焼している廃棄物等)と混同せずに精度よく、後述する廃棄物情報を算出するものであるが、そのブロックサイズは、小さすぎると処理に時間が掛かり、大きすぎるとブロックBlの追跡精度が低下する。そのため、例えば撮影画像情報の解像度等に基づいて、処理時間および追跡精度の最もよいブロックサイズを設定することが望ましい。 As for the blocks to be divided, the entire obtained captured image information may be divided into blocks of the same size, or only a part of the area may be divided into blocks of the same size. Blocking and tracking of captured image information, for example, does not confuse specific waste (for example, the above-mentioned pre-supply waste before combustion 51) with other waste (burning waste, etc.). However, if the block size is too small, processing will take a long time, and if the block size is too large, the tracking accuracy of the block Bl will decrease. Therefore, it is desirable to set the block size with the best processing time and tracking accuracy based on, for example, the resolution of the captured image information.

特徴量算出部411は、例えば図7に示すように、撮影画像情報における廃棄物供給部12付近の領域に複数のブロックBlを配置する。これらのブロックBlは、図8に示すように、供給前廃棄物51の動きに合わせて移動する。また、撮影画像情報に設定された追跡範囲(同図では廃棄物供給部12付近の領域)から脱落した脱落ブロックについても削除し、追跡を終了する。また、フレーム間でブロックBlの画素値の差分が予め定めた閾値以下である場合、当該ブロックBlに含まれる供給前廃棄物51が火格子4に落下したと判定し、追跡を終了する。 For example, as shown in FIG. 7, the feature amount calculation unit 411 arranges a plurality of blocks B1 in an area near the waste supply unit 12 in the captured image information. These blocks Bl move along with the movement of the pre-supply waste 51, as shown in FIG. In addition, the dropped block that has fallen out of the tracking range set in the captured image information (the area near the waste supply unit 12 in the figure) is also deleted, and the tracking ends. If the pixel value difference of the block Bl between frames is equal to or less than a predetermined threshold value, it is determined that the pre-supply waste 51 included in the block Bl has fallen onto the fire grate 4, and tracking ends.

続いて、特徴量算出部411は、撮影画像情報を解析することにより、図10に示すように、追跡したブロックBl(追跡ブロック)について、所定時間での平均温度の変化量を算出する。続いて、正の平均温度変化量(つまり温度上昇している)のブロックBlの平均温度の総和を算出する。なお、正の平均温度変化量のブロックBlは、当該ブロックBlに含まれる供給前廃棄物51が今後燃焼しやすいということを意味している。 Subsequently, the feature amount calculation unit 411 analyzes the captured image information to calculate the amount of change in average temperature for a predetermined time for the tracked block Bl (tracking block), as shown in FIG. 10 . Subsequently, the sum of the average temperatures of the blocks Bl with positive average temperature changes (that is, the temperature is rising) is calculated. The block Bl having a positive average temperature change means that the pre-supply waste 51 included in the block Bl is likely to burn in the future.

続いて、特徴量算出部411は、正の平均温度変化量のブロックBlの平均温度の総和を、ブロックBlの総数で割ることにより、ブロックあたりの平均温度上昇量を、特徴量として算出する。このように、撮影画像情報の廃棄物供給部12付近の領域全体ではなく、予め設定したブロックBlごとに追跡した供給前廃棄物51の温度変化を見ることにより、供給前廃棄物51が移動してもその廃棄物自体の温度変化を正確に把握することが可能となる。 Subsequently, the feature amount calculation unit 411 calculates the average temperature rise amount per block as a feature amount by dividing the total sum of the average temperatures of the blocks Bl having positive average temperature changes by the total number of the blocks Bl. In this way, by observing the temperature change of the pre-supply waste 51 tracked for each preset block Bl instead of the entire area near the waste supply unit 12 of the photographed image information, the pre-supply waste 51 moves. However, it is possible to accurately grasp the temperature change of the waste itself.

ここで、特徴量算出部411は、上述したブロックBlごとの供給前廃棄物51の温度変化量の他に、ブロックBlごとの供給前廃棄物51の移動量を特徴量として算出してもよい。この場合、特徴量算出部411は、各ブロックBlの動きベクトルの平均・分散等の統計量を集計することにより算出する。なお、図11に示すように、ブロックBlの移動量が大きい場合、炉1内への廃棄物50の投入量が多いことを意味している。反対に、ブロックBlの移動量が小さい場合、炉1内への廃棄物50の投入量が少ないことを意味している。従って、ブロックBlごとの供給前廃棄物51の移動量を特徴量として算出することにより、炉1内への廃棄物50の投入量の多寡を把握することができる。 Here, the feature amount calculation unit 411 may calculate the movement amount of the pre-supply waste 51 for each block Bl as the feature amount, in addition to the temperature change amount of the pre-supply waste 51 for each block Bl described above. . In this case, the feature amount calculation unit 411 calculates by totalizing statistics such as the average and variance of the motion vectors of each block Bl. As shown in FIG. 11, when the amount of movement of the block Bl is large, it means that the amount of waste 50 put into the furnace 1 is large. Conversely, when the movement amount of the block Bl is small, it means that the amount of the waste 50 introduced into the furnace 1 is small. Therefore, by calculating the amount of movement of the pre-supply waste 51 for each block Bl as a feature amount, the amount of the waste 50 introduced into the furnace 1 can be grasped.

なお、特徴量算出部411は、上述したブロックBlごとの供給前廃棄物51の温度変化量およびブロックBlごとの供給前廃棄物51の移動量の他に、撮影画像情報に設定される供給前廃棄物51の分割された複数のブロックBlの総数を特徴量として算出してもよい。また、撮影画像情報において予め設定された追跡範囲(例えば廃棄物供給部12付近の領域)から脱落した脱落ブロックの数は、これから燃焼するごみの量を表すため、これも特徴量として算出してもよい。 In addition to the temperature change amount of the pre-supply waste 51 for each block Bl and the movement amount of the pre-supply waste 51 for each block Bl described above, the feature amount calculation unit 411 calculates the pre-supply waste set in the captured image information. The total number of divided blocks Bl of the waste 51 may be calculated as the feature amount. In addition, since the number of dropped blocks that have fallen from a preset tracking range (for example, the area near the waste supply unit 12) in the captured image information indicates the amount of garbage that will be burned from now on, this is also calculated as a feature amount. good too.

学習部412は、特徴量算出部411によって算出された特徴量、すなわち特徴量算出部411で追跡した各ブロックBlから取得できる特徴量を入力変数とし、廃棄物情報を出力変数として、過去の特徴量とそれに対する過去の廃棄物情報との関係を、廃棄物情報予測モデル44aに学習させる。そして、学習部412は、供給前廃棄物51の特徴量と当該供給前廃棄物51の廃棄物情報とを対応付けた関係モデルである廃棄物情報予測モデル(学習済み廃棄物情報予測モデル)44aを、記憶部44に格納する。 The learning unit 412 uses the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 411, that is, the feature amount that can be obtained from each block Bl tracked by the feature amount calculation unit 411 as an input variable, and the waste information as an output variable, and uses the past feature amount as an output variable. The waste information prediction model 44a is made to learn the relationship between the amount and past waste information. Then, the learning unit 412 creates a waste information prediction model (learned waste information prediction model) 44a, which is a relationship model that associates the feature amount of the pre-supply waste 51 with the waste information of the pre-supply waste 51. is stored in the storage unit 44 .

廃棄物情報予測モデル44aの学習方法は特に限定されないが、例えばRNN(Recurrent Neural Network)、LSTM(Long Short Term Memory)、逐次線形予測等の、時系列データの学習に適した機械学習手法を用いることができる。 The learning method of the waste information prediction model 44a is not particularly limited, but machine learning methods suitable for learning time-series data, such as RNN (Recurrent Neural Network), LSTM (Long Short Term Memory), and sequential linear prediction, are used. be able to.

また、廃棄物情報予測モデル44aは、特に学習済モデルには限定されない。すなわち、これから廃棄物情報を予測し制御する焼却炉における過去の供給前廃棄物51の特徴量を入力値とし、当該供給前廃棄物51の廃棄物情報を出力値として、それらの対応付けを示すLUT(ルックアップテーブル)または所定の関数であってもよい。そして予測する際には、入力される供給前廃棄物51の特徴量をこれらのLUTや所定の関数を用いて適宜近似や補間等を行って廃棄物情報を算出するものであってもよい。 Moreover, the waste information prediction model 44a is not particularly limited to a learned model. That is, the feature values of the past pre-supply waste 51 in the incinerator whose waste information is to be predicted and controlled from now on are used as input values, and the waste information of the pre-supply waste 51 is used as output values, and the correspondence between them is shown. It may be a LUT (lookup table) or a predetermined function. When predicting, the waste information may be calculated by appropriately approximating or interpolating the input feature amount of the pre-supply waste 51 using these LUTs or a predetermined function.

ここで、廃棄物情報予測モデル44aが学習する「特徴量」には、上述したように、ブロックBlごとの廃棄物50の温度変化量、ブロックBlごとの廃棄物50の移動量、撮影画像情報に設定されるブロックBlの総数、撮影画像情報において予め設定された追跡範囲(例えば廃棄物供給部12付近の領域)から脱落した脱落ブロックの数のうち、少なくとも一つが含まれる。 Here, as described above, the "feature amount" learned by the waste information prediction model 44a includes the amount of temperature change of the waste 50 for each block Bl, the amount of movement of the waste 50 for each block Bl, and the photographed image information. at least one of the total number of blocks Bl set to , and the number of dropped blocks dropped from the tracking range (for example, the area near the waste supply unit 12) set in advance in the captured image information.

また、廃棄物情報予測モデル44aが学習する「廃棄物情報」には、廃棄物50の質が含まれる。また、この「質」には、廃棄物50の燃焼時に発生するカロリー(発熱量)、廃棄物50の燃焼時にボイラ9から発生する水蒸気量のうち、少なくとも一つが含まれる。 The “waste information” learned by the waste information prediction model 44 a includes the quality of the waste 50 . The “quality” includes at least one of the calories (calorific value) generated when the waste 50 is burned and the amount of steam generated from the boiler 9 when the waste 50 is burned.

廃棄物情報予測部413は、廃棄物情報予測モデル44aに対して、炉1内の撮影画像情報から特徴量算出部411によって算出された特徴量を入力することにより、廃棄物情報を予測する。廃棄物情報予測部413は、例えば、廃棄物情報予測モデル44aに対して、廃棄物供給部12付近のブロックBlごとの供給前廃棄物51の温度上昇量を入力データとして入力することにより、当該供給前廃棄物51の質(カロリー、水蒸気量)の予測値を出力として得る。 The waste information prediction unit 413 predicts the waste information by inputting the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 411 from the photographed image information of the inside of the furnace 1 to the waste information prediction model 44a. For example, the waste information prediction unit 413 inputs the amount of temperature rise of the pre-supply waste 51 for each block Bl in the vicinity of the waste supply unit 12 to the waste information prediction model 44a as input data. A predicted value of the quality (calorie, water vapor content) of the pre-supply waste 51 is obtained as an output.

出力部42は、所定の情報を外部に出力する。出力部42は、制御部41による制御に従って、ディスプレイモニタに炉1内の廃棄物50の画像、廃棄物情報(例えば質の予測結果)等を表示したり、タッチパネルディスプレイの画面上に文字や図形等を表示したり、スピーカから音声を出力したりする。出力部42は、具体的には、廃棄物情報予測部413で予測された供給前廃棄物51の廃棄物情報を出力する。 The output unit 42 outputs predetermined information to the outside. Under the control of the control unit 41, the output unit 42 displays an image of the waste 50 in the furnace 1, waste information (e.g. quality prediction results), etc. on the display monitor, or displays characters and figures on the screen of the touch panel display. etc., and output audio from the speaker. Specifically, the output unit 42 outputs the waste information of the pre-supply waste 51 predicted by the waste information prediction unit 413 .

入力部43は、キーボード、入力用のボタン、レバー、液晶等のディスプレイに重畳して設けられる手入力のためのタッチパネル、音声認識のためのマイクロホン等の、ユーザインターフェースを用いて構成される。ユーザ等が入力部43を操作することによって、制御部41に所定の情報が入力される。なお、出力部42および入力部43を一体とした入出力部とし、入出力部をタッチパネルディスプレイやスピーカマイクロホン等から構成してもよい。入力部43は、具体的には、外部で撮影された廃棄物50の撮影画像情報を入力可能に構成されている。 The input unit 43 is configured using a user interface such as a keyboard, input buttons, a lever, a touch panel for manual input superimposed on a display such as a liquid crystal, and a microphone for voice recognition. Predetermined information is input to the control unit 41 by a user or the like operating the input unit 43 . The output unit 42 and the input unit 43 may be integrated as an input/output unit, and the input/output unit may be configured by a touch panel display, a speaker microphone, or the like. Specifically, the input unit 43 is configured to be able to input photographed image information of the waste 50 photographed outside.

記憶部44は、機能的および物理的には、上述した記憶部32と同様の構成を有し、RAM等の揮発性メモリ、ROM等の不揮発性メモリ、EPROM、HDD、およびリムーバブルメディア等の記憶媒体により構成される。 The storage unit 44 has the same functional and physical configuration as the storage unit 32 described above, and includes storage such as volatile memory such as RAM, nonvolatile memory such as ROM, EPROM, HDD, and removable media. Consists of a medium.

記憶部44には、廃棄物情報予測装置40の動作を実行するためのOS、各種プログラム、各種テーブル、各種データベース等が記憶可能である。ここで、各種プログラムには、本実施形態による学習モデルまたは学習済みモデルを用いた制御を実現する情報処理プログラムが含まれる。記憶部44は、種々のネットワークを介して通信可能な他のサーバに設けてもよいし、燃焼制御装置30に設けてもよい。記憶部44には、具体的には、廃棄物情報予測モデル44aが格納されている。 The storage unit 44 can store an OS, various programs, various tables, various databases, and the like for executing the operations of the waste information prediction device 40 . Here, the various programs include an information processing program that realizes control using a learning model or a learned model according to this embodiment. The storage unit 44 may be provided in another server that can communicate via various networks, or may be provided in the combustion control device 30 . Specifically, the storage unit 44 stores a waste information prediction model 44a.

廃棄物情報予測モデル44aは、学習部412によって学習が施されたモデルであり、撮影画像情報の各ブロックBlから取得された特徴量(例えば供給前廃棄物51の温度上昇量)から、廃棄物情報(例えば供給前廃棄物51の質)を予測するモデルである。また、廃棄物情報予測モデル44aは、供給前廃棄物51を撮影した撮影画像情報に設定された複数のブロックBlを追跡した追跡ブロックから算出した特徴量が入力された際に、廃棄物情報を出力するように学習されている。 The waste information prediction model 44a is a model that has been trained by the learning unit 412. From the feature amount (for example, the amount of temperature rise of the pre-supply waste 51) obtained from each block Bl of the captured image information, the waste information prediction model 44a It is a model that predicts information (eg quality of pre-supply waste 51). Further, the waste information prediction model 44a predicts the waste information when the feature amount calculated from the tracking block that traces the plurality of blocks Bl set in the photographed image information of the pre-supply waste 51 is input. It is learned to output.

廃棄物情報予測モデル44aは、例えば人工知能ソフトウエアの一部であるプログラムモジュールとしての利用が想定されており、CPUおよび記憶装置を備えるコンピュータ(廃棄物情報予測装置40)において用いられる。また、廃棄物情報予測モデル44aは、CD、DVD、フラッシュメモリ、磁気テープ等の記録媒体に記録し、読み取り可能としてもよい。 The waste information prediction model 44a is assumed to be used, for example, as a program module that is part of artificial intelligence software, and is used in a computer (waste information prediction device 40) having a CPU and a storage device. Also, the waste information prediction model 44a may be recorded on a recording medium such as a CD, DVD, flash memory, magnetic tape, or the like and made readable.

(廃棄物情報予測モデルの学習方法)
本発明の実施形態に係る廃棄物情報予測モデルの学習方法について、図12を参照しながら説明する。廃棄物情報予測モデルの学習方法では、画像取得工程と、特徴量算出工程と、学習工程と、を行う。
(Learning method of waste information prediction model)
A learning method of the waste information prediction model according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the learning method of the waste information prediction model, an image acquisition process, a feature value calculation process, and a learning process are performed.

まず、画像取得工程において、撮像部26は、焼却炉の炉1内の廃棄物50を撮像し、撮影画像情報を取得する(ステップS1)。続いて、特徴量算出工程において、特徴量算出部411は、ステップS1で取得した撮影画像情報を、複数のブロックBlに分割する(ステップS2)。続いて、特徴量算出部411は、廃棄物50の動きをブロックBlごとに追跡し、各ブロックBlに含まれる廃棄物50を特徴付ける特徴量(例えば供給前廃棄物51の温度上昇量)を算出する(ステップS3)。続いて、学習工程において、学習部412は、ステップS3で算出した特徴量と、廃棄物情報(例えば供給前廃棄物51の質)との関係を、廃棄物情報予測モデル44aに学習させ(ステップS4)、本フローを完了する。 First, in the image acquisition step, the imaging unit 26 images the waste 50 in the furnace 1 of the incinerator to acquire captured image information (step S1). Subsequently, in the feature amount calculation process, the feature amount calculation unit 411 divides the captured image information acquired in step S1 into a plurality of blocks Bl (step S2). Subsequently, the feature quantity calculation unit 411 tracks the movement of the waste 50 for each block Bl, and calculates a feature quantity that characterizes the waste 50 contained in each block Bl (for example, the amount of temperature rise of the pre-supply waste 51). (step S3). Subsequently, in the learning process, the learning unit 412 causes the waste information prediction model 44a to learn the relationship between the feature amount calculated in step S3 and the waste information (for example, the quality of the pre-supply waste 51) (step S4), this flow is completed.

(廃棄物情報予測方法)
本発明の実施形態に係る廃棄物情報予測方法について、図13を参照しながら説明する。廃棄物情報予測方法では、画像取得工程と、特徴量算出工程と、廃棄物情報予測工程と、を行う。
(Waste information prediction method)
A waste information prediction method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the waste information prediction method, an image acquisition process, a feature value calculation process, and a waste information prediction process are performed.

まず、画像取得工程において、撮像部26は、焼却炉の炉1内の廃棄物50を撮像し、撮影画像情報を取得する(ステップS11)。続いて、特徴量算出工程において、特徴量算出部411は、ステップS11で取得した撮影画像情報を、複数のブロックBlに分割する(ステップS12)。続いて、特徴量算出部411は、廃棄物50の動きをブロックBlごとに追跡し、各ブロックBlに含まれる廃棄物50を特徴付ける特徴量(例えば供給前廃棄物51の温度上昇量)を算出する(ステップS13)。続いて、廃棄物情報予測工程において、廃棄物情報予測部413は、ステップS13で算出した特徴量を、廃棄物情報予測モデル44aに対して入力することにより、廃棄物情報(例えば供給前廃棄物51の質)を予測し(ステップS14)、本フローを完了する。 First, in the image acquisition step, the imaging unit 26 images the waste 50 in the furnace 1 of the incinerator to acquire captured image information (step S11). Subsequently, in the feature amount calculation process, the feature amount calculation unit 411 divides the captured image information acquired in step S11 into a plurality of blocks Bl (step S12). Subsequently, the feature quantity calculation unit 411 tracks the movement of the waste 50 for each block Bl, and calculates a feature quantity that characterizes the waste 50 contained in each block Bl (for example, the amount of temperature rise of the pre-supply waste 51). (step S13). Subsequently, in the waste information prediction step, the waste information prediction unit 413 inputs the feature amount calculated in step S13 to the waste information prediction model 44a to generate waste information (for example, pre-supply waste 51 quality) is predicted (step S14), and this flow is completed.

以上説明した実施形態に係る廃棄物情報予測装置、焼却炉の燃焼制御装置、廃棄物情報予測方法、廃棄物情報予測モデルの学習方法および廃棄物情報予測モデルプログラムによれば、炉1内の廃棄物50の動きを予め設定した複数のブロックBlごとに追跡し、各ブロックBlの特徴量を廃棄物情報予測モデル44aに学習させることにより、炉1内の廃棄物情報を精度よく予測することができ、予測した廃棄物情報に基づいて、焼却炉等の廃棄物処理プラントを効率よく制御することが可能となる。 According to the waste information prediction device, the incinerator combustion control device, the waste information prediction method, the waste information prediction model learning method, and the waste information prediction model program according to the embodiments described above, the waste in the furnace 1 By tracking the movement of the object 50 for each of a plurality of preset blocks Bl and having the waste information prediction model 44a learn the feature amount of each block Bl, the waste information in the furnace 1 can be accurately predicted. It is possible to efficiently control a waste treatment plant such as an incinerator based on the predicted waste information.

すなわち、実施形態に係る廃棄物情報予測装置、焼却炉の燃焼制御装置、廃棄物情報予測方法、廃棄物情報予測モデルの学習方法および廃棄物情報予測モデルプログラムによれば、撮影画像情報から詳細な廃棄物50の動きを追跡し、注目した廃棄物50の温度上昇の経時変化を捉えることにより、廃棄物50の質(例えばカロリー、水蒸気量)と高い相関を持つ特徴量を抽出する。そして、その特徴量を入力データとした学習および予測を行い、その予測結果を廃棄物処理プラントの制御に利用することにより、廃棄物処理プラントの制御の高精度化および高効率化を図ることができる。 That is, according to the waste information prediction device, the incinerator combustion control device, the waste information prediction method, the waste information prediction model learning method, and the waste information prediction model program according to the embodiments, detailed information can be obtained from captured image information. By tracking the movement of the waste 50 and capturing the temperature rise of the focused waste 50 over time, a feature value highly correlated with the quality of the waste 50 (for example, calories, water vapor content) is extracted. Then, by performing learning and prediction using the feature values as input data and using the prediction results in the control of the waste treatment plant, it is possible to improve the accuracy and efficiency of the control of the waste treatment plant. can.

例えば供給前廃棄物51の温度上昇量が小さい(温度上昇速度が遅い)場合、供給前廃棄物51に含まれる水分が多く、カロリーが低いことが推定される。一方、供給前廃棄物51の温度上昇量が大きい(温度上昇速度が速い)場合、供給前廃棄物51に含まれる水分が少なく、カロリーが高いことが推定される。このように、実施形態に係る廃棄物情報予測装置、廃棄物情報予測方法および廃棄物情報予測モデルの学習方法では、供給前廃棄物51の温度上昇量と質との関係を、予め廃棄物情報予測モデル44aに学習させることにより、供給前廃棄物51の質を高精度に予測することができる。 For example, when the temperature rise amount of the pre-supply waste 51 is small (the temperature rise speed is slow), it is estimated that the pre-supply waste 51 contains a large amount of water and a low calorie content. On the other hand, when the amount of temperature rise of the pre-supply waste 51 is large (the temperature rise speed is high), it is presumed that the pre-supply waste 51 contains less water and has a high calorie content. As described above, in the waste information prediction device, the waste information prediction method, and the waste information prediction model learning method according to the embodiment, the relationship between the amount of temperature rise and the quality of the pre-supply waste 51 is determined in advance by the waste information. By making the prediction model 44a learn, the quality of the pre-supply waste 51 can be predicted with high accuracy.

また、実施形態に係る焼却炉の燃焼制御装置および焼却炉の燃焼制御方法では、例えば予測したカロリーが高い場合は、火格子4に載せる廃棄物50の量(すなわち廃棄物供給装置送り速度)を少なくする制御を行い、予測したカロリーが低い場合は、火格子4に載せる廃棄物50の量を多くする制御を行う。これにより、廃棄物50の燃焼の安定化を図り、ボイラ9から発生する水蒸気量や発電量の安定化を実現することができる。 Further, in the incinerator combustion control device and the incinerator combustion control method according to the embodiment, for example, when the predicted calorie is high, the amount of waste 50 to be placed on the grate 4 (that is, the waste supply device feeding speed) is When the predicted calorie is low, control is performed to increase the amount of the waste 50 placed on the grate 4 . As a result, the combustion of the waste 50 can be stabilized, and the amount of steam generated from the boiler 9 and the amount of power generation can be stabilized.

更なる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。本開示のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further advantages and modifications can be easily derived by those skilled in the art. The broader aspects of the disclosure are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various changes may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept defined by the appended claims and equivalents thereof.

1 炉
1a 炉壁
2 廃棄物投入口
3 廃棄物供給装置
4 火格子
5 灰落下口
6 燃焼用空気ブロア
7 炉出口
8 煙突
9 ボイラ
9a 熱交換器
9b 蒸気ドラム
10 二次空気吹き込み口
11 二次空気ブロア
12 廃棄物供給部
13 段差壁
14 燃焼用空気ダンパ
14a,14b,14c,14d 火格子下燃焼用空気ダンパ
15 二次空気ダンパ
16 中間天井
17 燃焼室ガス温度計
18 主煙道ガス温度計
19 炉出口下部ガス温度計
20 炉出口中部ガス温度計
21 炉出口ガス温度計
22 ボイラ出口酸素濃度計
23 ガス濃度計
24 排ガス流量計
25 蒸気流量計
26 撮像部
30 燃焼制御装置
31 制御部
32 記憶部
33 操作量調整部
331 燃焼用空気調整部
332 空気量比率調整部
333 二次空気調整部
334 廃棄物供給装置送り速度調整部
335 火格子送り速度調整部
40 廃棄物情報予測装置
41 制御部
411 特徴量算出部
412 学習部
413 廃棄物情報予測部
42 出力部
43 入力部
44 記憶部
44a 廃棄物情報予測モデル
50 廃棄物
51 供給前廃棄物
52 火格子上廃棄物
REFERENCE SIGNS LIST 1 furnace 1a furnace wall 2 waste inlet 3 waste feeder 4 grate 5 ash drop outlet 6 combustion air blower 7 furnace outlet 8 chimney 9 boiler 9a heat exchanger 9b steam drum 10 secondary air inlet 11 secondary Air Blower 12 Waste Feed 13 Step Wall 14 Combustion Air Damper 14a, 14b, 14c, 14d Under-Grate Combustion Air Damper 15 Secondary Air Damper 16 Intermediate Ceiling 17 Combustion Chamber Gas Thermometer 18 Main Flue Gas Thermometer 19 Furnace outlet lower gas thermometer 20 Furnace outlet central gas thermometer 21 Furnace outlet gas thermometer 22 Boiler outlet oxygen concentration meter 23 Gas concentration meter 24 Exhaust gas flow meter 25 Steam flow meter 26 Imaging unit 30 Combustion control device 31 Control unit 32 Storage Part 33 Manipulated amount adjustment part 331 Combustion air adjustment part 332 Air amount ratio adjustment part 333 Secondary air adjustment part 334 Waste supply device feed speed adjustment part 335 Grate feed speed adjustment part 40 Waste information prediction device 41 Control part 411 Feature value calculation unit 412 Learning unit 413 Waste information prediction unit 42 Output unit 43 Input unit 44 Storage unit 44a Waste information prediction model 50 Waste 51 Waste before supply 52 Waste on grate

Claims (17)

焼却炉内の廃棄物に関する情報を予測する廃棄物情報予測装置であって、
外部で撮影された前記廃棄物の撮影画像情報を入力可能な入力部と、
前記入力部から入力される前記廃棄物の前記撮影画像情報を複数のブロックに分割し、分割された前記複数のブロックの少なくとも一つを所定時間追跡して当該追跡ブロックの特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記廃棄物の特徴量と前記廃棄物に関する情報とを対応付けた関係モデルを記憶した記憶部と、
制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記入力部から入力される、前記焼却炉内の前記廃棄物を撮影して得た撮影画像情報から、前記特徴量算出手段により前記廃棄物の特徴量を算出し、前記記憶部に記憶される前記関係モデルに基づき前記廃棄物に関する情報を予測することを特徴とする廃棄物情報予測装置。
A waste information prediction device for predicting information about waste in an incinerator,
an input unit capable of inputting captured image information of the waste captured outside;
The captured image information of the waste input from the input unit is divided into a plurality of blocks, and at least one of the plurality of divided blocks is tracked for a predetermined time to calculate the feature amount of the tracked block. a quantity calculating means;
a storage unit that stores a relationship model that associates the characteristic amount of the waste with the information about the waste;
a control means;
has
The control means calculates the feature amount of the waste by the feature amount calculation means from the photographed image information obtained by photographing the waste in the incinerator, which is input from the input unit, and stores the feature amount. and predicting the information about the waste based on the relationship model stored in a unit.
前記特徴量は、前記廃棄物の温度変化量、前記廃棄物の移動量、前記撮影画像情報に設定される前記廃棄物の分割された複数のブロックの総数のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の廃棄物情報予測装置。 The feature amount includes at least one of a temperature change amount of the waste, a movement amount of the waste, and a total number of a plurality of divided blocks of the waste set in the captured image information. The waste information prediction device according to claim 1. 前記廃棄物に関する情報は、前記廃棄物の燃焼時に発生するカロリー、前記廃棄物の燃焼時に前記焼却炉のボイラから発生する水蒸気量のうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の廃棄物情報予測装置。 2. The information on the waste includes at least one of the calories generated when the waste is burned and the amount of steam generated from the boiler of the incinerator when the waste is burned. The waste information prediction device according to claim 2. 前記制御手段で予測された前記廃棄物に関する情報を出力する出力部を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の廃棄物情報予測装置。 4. The waste information prediction device according to any one of claims 1 to 3, further comprising an output unit for outputting the information about the waste predicted by the control means. 前記入力部から入力される前記廃棄物の撮影画像情報は、前記焼却炉の火格子に供給される前の供給前廃棄物を撮影して得られる撮影画像情報であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の廃棄物情報予測装置。 2. The photographed image information of the waste input from the input unit is photographed image information obtained by photographing the pre-supply waste before it is supplied to the grate of the incinerator. The waste information prediction device according to any one of claims 1 to 4. 前記記憶部に記憶される関係モデルは、過去の廃棄物の特徴量と、前記過去の廃棄物に関する情報との関係から学習して得られた学習済廃棄物情報予測モデルであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の廃棄物情報予測装置。 The relationship model stored in the storage unit is a learned waste information prediction model obtained by learning from the relationship between the past feature amount of the waste and the information on the past waste. The waste information prediction device according to any one of claims 1 to 5. 前記記憶部に記憶される関係モデルは、過去の廃棄物の特徴量を入力値とし、前記過去の廃棄物に関する情報を出力値とするルックアップテーブルまたは所定の関数であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の廃棄物情報予測装置。 The relational model stored in the storage unit is a lookup table or a predetermined function that takes as an input value a characteristic amount of past waste and has an output value that is information related to the past waste. The waste information prediction device according to any one of claims 1 to 5. 廃棄物を燃焼させる焼却炉を制御する燃焼制御部を備える燃焼制御装置であって、
前記燃焼制御部は、
請求項4から請求項7のいずれか一項に記載の廃棄物情報予測装置から出力された廃棄物に関する情報に基づいて、前記焼却炉における燃焼を制御することを特徴とする焼却炉の燃焼制御装置。
A combustion control device comprising a combustion control unit that controls an incinerator that burns waste,
The combustion control unit is
Combustion control of an incinerator, wherein combustion in the incinerator is controlled based on the information about the waste output from the waste information prediction device according to any one of claims 4 to 7. Device.
前記焼却炉は、前記廃棄物を移動させる火格子と、前記火格子上に前記廃棄物を供給する廃棄物供給装置と、前記焼却炉内に空気を送風する送風機と、を備え、
前記燃焼制御部は、前記廃棄物に関する情報に基づいて、前記火格子上における前記廃棄物の移動速度、前記廃棄物供給装置による前記廃棄物の供給速度、前記送風機による空気の送風量、前記送風機による空気の温度のうち、少なくとも一つを制御することを特徴とする請求項8に記載の焼却炉の燃焼制御装置。
The incinerator comprises a grate for moving the waste, a waste supply device for supplying the waste onto the grate, and a blower for blowing air into the incinerator,
Based on the information about the waste, the combustion control unit controls the speed of movement of the waste on the grate, the speed of supply of the waste by the waste supply device, the amount of air blown by the blower, the blower 9. The combustion control device for an incinerator according to claim 8, wherein at least one of the air temperatures is controlled by
焼却炉内の廃棄物に関する情報を予測する廃棄物情報予測方法であって、
焼却炉内に投入される廃棄物の撮影画像情報を取得する画像取得工程と、
前記画像取得工程で取得された前記廃棄物の撮影画像情報を複数のブロックに分割し、分割された前記複数のブロックの少なくとも一つを追跡して当該追跡ブロックの特徴量を算出する特徴量算出工程と、
前記特徴量算出工程で算出された前記廃棄物の特徴量から、前記廃棄物に関する情報を予測する廃棄物情報予測工程と、
を有することを特徴とする廃棄物情報予測方法。
A waste information prediction method for predicting information about waste in an incinerator, comprising:
an image acquisition step of acquiring photographed image information of the waste to be put into the incinerator;
Feature quantity calculation for dividing the photographed image information of the waste acquired in the image acquisition step into a plurality of blocks, tracking at least one of the plurality of divided blocks, and calculating a feature quantity of the tracking block. process and
a waste information prediction step of predicting information about the waste from the feature amount of the waste calculated in the feature amount calculation step;
A waste information prediction method, comprising:
前記廃棄物情報予測工程は、前記廃棄物の特徴量と前記廃棄物に関する情報とを予め対応付けた関係モデルを用いて予測することを特徴とする請求項10に記載の廃棄物情報予測方法。 11. The waste information prediction method according to claim 10, wherein the waste information prediction step uses a relationship model in which the characteristic amounts of the waste and the information about the waste are associated in advance. 前記関係モデルは、過去の廃棄物の特徴量と、前記過去の廃棄物に関する情報との関係から学習して得られた学習済廃棄物情報予測モデルであることを特徴とする請求項11に記載の廃棄物情報予測方法。 12. The relationship model according to claim 11, wherein the relationship model is a learned waste information prediction model obtained by learning from the relationship between the feature amount of past waste and the information on the past waste. waste information prediction method. 前記関係モデルは、過去の廃棄物の特徴量を入力値とし、前記過去の廃棄物に関する情報を出力値とするルックアップテーブルまたは所定の関数であることを特徴とする請求項11に記載の廃棄物情報予測方法。 12. The disposal according to claim 11, wherein the relational model is a lookup table or a predetermined function having as an input value a characteristic amount of past waste and having as an output value information relating to the past waste. Object information prediction method. 前記画像取得工程で取得される前記廃棄物の撮影画像情報は、前記焼却炉の火格子に供給される前の供給前廃棄物を撮影して得られる撮影画像情報であることを特徴とする請求項10から請求項13のいずれか一項に記載の廃棄物情報予測方法。 The photographed image information of the waste obtained in the image obtaining step is photographed image information obtained by photographing the pre-supply waste before it is supplied to the grate of the incinerator. The waste information prediction method according to any one of claims 10 to 13. 前記廃棄物情報予測工程で予測された廃棄物情報に基づいて、前記焼却炉の燃焼を制御する燃焼制御工程を更に有することを特徴とする請求項10から請求項14のいずれか一項に記載の廃棄物情報予測方法。 15. The method according to any one of claims 10 to 14, further comprising a combustion control step of controlling combustion of said incinerator based on the waste information predicted in said waste information prediction step. waste information prediction method. 焼却炉内の廃棄物に関する情報を予測する廃棄物情報予測モデルの学習方法であって、
廃棄物を焼却する焼却炉内の廃棄物の撮影画像情報を複数のブロックに分割し、分割された前記複数のブロックの少なくとも一つを追跡し、
当該追跡ブロックから算出した特徴量を入力値とし、前記廃棄物に関する情報を出力値として、過去の前記特徴量とそれに対する過去の前記廃棄物に関する情報との関係を、前記廃棄物情報予測モデルに学習させることを特徴とする廃棄物情報予測モデルの学習方法。
A learning method for a waste information prediction model that predicts information about waste in an incinerator, comprising:
Dividing captured image information of waste in an incinerator for incinerating waste into a plurality of blocks, tracking at least one of the plurality of divided blocks,
Using the feature amount calculated from the tracking block as an input value and the information about the waste as an output value, the relationship between the past feature amount and the past information about the waste is applied to the waste information prediction model. A learning method for a waste information prediction model, characterized by learning.
記録媒体に記録可能な、焼却炉内の廃棄物に関する情報を予測する廃棄物情報予測モデルプログラムであって、
前記廃棄物を撮影した撮影画像情報に設定された複数のブロックを追跡した追跡ブロックから算出した特徴量が入力された際に、前記廃棄物に関する情報を出力するように学習されたことを特徴とする廃棄物情報予測モデルプログラム。
A waste information prediction model program that predicts information about waste in an incinerator that can be recorded on a recording medium,
It is characterized by learning to output information about the waste when a feature amount calculated from a tracking block that tracks a plurality of blocks set in the captured image information of the waste is input. waste information prediction model program.
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