【正文】 0 6 8 。,]。,。,。,。,。 12 0 。 模型的推廣 本文在對(duì)城市生活垃圾收運(yùn)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行 深入分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代 物流理論，以經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化為目標(biāo)，提出了城市垃圾收運(yùn)系統(tǒng)的優(yōu)化方法和數(shù)學(xué)模 型，在解決深圳市南山區(qū)垃圾處理問題上準(zhǔn)確性較高具有通用性，可以推廣到全國(guó)各大城市的垃圾處理方案設(shè)計(jì)中以及特定情況下的貨物運(yùn)輸問題中。 不足 ，我們所考慮的因素較少，沒有考慮到交通因素、占地費(fèi)用因素以及每個(gè)地方垃圾量的不確定性等，因此的出的結(jié)果不夠準(zhǔn)確。 18 模型三： TSP模型 —— 清運(yùn)路線的設(shè)計(jì) （ 1）焚燒垃圾和填埋垃圾的清運(yùn)路線的方案設(shè)計(jì)： 我們首先利用 kMeans 聚類方法將 38 個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站點(diǎn)分成 16 塊，記為 P 集合，具體數(shù)據(jù)如下表所示： 表 15. P 集合及該集合的垃圾量 塊序號(hào) 垃圾站點(diǎn)序號(hào) 垃圾量 到焚燒廠的距離 1 15,11 , , 2 31 3 17,26,1,13 , , 4 18 5 21,22 , , 6 9,23 , 17,19 7 14 8 2,32,36 , , 9 7,6,20 , ,17, 10 24,27 , , 11 29,8,25,10 , ,11, 12 33,35 , , 13 38,37,16,19,24 , , 14 3,4,5 , , 15 12,28 , ， 16 30 然后采用 TSP 模型確定清運(yùn)路線，結(jié)果如下： 19 圖 6. 新焚燒垃圾運(yùn)輸路線圖 注： :垃 圾 量超過 ，且一次就能運(yùn)完的垃圾站點(diǎn) :表示垃圾量不足 :表示需要運(yùn)輸兩次或兩次以上的垃圾站點(diǎn) :表示垃圾處理中心 每天的總費(fèi)用 1236 元： ,每輛車須工作 5 個(gè)小時(shí) 填埋垃圾的清運(yùn)路線與焚燒垃圾的清運(yùn)路線基本相同，每天總費(fèi)用為 2132 元，每輛車需工作 個(gè)小時(shí)。 從而得出垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站點(diǎn)的位置分布，如下表所示： 表 9. 垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站新站點(diǎn)分布 編號(hào) 片區(qū)名稱 地址 總?cè)藬?shù) 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量 1 平山村站 南山區(qū)平山村內(nèi) 28943 14 2 07 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 南山華泰小區(qū) 7941 3 07 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 后海小學(xué) 4001 4 01 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 登良路與南商路交叉口處 33330 5 南山村站 東濱路與前海路交匯處 41135 6 沙河市場(chǎng)站 南山區(qū)沙河市場(chǎng)旁 79803 7 大沖站 深南大道大沖村旁 19997 8 前海公園站 南山區(qū)前海公園內(nèi) 19111 9 龍井 龍珠五路龍井村旁 32028 10 大新小學(xué)站 南頭街大新小學(xué)旁 58129 11 03 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 大磡村綜合市場(chǎng) 17346 12 01 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 公園路與招商路 16333 13 22 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 新圍村 14734 14 華僑城站 僑城東路西側(cè) 21455 15 05 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 白芒村南 22512 16 北頭站 前海路與桂廟路交叉口 10419 17 動(dòng)物園站 深圳野生動(dòng)物園 12040 18 16 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 留仙洞村 13062 19 南園站 南山區(qū)南園村內(nèi) 40609 20 白石洲站 白石洲與石洲中路交叉口 28939 21 07 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 西麗路 22612 22 1 網(wǎng)格 匯總 珠光村 15213 23 04 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 北環(huán)大道與京港澳高速公 路交叉口 13683 24 玉泉站 玉泉路寶龍路口 23734 25 九街站 深南大道南頭中學(xué)旁 12048 26 10 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 官龍村 17066 27 深圳科技工業(yè)園大廈 深圳科技工業(yè)園大廈 16825 28 03 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 東角頭 地鐵站 20295 29 07 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 玉泉路 14251 30 11 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 興海大道蛇口站 12659 31 02 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 南山區(qū)福光村內(nèi) 50807 32 松坪山（二）站 高新北區(qū)朗山一路綠地內(nèi) 20471 33 深圳大學(xué)站 校園內(nèi) 8106 34 平山 P 片區(qū) 匯總 創(chuàng)業(yè)路與南光路交叉口 17486 35 科技園站 科苑南路與濱海路大道交 匯處西側(cè) 8633 36 松坪山站 南山區(qū)松坪山第五工業(yè)區(qū) 3054 37 03 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 桃李花園 3281 38 03 網(wǎng)格片區(qū) 匯總 學(xué)府路與南山大道交叉口 9649 15 圖 5. 新設(shè)計(jì)的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站分布圖 模型三：優(yōu)化模型 —— 廚余垃圾處理中心的確定 1. 聚類分析模型 —— 將 38 個(gè)站點(diǎn)分為三類 根據(jù)表 9的 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站最終聚類結(jié)果，以及 對(duì)于廚余垃圾處理設(shè)備的分布設(shè)計(jì)，我們首先用百度地圖測(cè)出每一個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站 iv 至其它各個(gè)站點(diǎn) jv 的最短路徑長(zhǎng)度 ijd （ i， j ＝ 1， 2， … ），求出三類內(nèi)部的距離矩陣 1 1 11, 1 , 2 , 3 .ntm m nddDtdd???????? 下面建立模型確定每一類內(nèi)部廚余垃圾處理中心的位置。再運(yùn)用谷歌地球軟件測(cè)出篩選出來的小區(qū)的坐標(biāo)。 模型一： kMeans 模型 —— 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站點(diǎn)的初步確定 （ 1） kMeans 聚類基本思路：接受聚類參數(shù) k，然后將事先輸入的 n個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象劃分為 k 個(gè)聚類以便使得所獲得的聚類滿足：同一聚類中的對(duì)象相 似度較高；而不同聚類中的對(duì)象相似度較小。 圖 1. 焚燒垃圾運(yùn)輸路線圖 注： :垃 圾量超過 ，且一次就能運(yùn)完的垃圾站點(diǎn) :表示垃圾量不足 10 :表示需要運(yùn)輸兩次或兩次以上的垃圾站點(diǎn) :表示垃圾處理中心 費(fèi)用的計(jì)算公式： )L39。 （ 2）模型求解 運(yùn)輸廚余垃圾的拖車所占比率： 1 3 1 2 1 31 1 2 2 3 31 1 11 1 3 1 2 1 31 1 2 2 3 31 1 15 ( )5 ( )i i i i i ii i ii i i i i i i Y i i Z ii i ix D x D x Dx D x D x D Y D Z D? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 運(yùn)輸焚燒垃圾的拖車所占比率： 2 1 3 1 2 1 31 1 2 2 3 31 1 15 ( )i Y ii i i i i i i Y i i Z ii i iYDx D x D x D Y D Z D?? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 運(yùn)輸填埋垃圾的拖車所占比率： 3 1 3 1 2 1 31 1 2 2 3 31 1 15 ( )i Z ii i i i i i i Y i i Z ii i iZDx D x D x D Y D Z D?? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? （ 2）求解車輛的分配 用加權(quán)載荷法確定每類具體方法如下： 表 5. 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站最終聚類結(jié)果 車輛類別 所占比率 車輛數(shù)量 運(yùn)輸廚余垃圾的車輛 5 運(yùn)輸焚燒垃圾的車輛 4 運(yùn)輸填埋 垃圾的車輛 7 8 模型二： TSP模型 —— 清運(yùn)路線的設(shè)計(jì) （ 1）焚燒垃圾的清運(yùn)路線 通過對(duì)同中所給數(shù)據(jù)的分析，以及相關(guān)資量的查閱，我們決定采用 TSP 模型對(duì)問題進(jìn)行求解。 3 兩種模型的比較及最終聚類結(jié)果 通過對(duì)兩種方案總費(fèi)用的比較，我們得出 kmeans 聚類算法為最優(yōu)方案。聚類相似度是利用各聚類中對(duì)象的均值所獲得一個(gè) “中心對(duì)象 ”（引力中心）來進(jìn)行計(jì)算的。 1. 最短距離聚類模型 （ 1）每一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站看成一類，依次記為 1 2 38, , ,G G G ，構(gòu)造 38 個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站間的距離矩陣 1 1 1 2 1 , 3 82 1 2 2 2 , 3 83 8 ,1 3 8 , 2 3 8 , 3 8d d dd d dDd d d????????? 以距離矩陣 D 為基礎(chǔ)，利用最短距離方法聚類。 3iD ：第三區(qū)中第 i個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站到新圍公廁垃圾站的距離（ i=1， 2， … ， 13）。 A ：各垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)的載荷矩陣（以廚余垃圾的轉(zhuǎn)運(yùn)量為載荷）。我們首先利用 excel將深圳所有小區(qū)的數(shù)據(jù)按片區(qū)名稱分類匯總，并得出每個(gè)小區(qū)的總?cè)藬?shù)，然后通過人數(shù)和房間數(shù)對(duì)小區(qū)進(jìn)行篩選作為分析研究的對(duì)象。為此，我們用百度地圖搜索到了轉(zhuǎn)運(yùn)站之 間的最短距離，結(jié)合各轉(zhuǎn)運(yùn)站的廚余垃圾量，以及距離和各轉(zhuǎn)運(yùn)站的廚余垃圾量乘積之和為運(yùn)行成本，求最小成本值。 問題（四）：求出重新設(shè)計(jì)垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站位置后清運(yùn)路線的具體方案 二、問題分析 廚余垃圾處理設(shè)備的分布設(shè)計(jì) 根據(jù)題意我們首先要解決的問題是廚余垃圾處理設(shè)備的分布設(shè)計(jì)，對(duì)于此問題我們要考慮所用大、小型處于垃圾處理設(shè)備的數(shù)量，以及所選用的廚余垃圾處理設(shè)備的放置地點(diǎn)的選擇。我國(guó)大城市如北京、上海、重慶和深圳的垃圾分類化已經(jīng)提到日程上來，并且都都取得了一定成果，但是許多問題仍然是垃圾分類化進(jìn)程中需要深入研究的。對(duì)于此 模型，我們首先利用 excel 將深圳所有