數(shù)學(xué)建模論文-垃圾分類(lèi)處理與清運(yùn)方案設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-08-12 01:42本頁(yè)面
【正文】 小區(qū)，社會(huì)單位的垃圾源頭分類(lèi)工作，減少進(jìn)入生活垃圾收集系統(tǒng)的總量；二是在垃圾站，轉(zhuǎn)運(yùn)站，綜合處理廠等處安裝垃圾分類(lèi)裝置，通過(guò)機(jī)械化分選等不同工藝實(shí)現(xiàn)垃圾收運(yùn)環(huán)節(jié)的分類(lèi)減量，提高垃圾的資源化水平；參考文獻(xiàn)[1][J].城市環(huán)境，2000,14（1）：27~30[2]陳述彭，魯學(xué)軍，[M].北京：科學(xué)出版社,2000[3]王偉，[J]，環(huán)境科學(xué)，1997,18（2）：87~89[4][J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2000,13（3）：26~27[5][J].江蘇環(huán)境科技，2002,15（2）：28~30[6]王林，[J].物流技術(shù),2008年10期[7] 王樹(shù)禾 數(shù)學(xué)模型選講 科學(xué)出版社2008年1月第一版
[8] 賈傳興 ,彭緒亞 ,劉國(guó)濤 ,等. 2006. 城市垃圾中轉(zhuǎn)站選址優(yōu)化模型的建立及其應(yīng)用. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) , 26 ( 11) : 1927 1931 [9]袁新生，,北京：科學(xué)出版社，2007.[10][11]湯國(guó)安，陳正江， View地理信息系統(tǒng)空間分析方法,北京：科學(xué)出版社,2008.附件：1,主特征向量的matlab代碼A=[1 1/4。從資源管理者的角度，垃圾是一種潛在的資源。從城市的規(guī)劃者角度，希望在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)運(yùn)站，垃圾處理廠以及清運(yùn)路線(xiàn)的時(shí)候采用科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，在實(shí)際的應(yīng)用之中要考慮多方面的因素，如減少環(huán)境的污染（水污染和土地污染等），節(jié)約投入的成本和處理費(fèi)用。 最后，基于我們知識(shí)水平的有限，所建立的模型不一定是最好的，但很具有參考價(jià)值，能夠說(shuō)明一定的問(wèn)題。 其次，由于我們還沒(méi)有完全掌握arcview平臺(tái)的使用,但是我們堅(jiān)信這個(gè)系統(tǒng)根據(jù)我們已經(jīng)有的數(shù)據(jù)時(shí)可以確定出大型廚余垃圾處理廠的位置的，在模型中我們暫且把這個(gè)處理廠位置記為Q。在模型的建立求解的過(guò)程之中，我們充分利用逆向物流系統(tǒng)選址規(guī)劃，集合覆蓋模型，整數(shù)規(guī)劃，二次優(yōu)化并結(jié)合Lingo軟件進(jìn)行仿真模擬，利用matlab求解主特征向量，以及Google Earth通過(guò)地圖的匹配求解中轉(zhuǎn)站之間的距離，得出具有一定參考價(jià)值的模型。但是在這紛繁復(fù)雜的變量之中，我我們?yōu)闉榱私⒛Ｐ偷姆奖阒贿x取了對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)作為主要的因素和限制條件。若 PVλ2PVλ1 ,重復(fù) 2～5步 ,直至PVλ1PVλ ,轉(zhuǎn)向第 6步 。第 4步 :令λ=λ1,在λ座中轉(zhuǎn)站待選點(diǎn)位置中再隨機(jī)地選取 1個(gè) ,將其狀態(tài)設(shè)為“關(guān)閉”,而其它中轉(zhuǎn)站待選位置都設(shè)為“打開(kāi)”,搜索出處于“打開(kāi)”狀將此組合對(duì)應(yīng)的費(fèi)用現(xiàn)值記為 PVλ2 。約束方程 ( 15 )是某一垃圾站的垃圾是否運(yùn)往某一中轉(zhuǎn)站的決策變量；約束方程 ( 16)是某一中轉(zhuǎn)站的垃圾是否運(yùn)往某一垃圾處理廠的決策變量。Wk (7) 約束方程： 1 啟用第K座垃圾中轉(zhuǎn)站 (14)Wik= 0 不啟用第K座垃圾中轉(zhuǎn)站 1 第i座垃圾收集站運(yùn)往第K座垃圾中轉(zhuǎn)站 (15)Uik= 0第i座垃圾收集站不運(yùn)往第K座垃圾中轉(zhuǎn)站 1 第k座垃圾中轉(zhuǎn)站有垃圾運(yùn)輸?shù)降趈座垃圾處理場(chǎng) (16) Uik= 0第k座垃圾中轉(zhuǎn)站沒(méi)有垃圾運(yùn)輸?shù)降趈座垃圾處理場(chǎng) 表達(dá)式 ( 7)即為規(guī)劃使用年限內(nèi)的費(fèi)用現(xiàn)值最小模型 ,涵蓋了垃圾收運(yùn)系統(tǒng)中收集、中轉(zhuǎn)和運(yùn)輸 3個(gè)階段中所發(fā)生的 4部分費(fèi)用 ,通過(guò)貼現(xiàn)率 r進(jìn)行現(xiàn)值轉(zhuǎn)換 ,將其有機(jī)的結(jié)合在一起 (以每年 365d計(jì) ) ；約束方程 ( 8)表示中轉(zhuǎn)站固定投資與實(shí)際接納垃圾量間的函數(shù)關(guān)系 ；約束方程 ( 9 )表示進(jìn)出中轉(zhuǎn)站垃圾量的物料平衡關(guān)系 。YkjVik + FkDik)/(1+r)tt0)(365Xik)1. 3 垃圾中轉(zhuǎn)站選址優(yōu)化模型的建立 在確定了垃圾中轉(zhuǎn)站的待選點(diǎn)后 ,運(yùn)用整數(shù)規(guī)劃法建立整個(gè)垃圾收運(yùn)系統(tǒng)總費(fèi)用現(xiàn)值最小模型 ,實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化 ,并從垃圾中轉(zhuǎn)站待選點(diǎn)中優(yōu)選出中轉(zhuǎn)站位置的最優(yōu)組合 ,同時(shí)確定最優(yōu)組合中每座中轉(zhuǎn)站接納的垃圾量. 在垃圾收集站和處理場(chǎng)的位置和數(shù)量已確定的情況下 ,整個(gè)垃圾收運(yùn)過(guò)程中所發(fā)生的費(fèi)用主要取決于規(guī)劃期內(nèi)垃圾從收集站到中轉(zhuǎn)站的運(yùn)輸費(fèi)用、圾從中轉(zhuǎn)站到處理場(chǎng)的運(yùn)輸費(fèi)用、中轉(zhuǎn)站的固定投資費(fèi)用和中轉(zhuǎn)站的運(yùn)行費(fèi)用 ,上述 4種費(fèi)用彼此相互關(guān)聯(lián)互相制約 ,均與中轉(zhuǎn)站位置、規(guī)模密切相關(guān).費(fèi)用現(xiàn)值最小模型的建立過(guò)程如下 : minR = ((Lik約束方程 ( 5 )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 。約束方程 ( 3 )是滿(mǎn)足垃圾中轉(zhuǎn)站中轉(zhuǎn)能力的要求 。k∈B(i) (4) WK = 1 啟用第K座垃圾中轉(zhuǎn)站 （5）0 不啟用第K座垃圾中轉(zhuǎn)站 Uik= 1 第i座垃圾收集站被第K座垃圾中轉(zhuǎn)站覆蓋 （6） 0 第i座垃圾收集站沒(méi)被第K座垃圾中轉(zhuǎn)站覆蓋 表達(dá)式 ( 1)為目標(biāo)函數(shù) ,即從現(xiàn)有 m座垃圾收集站的位置中優(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) 。UikCk1. 垃圾中轉(zhuǎn)站待選點(diǎn)的確定 垃圾收運(yùn)系統(tǒng)由中轉(zhuǎn)站劃分為收集和運(yùn)輸 ,設(shè)有 m座垃圾收集站 , p座中轉(zhuǎn)站待選點(diǎn) , n座垃圾處理場(chǎng) ,垃圾的收集、中轉(zhuǎn)和運(yùn)輸形成了整個(gè)“逆向物流”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) (見(jiàn)圖 1) t1t2tmy1m1mnyp………………………………………………………………………………………………………圖1：“逆向物流”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 由圖 1可知 ,垃圾收集站的垃圾只能就近運(yùn)往一個(gè)垃圾中轉(zhuǎn)站 ,而且一個(gè)垃圾中轉(zhuǎn)站可以接受多個(gè)垃圾收集站的垃圾 ,垃圾收集站和中轉(zhuǎn)站是“多對(duì)一”關(guān)系 。問(wèn)題（二） 為尋求一種南山區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站優(yōu)化選址方法 ,根據(jù)城市垃圾收運(yùn)系統(tǒng)的特點(diǎn) ,引入逆向物流系統(tǒng)選址規(guī)劃的理念 ,選用集合覆蓋模型對(duì)中轉(zhuǎn)站的位置進(jìn)行初步優(yōu)化 ,確定了垃圾中轉(zhuǎn)站的待選點(diǎn) 。由于我們上一問(wèn)題GIS平臺(tái)中并未得到處理廠的真實(shí)位置，所以此問(wèn)題我們也是在假設(shè)處理廠位置已知的情形下建立的，在理論上我們完全可以驗(yàn)證此模型是完全可行的。考慮使運(yùn)輸費(fèi)用最小時(shí)，目標(biāo)函數(shù)包括兩個(gè)方面的費(fèi)用：空載費(fèi)用和重載費(fèi)用。2 清運(yùn)路線(xiàn)模型的建立2．1 運(yùn)輸車(chē)調(diào)度方案的模型對(duì)于運(yùn)輸車(chē)的調(diào)度方案，我們建立單目標(biāo)規(guī)劃的非線(xiàn)性模型使得運(yùn)輸費(fèi)用最小，模型如下。 我們已知南山區(qū)已有的南山大型廚余垃圾處理廠記為P，這樣兩個(gè)大型處理廠的一天處理量是400噸，由于題給統(tǒng)計(jì)表中說(shuō)南山區(qū)垃圾量到轉(zhuǎn)運(yùn)站的是804噸（包含廚余垃圾，有害垃圾，不可回收垃圾）每日，那么根據(jù)題給比例，在轉(zhuǎn)運(yùn)站中的廚余垃圾就是402噸，除去2個(gè)大型處理設(shè)備廠每天能處理的廚余垃圾量，還有2噸廚余垃圾這就至少需要小型設(shè)備710個(gè)（這7到10個(gè)小設(shè)備安放的地點(diǎn)由下一步運(yùn)輸路線(xiàn)決定）我們現(xiàn)在已知兩個(gè)大設(shè)備處理中心位置和所有中轉(zhuǎn)站到處理中心的實(shí)際距離對(duì)于拖車(chē)調(diào)度方案的設(shè)計(jì)，不能僅僅考慮使拖車(chē)的行走路線(xiàn)最短，因?yàn)榇颂庍€存在著垃圾的累積運(yùn)輸?shù)幕ㄙM(fèi)問(wèn)題，因此，我們的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)該是使得所有運(yùn)輸?shù)幕ㄙM(fèi)最少。根據(jù)規(guī)劃需要
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