Logistische Kennzahlen bei der Sammlung von Haushaltsabfällen

Diplomarbeit von Raiko Fuhrmann

Einleitung:

Mit dem stetigen Anstieg der Abfallmengen wurde ab den 70er Jahren eine stärkere Reglementierung der Abfallwirtschaft durch Gesetze und Verordnungen notwendig, um bei der Beseitigung des Abfalls das Wohl der Allgemeinheit gewährleisten zu können. Durch die Pflicht der Kommunen bzw. der Abfallverursacher zum ordnungsgemäßen Transport und Entsorgung stieg somit auch der Anteil der durch Entsorgungsbetriebe erfassten Abfallmenge. Um das Abfallaufkommen zu verringern und ökologische Aspekte zu berücksichtigen, wurde 1986 das Abfallgesetz - AbfG erlassen, das nun die nicht mehr zu vermeidenden Abfälle in verwertbare und zu beseitigende unterschied. In den 80er Jahren sank gleichzeitig die Anzahl der Hausmülldeponien, durch Schließung der nicht mehr vorschriftsgemäßen „Müllkippen“, was für viele Entsorgungsunternehmen eine höhere Transportentfernung vom Sammelgebiet zur Deponie zur Folge hatte.

Da die Verpackungen einen immer höheren Anteil am Hausmüll ausmachten, was sich durch ein steigendes Abfallvolumen trotz Rückgang der Masse widerspiegelte, wurde zum Abfallgesetz 1991 die Verpackungsverordnung erlassen. Diese verpflichtet Handel und Industrie, alle Verpackungen zurückzunehmen, worauf das „Duale System Deutschland - DSD - Gesellschaft für Abfallvermeidung und Sekundärrohstoffgewinnung“ geschaffen wurde. Durch das DSD wurden die Stoffströme in der Abfallwirtschaft stark verändert. Die bis dahin nur teilweise erfolgte getrennte Erfassung von Wertstoffen in verschiedenen Systemen neben dem Restabfall wurde bis Mitte der 90er Jahre flächendeckend und einheitlich eingeführt.

Weiteren Einfluss auf die Abfallwirtschaft hatte die Technische Anleitung Siedlungsabfall - TASi, die u.a. die getrennte Sammlung von Bioabfall zur Folge hatte. Sie wird erst 2005 in vollem Umfang in Kraft treten. Dann ist die Deponierung von Restmüll nur noch zulässig, wenn er einen Glühverlust von unter 5 % hat. Somit werden weitere Schließungen von Deponien und die Errichtung neuer Abfallbehandlungsanlagen einsetzen, was abermals eine Erhöhung der durchschnittlichen Transportentfernung vom Sammelgebiet zur Entleerstelle zur Folge haben wird. 1996 folgte dem Abfallgesetz das Kreislaufwirtschaftsund Abfallgesetz - KrW/AbfG, das eine weitestgehende Kreislaufwirtschaft fordert.

Heute wird der Abfall aus Haushalten i.d.R. flächendeckend in die vom DSD organisierte Sammlung der Wertstoffe Leichtverpackungen - LVP, Papier/Pappe/Kartonagen – PPK und Glas sowie die vom Öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger organisierte Sammlung von Rest- und teilweise Bioabfall erfasst. Mit der Trennung von Haushaltsabfällen in mehrere einzelne Fraktionen und damit Stoffströme stieg der Aufwand bei Sammlung und Transport im Vergleich zur früheren Gesamterfassung des Hausmülls um das Mehrfache. Nach dem stetigen Anstieg des Abfallaufkommens seit den 70er Jahren, ist das Aufkommen mit den geschilderten Entwicklungen wieder zurückgegangen. In der Abbildung 1.1 ist die Entwicklung der einwohnerspezifischen Abfallmengen von 1995 bis 1998 aus der Betriebsdatenauswertung des Verbandes Kommunale Abfallwirtschaft und Stadtreinigung e.V. - VKS von 1998 dargestellt. Es wird davon ausgegangen, dass in den nächsten Jahren das Aufkommen an Siedlungsabfällen stagniert. Ein weiterer Rückgang des Restabfallaufkommens zugunsten der Wertstoffe wird voraussichtlich nur noch geringfügig stattfinden.

letzten Jahren starken Veränderungen unterworfen. Zukünftig wird diese in immer stärkerem Maße durch Vorgaben der Europäischen Union beeinflusst werden. Um den Anstieg der Betriebskosten durch die geschilderte Entwicklung entgegenzuwirken, wenden sich Entsorgungsunternehmen verstärkt Rationalisierungen bei der Abfalllogistik zu. Dabei sollen im Wesentlichen die Sammelleistung und die Effektivität der Transporte durch den Einsatz neuer Technik und eine verbesserte Tourenplanung gesteigert werden. Dieser Rationalisierungszwang betrifft schon lange nicht mehr nur die privaten Entsorgungsunternehmen sondern im liberalisierten Markt und dem Druck durch die öffentlichen Haushalte auch die kommunalen Entsorger.

Inhaltsverzeichnis:

1.	Einführung	8
1.1	Entwicklung der Rahmenbedingungen der Abfallwirtschaft in den letzten Jahren	8
1.2	Aufgabenstellung / Zielsetzung	9
2.	Grundlagen und Kennzahlen beim Sammelvorgang	11
2.1	Begriffsdefinitionen	11
2.2	Unterteilung einer Tour in Zeitintervalle	12
2.3	Einflussparameter auf die Sammlung	14
2.3.1	Sammelbehälter	14
2.3.1.1	Behälterart und -volumen	14
2.3.1.2	Entleerungsturnus und Bereitstellungsgrad	16
2.3.2	Fahrzeugtechnik	17
2.3.2.1	Fahrgestell	17
2.3.2.2	Aufbau	17
2.3.2.3	Presstechnik	17
2.3.2.4	Schüttung	18
2.3.3	Personal	20
2.3.4	Sammelorganisation	21
2.3.5	Sammelgebiet	22
3.	Datenaufnahme und Aufbereitung	24
3.1	Methodik der Datenaufnahme	24
3.2	Ermittlung der Rahmenbedingungen und Auswahl der Begleittouren	24
3.3	Tourenbegleitung und Datenaufnahme	25
3.4	Aufbereitung der Tourenbegleitdaten	27
4.	Datenauswertung	28
4.1	Behälterbereitstellung	28
4.1.1	Auswirkungen der Abfallentsorgungs- und Gebührensatzung	28
4.1.1.1	Restabfall	29
4.1.1.2	Bioabfall	30
4.1.1.3	Sammelcharakteristik in den Entsorgungsgebieten	30
4.1.2	Auswirkungen der örtlichen Gegebenheiten	32
4.1.3	Auswirkungen von Schwankungen im Abfallaufkommen	33
4.2	Standards und Ausgleichsfaktoren für Zwischen- und Umfahrtzeiten	34
4.2.1	Einflussparameter auf die Zwischen- und Umfahrtzeiten	34
4.2.2	Zwischenfahrtzeiten	35
4.2.2.1	Festlegung von Standardzwischenfahrtzeiten	35
4.2.2.2	Einfluss der ein-/beidseitigen Sammlung, Straßenstruktur und Verkehrsbehinderung	37
4.2.3	Umfahrtzeiten	40
4.2.3.1	Festlegung von Standardumfahrtgeschwindigkeiten	41
4.3	Standards und Ausgleichsfaktoren für Ladezeiten	42
4.3.1	Einflussparameter auf die Ladezeiten	42
4.3.1.1	Kippzeiten	42
4.3.2	Ladezeiten für MGB 60-240, Hecklader	43
4.3.2.1	Festlegung von Standardladezeiten für MGB 60-240, Hecklader	43
4.3.2.2	Ausgleichsfaktoren für MGB 60-240, Hecklader 1+2, manuelle/automatische Schüttung	44
4.3.2.3	Ausgleichsfaktoren für MGB 60-240, Hecklader 1+2, Benutzertransport	46
4.3.2.4	Ausgleichsfaktoren für MGB 60-240, Hecklader 1+2, Mannschaftstransport	47
4.3.2.5	Ausgleichsfaktoren für MGB 60-240, Hecklader 1+1, Benutzertransport, Wertmarken	48
4.3.3	Ladezeiten für MGB 60-240, Seitenlader	50
4.3.4	Ladezeiten für MGB 1.100, Hecklader	52
4.3.4.1	Festlegung von Standardladezeiten für MGB 1.100, Hecklader	52
4.3.4.2	Ausgleichsfaktoren für Ladezeiten MGB 1.100, Hecklader	53
4.3.5	Ladezeiten für Ladepunkte mit MGB 60-240 und MGB 1.100, Hecklader	55
4.4	Entleerungs- und Sonderzeit	55
4.5	Beispiele für die Tourenplanung und Entwicklung von Szenarien	55
4.5.1	Beispiel der Tourenplanung	55
4.5.2	Beispiel für die Entwicklung eines Szenarios	59
5.	Zusammenfassung.	61
	Anlagen	62
	Literaturverzeichnis	74
	Selbständigkeitserklärung	76

Inhaltsverzeichnis:

1.	Einführung	8
1.1	Entwicklung der Rahmenbedingungen der Abfallwirtschaft in den letzten Jahren	8
1.2	Aufgabenstellung / Zielsetzung	9
2.	Grundlagen und Kennzahlen beim Sammelvorgang	11
2.1	Begriffsdefinitionen	11
2.2	Unterteilung einer Tour in Zeitintervalle	12
2.3	Einflussparameter auf die Sammlung	14
2.3.1	Sammelbehälter	14
2.3.1.1	Behälterart und -volumen	14
2.3.1.2	Entleerungsturnus und Bereitstellungsgrad	16
2.3.2	Fahrzeugtechnik	17
2.3.2.1	Fahrgestell	17
2.3.2.2	Aufbau	17
2.3.2.3	Presstechnik	17
2.3.2.4	Schüttung	18
2.3.3	Personal	20
2.3.4	Sammelorganisation	21
2.3.5	Sammelgebiet	22
3.	Datenaufnahme und Aufbereitung	24
3.1	Methodik der Datenaufnahme	24
3.2	Ermittlung der Rahmenbedingungen und Auswahl der Begleittouren	24
3.3	Tourenbegleitung und Datenaufnahme	25
3.4	Aufbereitung der Tourenbegleitdaten	27
4.	Datenauswertung	28
4.1	Behälterbereitstellung	28
4.1.1	Auswirkungen der Abfallentsorgungs- und Gebührensatzung	28
4.1.1.1	Restabfall	29
4.1.1.2	Bioabfall	30
4.1.1.3	Sammelcharakteristik in den Entsorgungsgebieten	30
4.1.2	Auswirkungen der örtlichen Gegebenheiten	32
4.1.3	Auswirkungen von Schwankungen im Abfallaufkommen	33
4.2	Standards und Ausgleichsfaktoren für Zwischen- und Umfahrtzeiten	34
4.2.1	Einflussparameter auf die Zwischen- und Umfahrtzeiten	34
4.2.2	Zwischenfahrtzeiten	35
4.2.2.1	Festlegung von Standardzwischenfahrtzeiten	35
4.2.2.2	Einfluss der ein-/beidseitigen Sammlung, Straßenstruktur und Verkehrsbehinderung	37
4.2.3	Umfahrtzeiten	40
4.2.3.1	Festlegung von Standardumfahrtgeschwindigkeiten	41
4.3	Standards und Ausgleichsfaktoren für Ladezeiten	42
4.3.1	Einflussparameter auf die Ladezeiten	42
4.3.1.1	Kippzeiten	42
4.3.2	Ladezeiten für MGB 60-240, Hecklader	43
4.3.2.1	Festlegung von Standardladezeiten für MGB 60-240, Hecklader	43
4.3.2.2	Ausgleichsfaktoren für MGB 60-240, Hecklader 1+2, manuelle/automatische Schüttung	44
4.3.2.3	Ausgleichsfaktoren für MGB 60-240, Hecklader 1+2, Benutzertransport	46
4.3.2.4	Ausgleichsfaktoren für MGB 60-240, Hecklader 1+2, Mannschaftstransport	47
4.3.2.5	Ausgleichsfaktoren für MGB 60-240, Hecklader 1+1, Benutzertransport, Wertmarken	48
4.3.3	Ladezeiten für MGB 60-240, Seitenlader	50
4.3.4	Ladezeiten für MGB 1.100, Hecklader	52
4.3.4.1	Festlegung von Standardladezeiten für MGB 1.100, Hecklader	52
4.3.4.2	Ausgleichsfaktoren für Ladezeiten MGB 1.100, Hecklader	53
4.3.5	Ladezeiten für Ladepunkte mit MGB 60-240 und MGB 1.100, Hecklader	55
4.4	Entleerungs- und Sonderzeit	55
4.5	Beispiele für die Tourenplanung und Entwicklung von Szenarien	55
4.5.1	Beispiel der Tourenplanung	55
4.5.2	Beispiel für die Entwicklung eines Szenarios	59
5.	Zusammenfassung.	61
	Anlagen	62
	Literaturverzeichnis	74
	Selbständigkeitserklärung	76

Textprobe:

Kapitel 4.2.2, Zwischenfahrtzeiten:

Wie schon erwähnt, erfolgte die Erfassung der Zwischenfahrtstrecke über den Fahrzeugkilometerzähler in 100 m Schritten. Da der überwiegende Teil der Zwischenfahrtstrecken unter diesem Bereich liegt, ist die Angabe nicht als Einzel-, sondern nur als Mittelwert einer großen Anzahl von Messwerten möglich. Die ermittelten durchschnittlichen Zwischenfahrtzeiten und -strecken sind in Tabelle A2.2 im Anhang dargestellt.

Für kurze Zwischenfahrtstrecken bei denen die Lader auf den Trittbrettern am Heckladerfahrzeugmitfahren, ist der limitierende Faktor für die maximale Zwischenfahrtgeschwindigkeit die Trittbrettsicherung. Diese soll den Schutz der Lader beim Mitfahren auf Trittbrettern durch eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf max. 30 km/h und das Verhindern von Rückwärtsfahrten gewährleisten. Die rechtliche Grundlage hierfür ist die Europanorm EN 1501-1.

Die Trittbrettsicherungen gibt es in verschiedenen Ausführungen, bei denen die Begrenzung entweder stellungs-, sensor- oder gewichtsinduziert ausgelöst wird. Bei stellungsinduzierten Sicherungen müssen die Lader bei jedem Rückwärtsfahren und längeren Zwischenfahrtstrecken die Trittbretter hochklappen, bei sensor- und gewichtsinduzierten Sicherungen wird registriert, ob jemand auf dem Trittbrett steht.

Durch die Trittbrettsicherung sind die Lader gezwungen, bei kürzeren Rückwärtsfahrten neben dem Sammelfahrzeug herzulaufen bzw. bei längeren Rückwärts- und Vorwärtsfahrten einzusteigen, um eine höhere Zwischenfahrtgeschwindigkeit zu erreichen. An zwei begleiteten Sammelfahrzeugen ist die Geschwindigkeitsbegrenzung entgegen der zulässigen 30 km/h vom Hersteller auf nur 20 km/h eingestellt.

Bei drei anderen Fahrzeugen funktionierte die Trittbrettsicherung nicht. Eine Zuordnung der ermittelten durchschnittlichen Zwischenfahrtzeit pro Strecke zur Art der Trittbrettsicherung ergab keine direkt ersichtliche Abhängigkeit. Das lässt sich durch den eher geringen Anteil entsprechend langer Zwischenfahrtstrecken, auf denen das Fahrzeug so beschleunigen kann, dass die Trittbrettsicherung als limitierender Faktor wirkt, begründen. Wenn bei längeren Fahrten die Lader mit in das Fahrerhaus einsteigen, gilt dann die jeweilige zulässige Höchstgeschwindigkeit als Limit. Bei Seitenladern gilt diese ständig.

Kapitel 4.2.2.1, Festlegung von Standardzwischenfahrtzeiten:

Zur Festlegung von Standards bei der Zwischenfahrtzeit wurde die Angabe als Zeit-Weg-Funktion gewählt. Dazu wurde eine Regressionsanalyse der ermittelten durchschnittlichen Zwischenfahrtzeiten der jeweiligen Bebauungsstrukturen einer Tour und den dazugehörigen Strecken durchgeführt, dargestellt in Abbildung 4.2.

Da die Anzahl der Werte zu gering ist, um eine Auswertung für jede Bebauungsstruktur vorzunehmen, erwies sich eine Gruppierung der Werte in BS 1/2 und BS 3-5 als zweckmäßig. Bei der Regressionsberechnung war ein potentieller Ansatz für die BS 1/2 und ein logarithmischer Ansatz für die BS 3-5 am besten geeignet, d.h. das Bestimmtheitsmaß - R² war am größten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4.5 mit dem entsprechenden Bestimmtheitsmaß und Wertebereich dargestellt.

Zu beachten ist, dass die Regressionsfunktionen nur innerhalb des Bereiches der ihr zugrunde liegenden Messwerte gültig sind. Die Schwankungen der Werte um die ermittelten Regressionsfunktionen können hauptsächlich Verkehrsbehinderungen und der Straßenstruktur im Entsorgungsgebiet sowie der angewandten Sammelorganisation zugeordnet werden, die Abhängigkeit wird unter Abschnitt 4.2.2.2 näher betrachtet.

Die Werte der BS 1 und 2 liegen aufgrund des erhöhten Anteils der Sackgassen in der BS 1 bzw. der höheren Verkehrsbehinderung und dem Anteil an Fußgängerzonen in der BS 2 deutlich über denen der BS 3-5. In der BS 5 dauert die Zwischenfahrt oft über 3 Minuten und wurde so als Umfahrt gewertet.

Für eine Bestimmung von sinnvollen Ausgleichsfaktoren zur Standardregressionsfunktion müssten mehrere Werte unter gleichen Bedingungen vorliegen, aus denen man ebenfalls eine Regressionsfunktion bilden, und diese mit der Standardregressionsfunktion vergleichen kann. D.h. eventuelle Ausgleichsfaktoren wirken sich auf den Anstieg und die Verschiebung der Funktion aus, ggf. ist auch ein anderer Ansatz bei der Regressionsanalyse notwendig.