VIDRIKus välja arendatud tark- ja riistvaraga süvamahutid Kohtla-Järvel. Foto: VIDRIK

Uus riist- ja tarkvaraplatvorm võimaldab monitoorida ning prognoosida, millises piirkonnas ja millisel hooajal tekib süvamahutitesse rohkem/vähem jäätmeid. Samuti seda, millise suurusega konteinereid on optimaalne kuhugi paigaldada. Nõnda on ringmajandusega tegelevatel ettevõtetel võimalik optimeerida oma ärimudeleid.

Projekti tulemusena arendati välja kaks IT-rakendust. Esiteks riistvara, prügianduri platvorm, millele on võimalik paigaldada kauguse, täituvuse, temperatuuri, gaaside, niiskuse, valguse ning pinge mõõtmise andurid. Anduritega saab jälgida ja mõõta süvamahutite täituvust, konteineris olevat temperatuuri, gaase ja niiskust ning jälgida akupatareide seisundit. Andurite andmed edastatakse pilve, millest need liiguvad edasi serverisse. Neid on võimalik kasutada teises arendatud tarkvaras tarkbox.ee, mis võimaldab jälgida prügikonteineritele paigaldatud andurite tööd. Nii saab ülevaate mõõdetavatest parameetritest nagu täituvus, temperatuur, patarei pinge, gaasid, niiskus, rõhk ning koostada aruandlust. 

Mõeldud paljudele sihtrühmadele

Tarkvaraarenduses on loodud erinevad tarkvara kasutusõigused erinevatele sihtrühmadele nagu tavakodanik, moderaator (konteinerite omanik) ja administraator (tarkvara omanik). Erinevates rollides on erinevad võimalused tarkvara kasutada.

Tarkvara võimaldab saada prügikonteineritele paigaldatud andurite tööst nii graafilisi kui ka numbrilisi ülevaateid. Samuti näeb andurite asukohti kaardil, nende täituvust, jäätmete liiki jms. Tarkvara on lihtsasti seadistav vastavalt kasutajate vajadustele, analüütikaks saab välja võtta erinevaid raporteid. Lisatud on ka marsruudi planeerija, eraldi väiksem tarkboxiga integreeritud rakendus. Selle AI-algoritmidele tugineva rakendusega on võimalik planeerida täitunud konteinerite tühjendamist.

Arendustegevuse köögipool

Enne arendustegevusega alustamist tehti eeluuring, uuriti andureid ja tehnoloogiaid. Aktiivselt suheldi TalTechi Thomas Johann Seebecki elektroonikainstituudiga, selgitati, millised tehnoloogiad on üldse olemas. Analüüsiti, millised on tehnilised nõuded ja uuemad tehnoloogilised lahendused, millistele parameetritele peavad platvorm ja andurid vastama, millist andmesidet kasutada, milline peaks olema energiatarve jms. Telliti ka andur Taani ettevõttelt Nordsense, et saada ülevaade olemasolevast tehnoloogilisest lahendusest.

Seejärel seati eesmärk töötada välja avatud süsteem, mida saaks lihtsalt muuta erinevate vajaduste täitmiseks ja parameetrite mõõtmiseks. Suheldi võimalike klientidega nagu jäätmekäitlejad, omavalitsus, transpordiamet, RMK jmt. Kuigi turult saadud tagasiside polnud väga aktiivne, arendati saadud info põhjal võimalikult universaalne platvorm ja loodi võimalus kasutada mitmeid erinevaid ja platvormile sobivaid andureid. Töötati välja kaks mõõteseadmete prototüüpi ning kolm erinevat korpuse versiooni erinevates tingimustes kasutamiseks. Korpustel on võimalik muuta kaldenurka, loodud on ka lahendused, et neid saaks paigaldada erinevatele materjalidele. Lisaks on anduri eelis, et ta on Eestis tehtud ning täiendavate arenduste või muudatuste teostamine on paindlik ja kiire.

Testimine tõi välja probleemsed kohad

Esimeste prototüüpide katsetamisega alustati 2023. aasta kevadel. Esmalt katsetati, testiti, uuriti ja täiendati mõõteseadmeid laboritingimustes. Kohtla-Järvel paigaldati kolm esimest mõõteseadme prototüüpi süvamahutile oktoobris 2023. Praktilised olud võimaldasid arendust testida ning eriti kasulik oli see talvistes tingimustes. Külm mõjutas patareide vastupidavust, kuid mitte olulisel määral. Tulid välja esmaste andurite vead, mis võimaldas teha nii riist- kui tarkvaralisi parandusi. Kokkuvõttes jõuti lahenduseni, kus prügikonteinerite täituvuse täpsuse kõikumine jääb suurusjärku vaid 2–3 cm. Lisaks tavapatareidele tuginevale lahendusele, mis tagab andurite töö kolme kuu vältel, loodi liitiumpatareidel toimiv, mille vastupidavus on veelgi parem.

Prügimahutisse paigaldatud tarkbox, mis kogub ja edastab andmeid konteineri täituvuse kohta ning muudab jäätmemajanduse senisest märksa nutikamalt toimivaks. Foto: TalTechi Virumaa kolledž

Paralleelselt mõõteseadme prototüübi arendamise ja testimisega loodi terviklik tarkvara, mille eesmärk oli võimaldada erinevatel sihtrühmadel jälgida andurite tööd paindlikult. Valminud tarkvaraarendusega saab tutvuda veebiaadressil tarkbox.ee. See võimaldab sõltuvalt kasutaja rollist näha andurite asukohta linnade ja konteinerite kaupa, jälgida nii graafiliselt kui ka numbriliselt anduritelt saadavat infot ja saada ülevaade konteineri täituvuse, temperatuuri või niiskuse kohta.

Tarkboxis on võimalik koostada andurite tööst ülevaate saamiseks ja info analüüsimiseks raporteid, mis on viidud kohe vajalikule kujule, et neid kasutada analüütikatarkvaras või masinõppelahendustes. Eraldi kasutatav marsruudiplaneerija võimaldab planeerida täitunud konteinerite tühjendamist kõige optimaalsemal marsruudil. Selleks kasutatakse masinõppe algoritme. Lisaks saab kohe ka ülevaate marsruudi CO₂ heitest. Suurema andmemahu tekkimisel on kavas lisada tarkvarale moodul, mis võimaldab prognoosida konteinerite täituvust või muude mõõdetavate parameetrite kriitiliste piiride ületamist. Neid on mõistlik luua ja lisada vastavalt konkreetsetele vajadusetele.

Projekt sai teoks tänu koostöövalmis partneritele

Tõhusa tulemuse saavutamiseks tehti koostööd Kohtla-Järve linnavalitsusega. Arendajad usuvad, et ka teistel omavalitsustel on vajadus sellise rakenduse järele. Alustatud on lahenduse tutvustamisega võimalikele huvilistele, nt OÜ-le Aarius, Eesti Pakendiringlusele, Tootjavastutusorganisatsiooni OÜ-le ning Viru-Nigula vallavalitsusele. Kõik nad on olnud huvitatud lahenduse rakendamisest ja edasisest testimisest. Samuti on tehtud ettepanekuid, et lahendust saaks turul pakkuma hakata.

Selleks, et loodud lahendus jõuaks laiema praktilise kasutuseni, tuleks hakata jäätmete kogumisega seotud hangetes nõudma, kasvõi osaliselt, uudsetel või alternatiivsetel (tegelikul konteinerite täituvuse) lahendustel põhinevate jäätmete kogumise korraldamist. Selliste lahenduste kasutusele võtmiseni saaks liikuda samm-sammult, kui on selgunud selleks majanduslikud kõige mõistlikumad kohad.

Projekti rahastasid SA Keskkonnainvesteeringute Keskus ja Tallinna Tehnikaülikool. Tänu kuulub ka AS-ile Telia ja Kohtla-Järve linnavalitsusele. Telia andis tasuta võimaluse kasutada nende andmesidet (SIM-kaardid, pilvelahendus), Kohtla-Järve linn võimaldas paigaldada mõõteseadmeid testimiseks linna haldusalas asuvatele süvamahutitele.

Lisainfo:
Heiko Põdersalu
Virumaa digi- ja rohetehnoloogiate innovatsioonikeskuse (VIDRIK) juhataja
heiko.podersalu@taltech.ee