張孟如 孫宇博

摘要：鄉(xiāng)村生活垃圾收運(yùn)工作是生活垃圾管理的重要組成部分，本文對(duì)徐州市鄉(xiāng)村生活收運(yùn)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，找出收運(yùn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，運(yùn)用線性規(guī)劃對(duì)垃圾收運(yùn)周期進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)建立模型求出較合理的鄉(xiāng)村生活垃圾收運(yùn)周期方案，為徐州市鄉(xiāng)村生活垃圾收運(yùn)優(yōu)化提供參考。

Abstract： The collection and transportation of rural domestic waste is an important part of the management of domestic waste. This paper analyzes the current situation of the collection and transportation of rural life in Xuzhou， and finds out the problems existing in the process of collection and transportation. Linear programming is used to optimize the cycle of garbage collection and transportation. According to the established model， a more reasonable scheme for the collection and transportation of rural domestic refuse is obtained， which provides a reference for the optimization of the collection and transportation of rural domestic waste in Xuzhou.

關(guān)鍵詞： 鄉(xiāng)村生活垃圾；垃圾收運(yùn)；收運(yùn)周期優(yōu)化

Key words： rural domestic waste；garbage collection and transportation；cycle optimization

中圖分類號(hào)：X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）26-0014-02

1 徐州市高作鎮(zhèn)鄉(xiāng)村生活垃圾收運(yùn)

經(jīng)濟(jì)和生活水平提高，使得鄉(xiāng)村的生活垃圾量也在與之俱增，到2017年已達(dá)4億噸，大量生活垃圾不僅影響居民生活，且垃圾中的污染物接觸地面影響水體和地表環(huán)境，鄉(xiāng)村生活垃圾問(wèn)題亟需解決。目前徐州市鄉(xiāng)村生活垃圾收運(yùn)系統(tǒng)分為四個(gè)部分，包括收集、運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)和處理，其收運(yùn)模式如圖1所示。雖然取得了一定的成效，但其中存在些許問(wèn)題。

1.1 鄉(xiāng)村生活垃圾收運(yùn)路線不合理

在垃圾從簡(jiǎn)易垃圾收集站移動(dòng)到中轉(zhuǎn)站的過(guò)程，垃圾簡(jiǎn)易收集站的選址及路況等都應(yīng)考慮到是否便于車輛的運(yùn)輸工作[3]；徐州市鄉(xiāng)村不少支路為土路、石子路，運(yùn)輸路線應(yīng)考慮路況方便運(yùn)輸。收運(yùn)路線不合理，運(yùn)輸車無(wú)目標(biāo)性移動(dòng)，會(huì)造成時(shí)間、人力上浪費(fèi)。

1.2 鄉(xiāng)村生活垃圾收運(yùn)周期不合理

鄉(xiāng)村垃圾從各收集點(diǎn)到處理廠間距離較大，每個(gè)收集點(diǎn)的垃圾量和清運(yùn)情況，遠(yuǎn)距每日清運(yùn)浪費(fèi)人力物力及財(cái)力。因此運(yùn)輸車輛的個(gè)數(shù)、周期、運(yùn)輸范圍可以根據(jù)儲(chǔ)存時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，提高收運(yùn)效率。

2 垃圾收運(yùn)周期優(yōu)化模型的建立

2.1 問(wèn)題描述

垃圾收運(yùn)周期即處理廠多輛運(yùn)輸車按運(yùn)輸線路，按照收集點(diǎn)的周期從處理廠出發(fā)，經(jīng)收集點(diǎn)進(jìn)行垃圾的清運(yùn)，當(dāng)垃圾量達(dá)到運(yùn)輸車的最大運(yùn)輸能力后返回處理廠。

對(duì)垃圾的收運(yùn)周期進(jìn)行優(yōu)化，以經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化為原則，收運(yùn)過(guò)程中設(shè)計(jì)的運(yùn)輸費(fèi)用包括：從處理廠到收集點(diǎn)的收運(yùn)成本；車輛裝載結(jié)束回到處理廠過(guò)程運(yùn)輸成本；車輛的固定出車費(fèi)。涉及到計(jì)算費(fèi)用的已知條件為收集點(diǎn)間與處理廠距離，收集點(diǎn)的垃圾量以及每輛運(yùn)輸車輛的最大載荷，根據(jù)這些條件求最佳收運(yùn)周期。

2.2模型建立

以經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化為目標(biāo)建立的模型，即費(fèi)用最小化是模型的目標(biāo)函數(shù)[5]。建立的模型為：

s.t.

0≤i≤n≤20；

1≤Ti≤5；

其中：N是村鎮(zhèn)村莊的個(gè)數(shù)；A是垃圾運(yùn)輸車的凈載重量，標(biāo)準(zhǔn)大型垃圾運(yùn)輸車載為10噸；Dij是村莊i到村莊j的距離，單位km； Zj0是第 j個(gè)村到處理廠的距離，單位km；Bi是第i個(gè)村的垃圾量，單位噸；Ti是第 i個(gè)村簡(jiǎn)易垃圾收集站的運(yùn)輸周期，單位天，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，垃圾保存不得超過(guò)5天；C是垃圾運(yùn)輸車運(yùn)輸時(shí)單位距離運(yùn)輸費(fèi)用，按照高作鎮(zhèn)行車標(biāo)準(zhǔn)為10元/km；C0是垃圾運(yùn)輸車出車一次需要的固定費(fèi)用，單位元；[ ]：取整。

3 高作鎮(zhèn)鄉(xiāng)村生活垃圾收運(yùn)周期優(yōu)化

高作鎮(zhèn)日垃圾量相對(duì)較小，鎮(zhèn)建設(shè)中轉(zhuǎn)站費(fèi)用較高，經(jīng)濟(jì)上難以支撐，所以采用流動(dòng)收運(yùn)模式——“戶集、村收、縣處理”。垃圾由各收集點(diǎn)經(jīng)由大型運(yùn)輸車運(yùn)往處理廠進(jìn)行處理。

3.1 數(shù)據(jù)收集與處理

3.1.1 高作鎮(zhèn)垃圾量的測(cè)算

高作鎮(zhèn)隸屬于睢寧縣，土地總面積62.3平方公里，下轄20個(gè)行政村：高作、高南、滕莊、季莊、曹莊、雙莊、大莊、后劉、小仝、三張、八里、石墩、周樓、夏廟、金塘、單灣、張皮、臘園、官汪、姚繩。據(jù)實(shí)地調(diào)研以及相關(guān)部門數(shù)據(jù)查詢常住人口近5.9萬(wàn)人，當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)村生活垃圾呈現(xiàn)特征受當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境、生活水平、勞動(dòng)模式、消費(fèi)結(jié)構(gòu)以及生活習(xí)慣等眾多因素影響，高作鎮(zhèn)鄉(xiāng)村日產(chǎn)生垃圾量為0.86kg/人[4]，得到高作鎮(zhèn)各收集點(diǎn)的垃圾量如表1所示。

3.1.2 高作鎮(zhèn)各收集點(diǎn)間的距離

高作鎮(zhèn)不設(shè)中轉(zhuǎn)站，只有一個(gè)位于處理廠，將其編號(hào)為 0。為了方便計(jì)算，對(duì)收集點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)為{1，2，…，20}，收集點(diǎn)間以及到處理廠距離選最佳路況下的公路間最短距離。

3.2 優(yōu)化結(jié)果

使用3.1中數(shù)據(jù)，運(yùn)用 lingo11.0 編程對(duì)目標(biāo)函數(shù)求解，可得收集點(diǎn)收運(yùn)周期及最小費(fèi)用，如表2所示。

最小運(yùn)輸費(fèi)用為：

min=（226.5/2+297.5/2+161.34/3+155/3+216/2+208.5/2+125.67/3+436）=1826.51 元/天

4 結(jié)論

本文對(duì)滿足收運(yùn)需求情況下最小費(fèi)用問(wèn)題進(jìn)行分析建立數(shù)學(xué)模型并利用LINGO軟件求解。通過(guò)對(duì)高作鎮(zhèn)計(jì)算表明，優(yōu)化后的周期能夠根據(jù)收集點(diǎn)垃圾量確定不同收運(yùn)周期，避免收運(yùn)過(guò)程時(shí)間浪費(fèi)，運(yùn)輸車輛收運(yùn)線路節(jié)省不必要的收運(yùn)路程，從而減少收運(yùn)費(fèi)用。本文提出的優(yōu)化方法對(duì)解決鄉(xiāng)村垃圾收運(yùn)周期優(yōu)化具有很強(qiáng)的應(yīng)用實(shí)施性。

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