【正文】 ,。,3。 ,。,。,。,39。,。,。26,。,。 min(S) 附錄 6： 用 kMeans方法將 38個轉(zhuǎn)運站聚為 16類 a = [,。 7 0 。 0 。 0 。 0 。,39。,。,。,。 ,。,。 0 。并參照原垃圾轉(zhuǎn)運站收集垃圾的區(qū)域以及垃圾量進(jìn)行差值擬合，用 Matlab 進(jìn)行編程，得到每一片小的區(qū)域產(chǎn)生的垃圾數(shù)量。 2. 對于廚余設(shè)備的分配我們把復(fù)雜因素簡單化，抓住兩個重要因素即廚余垃圾的轉(zhuǎn)運量和轉(zhuǎn)運站到處理中心的距離進(jìn)行分析建立模型。3,2,1( ?? ?????? ?? sjiDx Dxssijiji? ijx ：觀測值； ijD ：觀測值的對應(yīng)權(quán)數(shù)； i? ：權(quán)算術(shù)平均數(shù)（即預(yù)測值）。 min kkMW?? () 1 ( 1 , 2 , ) (1 )ikk B i U i m? ??? () ( 1 , 2 , 。 Step4：重復(fù) Stept2 和 Stept3，直到達(dá)到最大迭代次數(shù)為止。通過計算，每天運輸填埋垃圾的總費用為 2349 元，每輛車需工作 個小時。既然回路是包含所有頂點的一個循環(huán)，故可以把任意一個點作為起點 (因此也是終點 )，這也是 TSP 模型的一個特點。 表 4. 垃圾轉(zhuǎn)運站最終聚類結(jié)果 類別 大型廚余垃圾處理設(shè)備位置 一 類 新圍公廁垃圾站 二 類 大沖公廁垃圾站 三 類 涌下村 清運路線 具體方案的設(shè)計 模型一： 加權(quán)載荷模型 —— 車輛的分配 由于車輛有限，我們先將 16 輛車分給三類垃圾的運輸，為此建立加權(quán)載荷模型。 （ 3） kMeans 聚類模型求解 我們利用第一部分測出 38個垃圾轉(zhuǎn)運站的坐標(biāo)值。 表 1. 垃圾轉(zhuǎn)運站點坐標(biāo) 序號 站點 坐標(biāo) 序號 站點 坐標(biāo) 1 九街站 (,) 20 松坪山站 (,) 2 玉泉站 (,) 21 南光站 (,) 3 動物園站 (,) 22 南園站 (,) 4 平山村站 (,) 23 望海路站 (,) 5 牛城村站 (,) 24 花果路站 (,) 6 科技園站 (,) 25 福光站 （ ， ） 5 7 同樂村站 （ ， ） 26 新圍村站 (,) 8 松坪山（二）站 (,) 27 大沖站 (,) 9 大新小學(xué)站 (,) 28 沙河市場站 (,) 10 南山村站 (,) 29 龍井 (,) 11 陽光 (白芒關(guān)外 )站 (,) 30 南山市場 (,) 12 月亮灣大道站 (,) 31 麻勘站 (,) 13 光前站 (,) 32 白芒站 (,) 14 北頭站 (,) 33 大石磡站 (,) 15 涌下村站 (,) 34 長源村站 （ ， ） 16 白石洲南站 (,) 35 華僑城站 (,) 17 前海公園站 (,) 36 疏港小區(qū)站 (,) 18 深圳大學(xué)站 (,) 37 西麗路站 （ ， ） 19 官龍村站 (,) 38 塘朗站 （ ， ） 通過對本問題的以上分析和算法流程，把 38 個垃圾轉(zhuǎn)運站點聚為 3 類，具體做法是利用 Matlab 中的 pdist 函數(shù)和 squareform 函數(shù)將坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為距離矩陣，并利用 linkage和 cluster函數(shù)進(jìn)行最短距離聚類，得到如下三類結(jié)果如下表。 ? ?1, 2, ,Mm? ：表示有 m座垃圾收集站組成的集合； kC ：表示篩選出的第 k 座垃圾中轉(zhuǎn)站的中轉(zhuǎn)能力； iX ：表示第 i座垃圾收集站的垃圾量； ()Ak ：表示篩選出的第 k 座垃圾中轉(zhuǎn)站所覆蓋的垃圾收集站的集合； ()Bi ：表示可以覆蓋第 f座垃圾收集站的中轉(zhuǎn)站的集合； kW ：表示是否啟用第 k 座垃圾中轉(zhuǎn)站； ikU ：表示第 f座垃圾中轉(zhuǎn)站是否被第七座垃圾中轉(zhuǎn)站覆蓋。 3ix ：第三區(qū)中第 i個垃圾轉(zhuǎn)運站的廚余垃圾量（ i=1， 2， … ， 13）。） 9．測小區(qū)坐標(biāo)時不考慮海拔高度對距離的影響； 10．假設(shè)小區(qū)間 距離用其坐標(biāo)之間的直線距離表示； 11．假設(shè)垃圾的產(chǎn)生量與人數(shù)呈正比關(guān)系； 12．不考慮小區(qū)人數(shù)的變動； 13．廚余設(shè)備所安放的轉(zhuǎn)運點出廚余垃圾不需要運輸； 14．假設(shè) 噸小車運送垃圾時，在每個站點運送時所走路程相等；。而對于廚余垃圾的運輸，我們在第一問題中所分得 的 3 塊的基礎(chǔ)上，再次利用 kMeans 聚類方法將每個塊分為 5～ 6 個塊并運用 TSP 模型確定出廚余垃圾的運輸路線。我們考慮將 38 個垃圾站點分成三類，并分別建設(shè)大型廚余垃圾處理設(shè)備。 我們此次研究主要是解決以下幾個問題： 問題（一）：假定現(xiàn)有垃圾轉(zhuǎn)運站規(guī)模與位置不變條件下，給出大、小型設(shè)備（櫥余垃圾）的分布設(shè)計 問題（二）：在目前的運輸裝備條件下給出清運路線的具體方案。 問題四：垃圾運轉(zhuǎn)站位置重新設(shè)計后清運路線具體方案設(shè)計。而對于廚余垃圾的運輸，我們在第一問題中所分得的 3 塊基礎(chǔ)上，再次利用 kMeans 聚類方法將每個塊分為 5～ 6 個塊，最后采用下山逐點搜索法確定出處于廚余垃圾的運輸路線 ,通過計算得出每天總的費用為 5001 元（不包括可回收垃圾、有害垃圾以及每個小區(qū)收集垃圾的運輸費用）。通過對兩種模型的分析比較，我們發(fā)現(xiàn)采用 kMeans 聚類模型所得結(jié)果更為 符合我們所要達(dá)到的效果，而且通過比較建設(shè)廚余垃圾處理設(shè)備的花費，發(fā)現(xiàn)使用 3 個大型廚余垃圾處理設(shè)備時能達(dá)到最佳經(jīng)濟效益和環(huán)保效果。但是垃圾的運送處理成為了一個很難解決的問題，因此如何達(dá)到最佳經(jīng)濟效益和環(huán)保效果，是我們此次研究的主要問題。 問題二：清運路線具體方案設(shè)計。再運用谷歌地球軟件測出篩選出來的小區(qū)的坐標(biāo)。在垃圾分類收集與處理中，不同類的垃圾有不同的處理方式，所有垃圾將從小區(qū)運送到附近的轉(zhuǎn)運站，再運送到少數(shù)幾個垃圾處理中心。由于大、小型設(shè)備的處理垃圾能力不同，而且大型設(shè)備的的處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小型設(shè)備，所以我們先考慮大型廚余垃圾處理設(shè)備的安置。具體算法可以采用退火算法、中位點算法等，因為數(shù)據(jù)少、計算精確我們選擇中位點算法求得具體位置。然后以每一類中的居民人數(shù)和距離作為選取轉(zhuǎn)運站位置的主要依據(jù)， 用選址問題中的中位點選址方法確定垃圾運轉(zhuǎn)站的位置，最后根據(jù)所給的垃圾運轉(zhuǎn)站的轉(zhuǎn)運量進(jìn)行局部調(diào)整而得出垃圾站點的位置分布。 iv 、 jv ：垃圾轉(zhuǎn)運站點 。 YiD ：表示第 i個垃圾轉(zhuǎn)運站到南山垃圾廠的距離（ i=1， 2， … ， 37）。 Step2：然后按計算公式 ? ?m in , ( , )rk p k q kd d d k p q?? 計算原來各類與新類之間的距離，得到一個新的 37 階的距 離矩陣。 Step2：對數(shù)據(jù)集中的每個樣本點 ix ，計算其與各個聚類中心 jc 的歐式距離并獲取其類別標(biāo)號： 2( ) a r g m i n || || , 1 , 2 , . . . , 3 8 , 1 , 2 , 3ijjla b e l i i j? ? ? ?xc。 以距離和各轉(zhuǎn)運站的廚余垃圾量乘積之和為運行成本，以成本值為目標(biāo)函數(shù)確定垃圾處理設(shè)備的具體位置。 TSP 模型可以如下描述：在給出的一個雄頂點網(wǎng)絡(luò) (有向或無向 )，要求找出一個包含所有甩個頂點的具有最小耗費的環(huán)路。L :表示末 點到處理中心的距離） 時間的計算公式： b5a10/40ST ????? 總 ( 總S :表示總路程 。 （ 2）算法流程 Step1：從數(shù)據(jù)集 381{}nn?x 中任意選取 3賦給初始的聚類中心 1c ， 2c ， 3c 。然后通過 Matlab軟件中的 pdist 函數(shù)和 squareform 函數(shù)將其化為距離方陣，并通過 kMeans 方法將小區(qū)聚為 38 類?？紤]目標(biāo)函數(shù) 12m i n ( ) [ ( ) , ( ) , ( ) ] *t i n t ti S v S v S v S v D A?? 16 其中， 12[ ( ), ( ) ( )]tnA a v a v a v? 為每類內(nèi)各站點的載荷矩陣（廚余垃圾量）。 2. 我們首先利用題目所給的四類垃圾（廚余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾、其他不可回收垃圾）的比例（ 4:2:1:3）計算出每天產(chǎn)生的可回收垃圾量為 230噸，然后，利用可回收垃圾中四類垃圾（紙類、塑料、玻璃、金屬）的平均比例計算出相應(yīng)垃圾的產(chǎn)量，具體結(jié)果如下表 表 17. 可回收垃圾收益表 類別 產(chǎn)量（噸） 收益（元） 紙類 140800 塑料 224000 玻璃 7680 金屬 25600 合計 256 398080 3. 總收益為 423680～ 474880 元 。 模型的改進(jìn) 1. 在解決垃圾站點重新設(shè)計問題的數(shù)據(jù)處理時，由于時間有限，我們將 2800 人以下的小區(qū)忽略了，這將 導(dǎo)致垃圾站點的分布存在偏差。 8 0 28。 BX=zscore(X)。,。,。,。,。dist39。 6 0 。 0 。 0 。 0 。 0 。,。,。,。,。,]。,。,。,。 ,。,6。,。,。,3。 ,。,。rep39。,。,。,。,。,。 0 4 4 。 min(S) 附錄 5：三區(qū)大型廚余垃圾處理設(shè)備分布位置： D3=[0 11 7 10 。 0 。 0 。