垃圾分类处理与清运方案设计.doc

垃圾分类处理与清运方案设计 摘要 随着国民经济发展与城市化进程加快，我国大城市实行垃圾分类化收集与处理。为了减少垃圾的产生，有益于环境保护，实现资源回收与再利用的经济效益。本文针对深圳垃圾分类处理与清运方案设计的问题，以线性规划最优方法设定垃圾处理站的分布。 针对问题一在已知南山转运站分布，用距离分析法对38个转运站模糊聚类。 一 问题的提出 1.1基本情况 垃圾分类化收集与处理是有利于减少垃圾的产生，有益于环境保护，同时也有利于资源回收与再利用的城市绿色工程。在发达国家普遍实现了垃圾分类化，随着国民经济发展与城市化进程加快，我国大城市的垃圾分类化已经提到日程上来。 在深圳垃圾可分为四类：橱余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他不可回收垃圾。 在垃圾分类收集与处理中，不同类的垃圾有不同的处理方式，简述如下： 1)橱余垃圾,可以使用脱水干燥处理装置，处理后的干物质运送饲料加工厂做原料。 2)可回收垃圾,将收集后分类再利用。 3)有害垃圾，运送到固废处理中心集中处理。 4)其他不可回收垃圾,将运送到填埋场或焚烧场处理。 所有垃圾将从小区运送到附近的转运站，再运送到少数几个垃圾处理中心。显然，1）和2）两项中，经过处理，回收和利用，产生经济效益，而3）和4）只有消耗处理费用，不产生经济效益。 本项研究课题旨在为深圳市的垃圾分类化进程作出贡献。为此请你们运用数学建模方法对深圳市南山区的分类化垃圾的实现做一些研究，具体的研究目标是： 假定现有垃圾转运站规模与位置不变条件下，给出大、小型设备（橱余垃圾）的分布设计，同时在目前的运输装备条件下给出清运路线的具体方案。以期达到最佳经济效益和环保效果。 假设转运站允许重新设计，请为问题1）的目标重新设计。 1.2 基本预备知识 多重心法原理：在多个垃圾转运站时，要找出起讫点之间使运输成本最小的垃圾处理中心的位置。当确定的垃圾处理中心不止一个，就有必要把起讫点预先分配给位置待定的垃圾处理中心。这就形成了个数等于等选址垃圾处理中心数量的许多起讫点群落。随后，找出每个起讫点群落的精确重心。 解决方法之一是把相互间距离最近的点组成起来形成群落，找出个群落的重心位置，然后按单一垃圾处理中心选址重心法求出各群落中的全部垃圾转运站到它们所在群落重心的总运输成本，最后把各群落的总运输成本汇总，一种分群组组合分析完后换一种新的分群组合，找出新分群组合的个群落新的重心位置，计算先的分群组合下的汇总运输成本，并与上一个汇总运输成本进行比较，看是否更优，如果是更优，还要继续上述过程直到不再有更优的组合方案为止。 二 问题的分析 2.1 问题一分析 今年来城市垃圾问题越来越突出，深圳南山区为解决这一难题，欲在原有的垃圾转运站的规模上投资兴建大型或小型的垃圾处理中心来处理厨余垃圾，在保护环境的同时，带来经济效益。当过多垃圾处理中心时，要花费高额的投资额；而为减少运输费用和不影响居民的日常生活，所以通常把垃圾处理中心设在郊外但交通方便的地方，以实现达到最佳经济效益和环保效果。 根据该地区的垃圾量，垃圾处理中心的处理量要满足大于等于该地区厨余垃圾的总量。而且要以各个垃圾转运站的垃圾量设定垃圾处理中心的分布，可用重心法确定垃圾处理中心的位置。 三 问题的假设 模型中垃圾处理中心与其他垃圾转运站之间的路线通常是直线； 模型没有区分不同地点建设垃圾处理中心所需的资金的差异，只与垃圾处理中心的大小型有关； 题目所给数据真实可靠，具有可行性。 四 符号约定 分别表示各个垃圾转运站，； n 表示大型垃圾处理中心的个数，n为整数； m表示小型垃圾处理中心的个数，m为整数； xi 38个转运站的纬度 yi 38个转运站的经度 表示各种垃圾处理中心的经度，； 表示各种垃圾处理中心的纬度，； 表示第i个垃圾转运站到第j个垃圾处理中心的距离，，； 表示第i个垃圾转运站到第j个垃圾处理中心每吨的运费，单位（元/每吨），； 表示第i个垃圾转运站到第j个垃圾处理中心的吨数，，； 五 模型的建立 5.1.1 垃圾清运的探讨 题目附录2中给出南山区垃圾转运站的分布点及其各个转运站的垃圾量。查阅资料，取得各个转运站的经纬度，用spss软件编写程序，画出南山区转运站的简易图。 Ai 垃圾转运站名称 经度x 纬度y 厢数 垃圾转运量(吨/日) 1 疏港小区站 113.896337 22.485556 3 40 2 望海路站 113.931613 22.483296 1 30 3 花果路站 113.931000 22.487868 2 30 4 南山村站 113.908439 22.513984 2 25 5 北头站 113.914919 22.521834 1 15 6 南园站 113.91646