【正文】 下表表12. 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)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1二類4三類27 垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站位置重新設(shè)計(jì)后清運(yùn)路線具體方案設(shè)計(jì) 模型三：加權(quán)載荷模型——車輛的分配1. 拖車的分配：此問(wèn)題的解決方法與問(wèn)題2的處理方法相同，由于車輛有限，我們先將16輛車分給三類垃圾的運(yùn)輸，為此建立加權(quán)載荷模型。以距離和各轉(zhuǎn)運(yùn)站的廚余垃圾量乘積之和為運(yùn)行成本，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。目標(biāo)函數(shù)為從現(xiàn)有m座垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站的位置中優(yōu)選出可以覆蓋m座垃圾收集站的最小數(shù)目的中轉(zhuǎn)站選點(diǎn)；約束式l表示每一座垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站的垃圾均被清運(yùn)；約束式2是滿足垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站中轉(zhuǎn)能力的要求；約束式3表示垃圾站和中轉(zhuǎn)站的垃圾量非負(fù)；約束式4是垃圾收集站是否位于第k座垃圾中轉(zhuǎn)站附近的決策變量；約束式5是第j座垃圾收集站是否有垃圾收運(yùn)到第k座中轉(zhuǎn)站的決策變量。然后以每一類中的居民人數(shù)和距離作為選取轉(zhuǎn)運(yùn)站位置的主要依據(jù)，用選址問(wèn)題中的中位點(diǎn)選址方法確定垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站的位置， 模型二：集合覆蓋模型——垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站點(diǎn)的調(diào)整集合覆蓋模型目標(biāo)是在滿足覆蓋所有垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)的情況下，確定建立大型廚余垃圾處理設(shè)備的個(gè)數(shù)或建設(shè)費(fèi)用最小，并配置這些服務(wù)設(shè)施使所有的轉(zhuǎn)運(yùn)站都能被覆蓋住到。參照當(dāng)?shù)厝丝诿芏纫约袄占芏?，算出該城區(qū)垃圾收集最優(yōu)半徑為 750m；再結(jié)合實(shí)際勘探情況以及城市總體規(guī)劃共布置大型垃圾收集站149座。然后篩選出人數(shù)超過(guò)2800人的小區(qū)以及剩余中房間數(shù)超過(guò)80間的小區(qū)作為分析研究的對(duì)象。Step4：重復(fù)Stept2和Stept3，直到達(dá)到最大迭代次數(shù)為止。Step2：對(duì)數(shù)據(jù)集中的每個(gè)樣本點(diǎn)，計(jì)算其與各個(gè)聚類中心的歐式距離并獲取其類別標(biāo)號(hào)：。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(lái)進(jìn)行計(jì)算的。 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(jì)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(jì)算出相應(yīng)垃圾的產(chǎn)量，具體結(jié)果如下表表8. 可回收垃圾收益表類別產(chǎn)量（噸）收益（元）紙類127019塑料201201玻璃6898金屬22994合計(jì)358112 3. 總收益為381112～427112元 垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站的重新分布設(shè)計(jì)和大、小型廚余垃圾處理設(shè)備的分布設(shè)計(jì)對(duì)于本問(wèn)題我們采用了kmeans模型、集合覆蓋模型以及中心位點(diǎn)選址模型進(jìn)行求解。通過(guò)計(jì)算，每天運(yùn)輸填埋垃圾的總費(fèi)用為2349元。a:表示裝車的次數(shù)。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6. 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116,27,28,，,22,7，8,20,，,34,19,26,41,9,12，17,523,24,65,32,725,34,38，,814,15,21,22,30,911,31，,221010116,8，,1213,29,37，,1513361431535163323然后我們采用TSP模型對(duì)集合的垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)路徑進(jìn)行搜索得出焚燒垃圾運(yùn)輸路線如下圖。既然回路是包含所有頂點(diǎn)的一個(gè)循環(huán)，故可以把任意一個(gè)點(diǎn)作為起點(diǎn)(因此也是終點(diǎn))，這也是TSP模型的一個(gè)特點(diǎn)。任何一個(gè)包含網(wǎng)絡(luò)中所有n個(gè)頂點(diǎn)的環(huán)路被稱作一個(gè)回路(Tour)。TSP模型[6]路運(yùn)輸問(wèn)題的最為典型的一個(gè)模型，它的全稱是Traveling
Salesman Problem(TSP)，中文叫做旅行商問(wèn)題。（1） 模型：觀測(cè)值；：觀測(cè)值的對(duì)應(yīng)權(quán)數(shù)；：權(quán)算術(shù)平均數(shù)（即預(yù)測(cè)值）。以每一類內(nèi)部為約束條件，以各垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站點(diǎn)的載荷加權(quán)，用Matlab中的矩陣運(yùn)算求得每一個(gè)站點(diǎn)至其它各個(gè)站點(diǎn)的最短路徑長(zhǎng)度的加權(quán)和，最后得出將3個(gè)大型廚余垃圾處理設(shè)備位置分別如下表。以距離和各轉(zhuǎn)運(yùn)站的廚余垃圾量乘積之和為運(yùn)行成本，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。3 兩種模型的比較及最終聚類結(jié)果通過(guò)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。然后利用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kMeans函數(shù)進(jìn)行最短距離聚類，得到如下三部分結(jié)果：表3. 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站分類結(jié)果類別垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站一類玉泉站 平山村站 同樂(lè)村站 松坪山（二）站 光前站 白石洲南站 松坪山站 大沖站 沙河市場(chǎng)站 龍井 華僑城站 深圳大學(xué)站 科技園站二類動(dòng)物園站 牛城村站 陽(yáng)光(白芒關(guān)外)站 福光站 麻勘站 白芒站 大石磡站 長(zhǎng)源村站 塘朗站 官龍村站 新圍村站 西麗路站三類九街站 大新小學(xué)站 南山村站 月亮灣大道站 北頭站 涌下村站 前海公園站 南光站 南園站 望海路站 花果路站 南山市場(chǎng) 疏港小區(qū)站通過(guò)對(duì)表3結(jié)果的計(jì)算和分析，我們得出：一區(qū)建立一個(gè)大型設(shè)備；二區(qū)建立以個(gè)大型設(shè)備；三區(qū)建立一個(gè)大型設(shè)備和14個(gè)小型設(shè)備。Step4：重復(fù)Stept2和Stept3，直到達(dá)到最大迭代次數(shù)為止。Step2：對(duì)數(shù)據(jù)集中的每個(gè)樣本點(diǎn)，計(jì)算其與各個(gè)聚類中心的歐式距離并獲取其類別標(biāo)號(hào)：。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(lái)進(jìn)行計(jì)算的。類別垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站一類疏港小區(qū)站二類九街站 玉泉站 動(dòng)物園站 平山村站 牛城村站 科技園站 同樂(lè)村站 松坪山（二）站 大新小學(xué)站 南山村站 陽(yáng)光(白芒關(guān)外)站 月亮灣大道站 光前站北頭站 涌下村站 白石洲南站 前海公園站 深圳大學(xué)站 官龍村站 松坪山站 南光站 南園站 福光站 新圍村站 大沖站 沙河市場(chǎng)站 龍井 南山市場(chǎng) 麻勘站 白芒站 大石磡站 長(zhǎng)源村站 華僑城站 西麗路 塘朗站三類望海路站 花果路站根據(jù)表2，我們得出：一區(qū)建立92臺(tái)小型設(shè)備；二區(qū)建立2臺(tái)大型設(shè)備和8臺(tái)小型設(shè)備；三區(qū)建立138臺(tái)小型設(shè)備。（3）最短距離聚類模型求解以題中所給地圖的左邊緣和下邊緣為坐標(biāo)軸建立直角坐標(biāo)系，測(cè)出38個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的相對(duì)坐標(biāo)，結(jié)果如下表。Step2：然后按計(jì)算公式計(jì)算原來(lái)各類與新類之間的距離，得到一個(gè)新的37階的距離矩陣。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，構(gòu)造38個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站間的距離矩陣以距離矩陣為基礎(chǔ)，利用最短距離方法聚類。：；：垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站重新分配后第i個(gè)垃圾站點(diǎn)所需要轉(zhuǎn)運(yùn)的垃圾總量。：表示各個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站到下坪固體廢物填埋場(chǎng)的距離（i=1，2，…，37）。：表示第i個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站到南山垃圾廠的距離（i=1，2，…，37）。：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）。：第一區(qū)中第i個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站到涌下村垃圾處理中心的距離（i=1，2，…，13）。：第二區(qū)中第i個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的廚余垃圾量（i=1，2，…，12）。、：垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站點(diǎn)。：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）。四、定義與符號(hào)說(shuō)明：距離矩陣，元素（i,j ＝1，2，…，9）為垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)至垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)的最短路徑長(zhǎng)度。三、模型假設(shè)1．假設(shè)題目所給的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠；2．假設(shè)百度地圖中測(cè)量的兩點(diǎn)間距離真實(shí)可靠；3．考慮到環(huán)保，假設(shè)廚余垃圾處理設(shè)備建在垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站處；4．各垃圾點(diǎn)的垃圾必須當(dāng)天及時(shí)清除完，不允許滯留；5．晚上22：00后不堵車；6．垃圾只在晚上運(yùn)輸，每天各垃圾點(diǎn)的垃圾量基本相同，并且基本保證運(yùn)完后，當(dāng)天不會(huì)再有新的垃圾產(chǎn)生；7．每個(gè)垃圾點(diǎn)無(wú)論其中垃圾是否清理完全都需要10分鐘裝車時(shí)間；8．假設(shè)小區(qū)人數(shù)小于等于2800人在數(shù)據(jù)處理時(shí)忽略（雖然平均每個(gè)小區(qū)的人數(shù)在1400人左右，但人數(shù)分布比較集中，所以利用人數(shù)較集中的小區(qū)作為研究對(duì)象，將小區(qū)人數(shù)的下界定為2800人。然后以每一類中的居民人數(shù)和距離作為選取轉(zhuǎn)運(yùn)站位置的主要依據(jù)，用選址問(wèn)題中的中位點(diǎn)選址方法確定垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站的位置，最后根據(jù)所給的垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站的轉(zhuǎn)運(yùn)量進(jìn)行局部調(diào)整而得出垃圾站點(diǎn)的位置分布。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(guò)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。 垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)站的重新分布設(shè)計(jì)和大、小型廚余垃圾處理設(shè)備的分布設(shè)計(jì)對(duì)于此問(wèn)題我們建立了三個(gè)數(shù)學(xué)模型：kMeans聚類模型，中心位置選址模型和集合覆蓋模型。首先根據(jù)題意，針對(duì)焚燒和填埋垃圾的運(yùn)輸，我們運(yùn)用kMeans聚類方法，將38個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站劃分為16個(gè)塊，然后運(yùn)用TSP模型，確定路線運(yùn)輸路線。具體算法可以采用退火算法、中位點(diǎn)算法等，因?yàn)閿?shù)據(jù)少、計(jì)算精確我們選擇中位