Published October 29, 2023 | Version v1
Publication Open

Optimising unplanned waste collection: An IoT‐enabled system for smart cities, a case study in Tangier, Morocco

  • 1. Mohammed V University
  • 2. Université Mohammed VI Polytechnique

Description

Abstract An innovative approach to the collection of unplanned municipal waste through the integration of an Internet of Things (IoT) enabled system in urban settings is presented. Despite significant strides in waste management optimisation, traditional systems have largely overlooked the management of occasional or seasonal waste such as green waste, wild dump, and construction debris. The authors seek to address this gap by deploying an IoT‐enabled system to optimise resource utilisation and efficiency. Building on existing infrastructures for real‐time tracking of waste collection circuits, equipment, and bin filling levels, the system incorporates an additional module to manage unpredictable waste categories. The system collects field data leveraging existing resources with minimal investment. To manage the sporadic nature of these waste types, the system employs a flexible approach with the use of sensors and algorithms for dynamic route planning and waste collection. Using the city of Tangier, Morocco, as a case study, a comprehensive methodology for waste location capture, GIS mapping, priority‐based route identification, scenario testing, and operational cost estimation is implemented. A modified version of the Contraction Hierarchies algorithm is applied to compute optimal waste collection paths, ensuring timely and efficient waste removal while minimising environmental impact. The findings from this research promise significant implications for municipal waste collection, particularly in developing countries, opening new possibilities for sustainable waste management practices in smart cities.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص يتم تقديم نهج مبتكر لجمع النفايات البلدية غير المخطط لها من خلال دمج نظام تمكين إنترنت الأشياء (IoT) في المناطق الحضرية. على الرغم من الخطوات الكبيرة في تحسين إدارة النفايات، فقد تجاهلت الأنظمة التقليدية إلى حد كبير إدارة النفايات العرضية أو الموسمية مثل النفايات الخضراء، والتفريغ البري، وحطام البناء. يسعى المؤلفون إلى معالجة هذه الفجوة من خلال نشر نظاميدعم إنترنت الأشياء لتحسين استخدام الموارد وكفاءتها. بناءً على البنى التحتية الحالية لتتبع الوقت الفعلي لدوائر جمع النفايات والمعدات ومستويات تعبئة الحاويات، يشتمل النظام على وحدة إضافية لإدارة فئات النفايات التي لا يمكن التنبؤ بها. يجمع النظام البيانات الميدانية من خلال الاستفادة من الموارد الحالية بأقل قدر من الاستثمار. لإدارة الطبيعة المتفرقة لأنواع النفايات هذه، يستخدم النظام نهجًا مرنًا باستخدام أجهزة الاستشعار والخوارزميات لتخطيط المسارات الديناميكية وجمع النفايات. باستخدام مدينة طنجة، المغرب، كدراسة حالة، يتم تنفيذ منهجية شاملة لالتقاط موقع النفايات، ورسم خرائط نظم المعلومات الجغرافية، وتحديد المسار على أساس الأولوية، واختبار السيناريو، وتقدير التكلفة التشغيلية. يتم تطبيق نسخة معدلة من خوارزمية التسلسل الهرمي للانكماش لحساب مسارات جمع النفايات المثلى، مما يضمن إزالة النفايات في الوقت المناسب وبكفاءة مع تقليل التأثير البيئي. تعد نتائج هذا البحث بآثار كبيرة على جمع النفايات البلدية، لا سيما في البلدان النامية، مما يفتح إمكانيات جديدة لممارسات الإدارة المستدامة للنفايات في المدن الذكية.

Translated Description (French)

Résumé Une approche innovante de la collecte des déchets municipaux non planifiés par l'intégration d'un système activé par l'Internet des objets (IoT) en milieu urbain est présentée. Malgré des progrès significatifs dans l'optimisation de la gestion des déchets, les systèmes traditionnels ont largement négligé la gestion des déchets occasionnels ou saisonniers tels que les déchets verts, les décharges sauvages et les débris de construction. Les auteurs cherchent à combler cette lacune en déployant un système compatible IoT pour optimiser l'utilisation et l'efficacité des ressources. S'appuyant sur les infrastructures existantes pour le suivi en temps réel des circuits de collecte des déchets, des équipements et des niveaux de remplissage des poubelles, le système intègre un module supplémentaire pour gérer les catégories de déchets imprévisibles. Le système collecte des données de terrain en tirant parti des ressources existantes avec un investissement minimal. Pour gérer la nature sporadique de ces types de déchets, le système utilise une approche flexible avec l'utilisation de capteurs et d'algorithmes pour la planification dynamique des itinéraires et la collecte des déchets. En utilisant la ville de Tanger, au Maroc, comme étude de cas, une méthodologie complète pour la capture de l'emplacement des déchets, la cartographie SIG, l'identification des itinéraires baséesur les priorités, les tests de scénarios et l'estimation des coûts opérationnels est mise en œuvre. Une version modifiée de l'algorithme des hiérarchies de contraction est appliquée pour calculer les voies optimales de collecte des déchets, garantissant une élimination rapide et efficace des déchets tout en minimisant l'impact environnemental. Les résultats de cette recherche promettent des implications importantes pour la collecte des déchets municipaux, en particulier dans les pays en développement, ouvrant de nouvelles possibilités de pratiques de gestion durable des déchets dans les villes intelligentes.

Translated Description (Spanish)

Resumen Se presenta un enfoque innovador para la recolección de residuos municipales no planificados a través de la integración de un sistema habilitado para Internet de las Cosas (IoT) en entornos urbanos. A pesar de los avances significativos en la optimización de la gestión de residuos, los sistemas tradicionales han pasado por alto en gran medida la gestión de residuos ocasionales o estacionales, como los residuos verdes, los vertederos silvestres y los desechos de la construcción. Los autores buscan abordar esta brecha mediante el despliegue de un sistema habilitado para IoT para optimizar la utilización y la eficiencia de los recursos. Basándose en las infraestructuras existentes para el seguimiento en tiempo real de los circuitos de recogida de residuos, equipos y niveles de llenado de contenedores, el sistema incorpora un módulo adicional para gestionar categorías de residuos impredecibles. El sistema recopila datos de campo aprovechando los recursos existentes con una inversión mínima. Para gestionar la naturaleza esporádica de estos tipos de residuos, el sistema emplea un enfoque flexible con el uso de sensores y algoritmos para la planificación dinámica de rutas y la recogida de residuos. Utilizando la ciudad de Tánger, Marruecos, como estudio de caso, se implementa una metodología integral para la captura de ubicaciones de residuos, mapeo SIG, identificación de rutas basadaen prioridades, pruebas de escenarios y estimación de costos operativos. Se aplica una versión modificada del algoritmo Contraction Hierarchies para calcular las rutas óptimas de recolección de residuos, garantizando la eliminación oportuna y eficiente de los residuos y minimizando el impacto ambiental. Los hallazgos de esta investigación prometen implicaciones significativas para la recolección de residuos municipales, particularmente en los países en desarrollo, abriendo nuevas posibilidades para las prácticas sostenibles de gestión de residuos en las ciudades inteligentes.

Files

smc2.12069.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5248eda6a11fd64682ddddd8df5ffc88
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحسين جمع النفايات غير المخطط لها: نظام يدعم إنترنت الأشياء للمدن الذكية، دراسة حالة في طنجة، المغرب
Translated title (French)
Optimiser la collecte des déchets non planifiés : un système IoT pour les villes intelligentes, une étude de cas à Tanger, au Maroc
Translated title (Spanish)
Optimización de la recolección no planificada de residuos: un sistema habilitado para IoT para ciudades inteligentes, un estudio de caso en Tánger, Marruecos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4388022655
DOI
10.1049/smc2.12069

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Morocco

References

  • https://openalex.org/W1608558570
  • https://openalex.org/W1755227063
  • https://openalex.org/W1774907667
  • https://openalex.org/W1993225935
  • https://openalex.org/W2105103777
  • https://openalex.org/W2134295053
  • https://openalex.org/W2148831787
  • https://openalex.org/W2623894540
  • https://openalex.org/W2883160312
  • https://openalex.org/W2890522215
  • https://openalex.org/W2922528255
  • https://openalex.org/W3028158573
  • https://openalex.org/W3040664270
  • https://openalex.org/W3182436344