【導(dǎo)讀】本文針對(duì)深圳市南山區(qū)的垃圾收集處理現(xiàn)狀進(jìn)行建模分析。的規(guī)劃求解工具箱給出了最佳的35個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站分布。綜合實(shí)際情況，優(yōu)化成現(xiàn)在。首先我們把南山區(qū)劃分為兩個(gè)區(qū)域，采用單工廠靜態(tài)選址的韋伯問題。然后以環(huán)保效益為基礎(chǔ)，根據(jù)城市擴(kuò)張理論，結(jié)合處理站的可變成本確定了。處理站的實(shí)際最佳位置。利用最短路徑的Dijkstra算法求解出最短輸運(yùn)路線。根據(jù)Q值法對(duì)于各個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站的廂數(shù)進(jìn)行了合理的分配。最后采用了TSP模型，對(duì)于部分轉(zhuǎn)運(yùn)站的少量剩余余垃圾進(jìn)行統(tǒng)一輸運(yùn)，使得整體輸運(yùn)結(jié)構(gòu)更加合理，實(shí)現(xiàn)了以環(huán)保為基礎(chǔ)的最佳經(jīng)濟(jì)效益。有利于資源回收與再利用的城市綠色工程。在發(fā)達(dá)國(guó)家普遍實(shí)現(xiàn)了垃圾分類化，我們將運(yùn)用數(shù)學(xué)建模方法對(duì)深圳市南山區(qū)的分類化垃圾的實(shí)現(xiàn)做一些研究，時(shí)在目前的運(yùn)輸裝備條件下給出清運(yùn)路線的具體方案。是該分區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)站的總數(shù)

　　

【正文】 1 麻勘 2 珠光村 2 泉園路 3 牛城村 1 太子路 5 官龍村 1 大新街 3 西麗 1 疏港 2 華僑城 1 僑香路 3 平山村 1 商樂路 5 桂廟 1 九街 2 同樂村 1 建工路 1 新塘村 1 大石勘 1 南山村 0 白石洲 3 月亮灣 0 31 對(duì)于廂的相對(duì)平均分配， 每個(gè)區(qū)的 8 輛拖車的運(yùn)行效率，減少了拖車的等待時(shí)間同時(shí)減少了運(yùn)行成本。 ：平均工作量 我們 處理結(jié)果如下 ： 本 文提出的平均工作量原理，對(duì)運(yùn)輸路線 二 次改進(jìn)。首先各個(gè)區(qū)域的輸運(yùn)距離如圖 10： A區(qū)各轉(zhuǎn)運(yùn)站轉(zhuǎn)運(yùn)路程(k m)051015202530平山村 塘朗村 珠光村西麗官龍村 大石勘 文華路 牛城村 同樂村 翠溪路 僑香路 白芒村 新塘村 建工路 白石洲 華僑城麻勘路程(km ) 圖 10（ a） B區(qū)各個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站轉(zhuǎn)運(yùn)路程(k m)012345678910桂廟南光公 泉園路 大新街九街南山村四海太子路 商樂路 月亮灣疏港路程(km ) 圖 10（ b） 我們分別求出這兩組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差： A 區(qū)： 32 B 區(qū)： 我們對(duì)于路線進(jìn)行如下調(diào)整： A 區(qū)： 新塘村幫翠溪路運(yùn)一廂垃圾。 50 ???? 51 ???? 52 ???? 45 ???? 44 ???? 42 ???? 41???? 42 ???? 44 ???? 45 ???? 62 ???? 63 ???? 67 ???? 70???? 69 ???? 74 ???? 75 ???? 77 ???? 102（ ） 同樂村幫翠溪路運(yùn)一廂垃圾。 65 ???? 40 ???? 39 ???? 38 ???? 42 ???? 4141 ???? 42???? 44 ???? 45 ???? 62 ???? 63 ???? 67 ???? 70 ???? 69???? 74 ???? 75 ???? 77 ???? 102（ ） 華僑 城 幫僑香路運(yùn)一廂垃圾。 57 ???? 56 ???? 55 ???? 54 ???? 60 ???? 62 ???? 63 ????67 ???? 70 ???? 69 ???? 74 ???? 75 ???? 77 ???? 102（ ） 西麗幫白石洲運(yùn)一廂垃圾。 66 ???? 67 ???? 63 ???? 62 ???? 45 ???? 52 ???? 49???? 46 ???? 49 ???? 52 ???? 45 ???? 62 ???? 63 ???? 67???? 70 ???? 69 ???? 74 ???? 75 ???? 77 ???? 102（ ） Ｂ區(qū) ： 南山村幫商樂路運(yùn)一廂垃圾。 101 ???? 96 ???? 13 ???? 12 ???? 95 ???? 4 ???? 5???? 7 ???? 6 ??? 7 0377???? 8 ???? 9 ??? 10 ???? 11 ??? 92???? 91 ???? 93 ???? 94 ???? 89（ ） 桂廟幫太子路運(yùn)兩廂垃圾。 33 23 ???? 20 ???? 14 ???? 12 ???? 95 ???? 3 ???? 95 ????12 ???? 11 ??? 92 ???? 91 ???? 93 ???? 94 ???? 89（ ） 改進(jìn)后的路程如圖 11。 優(yōu)化后路程(km )0510152025新塘村 同樂村 平山村 華僑城西麗官龍村 牛城村 大石勘 建工路麻勘塘朗村 珠光村 白芒村 文華路 白石洲 僑香路 翠溪路路程(km ) 圖 11（ a） 優(yōu)化后路程(km)05101520253035月亮灣 南山村桂廟 四海 疏港 九街大新街 泉園路 南光公 太子路 商樂路路程(km) 圖 11(b) 分別求出標(biāo)準(zhǔn)差： A 區(qū)： B 區(qū)： 即可以認(rèn)為我們改進(jìn)后使得工作量更 加 趨于了平均 。 34 在平均工作量的基礎(chǔ)上，我們對(duì)于廂的分配進(jìn)一步調(diào)整： 翠溪路給月亮灣一個(gè)廂；商樂路給南山村一個(gè)廂，偏于幫助運(yùn)輸。 ：運(yùn)輸成本的計(jì)算 2811282128313 1 2( ( * ) )* 27 * 764 4(100* *15 0 432 64* *12 50 360 537 (309629(li iiiiiismffmfmf f f f???? ? ??????? ? ??????? ? ??????? ? ? ? ?????????元 ） ①（ 元 ） ②元 ） ③元 ） ④ 在如上的計(jì)算過程中，取柴油為 元 /升，每噸廚余垃圾的利益為 1250元，則各個(gè)式子含 義如下： ○ 1 表示每天的垃圾運(yùn)輸?shù)教幚韽S的運(yùn)費(fèi)； ②表示處理每天的垃圾所需處理費(fèi)用之和， ③表示將廚余垃圾處理完后可帶來的收益， ④表示該垃圾處理項(xiàng)目每天的收益。 ：基于 TSP 的模型改進(jìn) 【７】 考慮到垃圾的處理要綜合經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，我們對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站處理量的零頭進(jìn)行如下處理： TSP?? ??? ????? ??距 離 處 理 站 較 遠(yuǎn) 的 轉(zhuǎn) 運(yùn) 站 建 小 型 處 理 站 或 需 要 一 些 同 路 的 轉(zhuǎn) 運(yùn) 站 順 路 帶 走零 頭 極 少 的 轉(zhuǎn) 運(yùn) 站 ( 噸 ) 不 做 處 理 ， 等 第 二 天 將 其 運(yùn) 走距 離 處 理 站 較 近 的 轉(zhuǎn) 運(yùn) 站 零 頭 較 少 的 轉(zhuǎn) 運(yùn) 站 ( 噸 ) 小 收 集 車 直 接 運(yùn) 到 最 近 的 轉(zhuǎn) 運(yùn) 站零 頭 較 多 的 轉(zhuǎn) 運(yùn) 站 (1 噸 ) 將 其 納 入 模 型處理結(jié)果如表 6： A 區(qū) 廚余垃圾 日轉(zhuǎn)運(yùn)量 剩余轉(zhuǎn)運(yùn)量 路程 備注 麻勘 建兩個(gè)小型垃圾場(chǎng) 華僑 城 不予以處理 白石洲 自建小型處理站 建工路 0 從麻勘過來的車子需要順帶建工路上的 新塘村 0 白芒村 0 做 10 噸直接拖走 僑香路 較遠(yuǎn)，建兩個(gè)小型處理場(chǎng) 翠溪路 0 同樂村 不予以處理 35 牛城村 不予以處理 文華路 自建一個(gè)小型處理站 大石勘 較遠(yuǎn) 官龍村 TSP 西麗 TSP 珠光村 0 分兩趟運(yùn) 塘朗村 TSP 平山村 TSP B 區(qū) 疏港 0 較遠(yuǎn) 月亮灣 直接運(yùn)到九街 商樂路 用 拖車 從商樂路出發(fā)帶上零頭到達(dá)四海裝上四海的第二車?yán)? 噸到達(dá)太子路帶走其 噸到達(dá)處理站 太子路 四海 南山村 TSP 九街 TSP 大新街 不予以處理 泉園路 TSP 南光 TSP 桂廟 不予以處理 表６ 其中利用 TSP 模型進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)的 B 區(qū)的轉(zhuǎn)運(yùn)站相互之間的最短路徑如表 7 所示 . 實(shí)際距離 南山村 九街 泉園路 南光 B區(qū)處理廠 南山村 0 九街 0 泉園路 0 南光 0 B區(qū)處理廠 0 表７ 利用 lingo 軟件求解其最短回程程序如圖 12（本文只給出求解 B 區(qū)的）： 36 圖１２ 結(jié)果如圖 13. 圖 13 A 區(qū) 的 結(jié)果： A 區(qū) 處理場(chǎng)，塘朗，平山村，官龍村，西麗路，最后回 Ａ區(qū) 到處理場(chǎng)。 B 區(qū)的結(jié)果： Ｂ區(qū) 處理場(chǎng)，南光，南山村，九街 ，泉園路 ,最后回到 B 區(qū) 處理場(chǎng)。 每個(gè)經(jīng) TSP 處理的零頭總量都不超過 噸，都采用小型收集車運(yùn)輸。 Ⅷ 模型的評(píng)價(jià) 問題 一中，利用現(xiàn)有的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站，采用單工廠靜態(tài)選址的韋伯問題模型求解了垃圾處理站的理論最佳位置。但是在此模型中，我們?cè)诖_定最佳處理站的地點(diǎn)時(shí)，只考慮了直線距離加權(quán)和最小，理論上很完美，但實(shí)用性不強(qiáng)，有一定的局限性。于是我們對(duì)模型進(jìn)行如下改進(jìn)：在考慮到環(huán)保效益的同時(shí)，根據(jù)城市擴(kuò)張理論 ， 結(jié)合處理站的可變成本確定了處理站的實(shí)際最佳位置。運(yùn)用最短路徑的Dijkstra 算法求解出最短輸運(yùn)路線。 問題 二 中，由于我們主要需要處理的是廚余垃圾，假設(shè)人均垃圾產(chǎn)生量是相等的，人越多垃圾產(chǎn)生的也就越多，但現(xiàn)實(shí)生活中，還有很多地方即使沒有人居 37 住也會(huì)產(chǎn)生大量垃圾，比如商業(yè)街，市場(chǎng)等一些公共場(chǎng)所，再者由于題目給出的資料并不齊全，也會(huì)導(dǎo)致我們的模型存在一些不足之處。 為了對(duì)兩個(gè)模型的優(yōu)缺點(diǎn)有更直觀的了解，我們列出模型優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比表 8。 模型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 單工廠靜態(tài)選址的韋伯問題模型 １最短路徑，運(yùn)費(fèi)少 ２環(huán)保性高 ３ 平均了工作量，使得各個(gè)司機(jī)以及轉(zhuǎn)運(yùn)站的工作量都基本各自持平 １ 只考慮了直線距離加權(quán)和最小 ，沒有考慮實(shí)際線路 ２沒有考慮垃圾的轉(zhuǎn)運(yùn)站分布，優(yōu)化不徹底 以人口為基礎(chǔ)的垃圾密度模型 １按照人口規(guī)劃，使得垃圾的分布更合理 ２重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)運(yùn)站使得整個(gè)系統(tǒng)得到優(yōu)化 ３優(yōu)化了轉(zhuǎn)運(yùn)站的少量垃圾記得運(yùn)輸，盡可能的節(jié)約了運(yùn)輸成本 １ 沒有考慮到公共場(chǎng)所每天產(chǎn)生垃圾的情況 ２ 初始數(shù)據(jù)要求非常詳細(xì)，計(jì)算復(fù)雜，耗時(shí) 表８ Ⅸ 參考文獻(xiàn) 【 1】 尚松蒲，《平面上的點(diǎn) 線選址問題》 ， 運(yùn)籌學(xué)與控制論 ， 鄭州大學(xué)， 200３ 。 【 2】 《運(yùn)籌學(xué)》教材編寫組 ， 運(yùn)籌學(xué) ， 北京：清華大學(xué)出版社， 2020。 【 3】 谷歌地圖 深圳南山區(qū)， 2020。 【 4】 鐘沅糠 等 ，《 DEA 模型在垃圾中轉(zhuǎn)站效率評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 》 ，環(huán)境科學(xué)與管理 ，2020。 【 5】 袁嬌龍 等，《 Excel 在集合覆蓋模型中的應(yīng)用 》， 2020。 【 6】 《運(yùn)籌學(xué)》教材編寫組 ， 運(yùn)籌學(xué) ， 北京：清華大學(xué)出版社， 2020。 【 7】 楊天春等， 《基于分區(qū)改進(jìn)的遺傳算法求解ＴＳＰ問題》， 燕山大學(xué)學(xué)報(bào) ， 2020。