a题垃圾分类处理与清运方案设计

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1、垃圾分类处理与清运方案设计摘要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。首先，通过对《深圳市南山区垃圾转运站分布图》的垃圾转运站与垃圾中心的分析处理，借用EXCEL和《图论及其应用》建立最优路径模型；其次，利用该模型预测清运路线的方案；最后，根据最优路径和所给的橱余垃圾处理设备，得到大、小型设备的分布设计，以达到最佳经济效益和环保效果。对于问题一，将垃圾清运实际问题转化成最优路径模型，定量分析的结果如下：第一，由题设条件及分析计算得，垃圾收入包括两部分，橱余垃圾收入为321600

2、元--482400元；可回收垃圾收入为250044元第二，大型橱余垃圾处理设备的运行成本为48240元，投资大型设备4500万元第三，拖车耗费总柴油费为2966.45元--3559.74元第四，全部拖车司机日薪总共为1866.67元对于问题二，将垃圾转运站的重新设计，定量分析得：第一，全部收集车辆司机日薪总共为7000元第二，收集车辆耗费总汽油费为224元--392元关键词：最优路径模型Dijkstra(迪杰斯特拉)算法区域划分公平分配经济效益一、问题的重述1.1背景随着国民经济的高速发展，科学技术的进步，城市化进程加快和人民生活水平的提高

3、，生活垃圾和工业垃圾分类化收集与处理成为各地的难题，我国大城市的垃圾分类化已经提到日程上来。2010年5月国家发改委、住房和城乡建设部、环境保护部、农业部联合印发了《关于组织开展城市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点工作的通知》，并且在北京、上海、重庆和深圳都取得一定成果，但是许多问题仍然是垃圾分类化进程中需要深入研究的。特别对于像深圳这样的大城市，在现有条件装备下，使垃圾经过分类处理后变废为宝，产生更大的经济效益且达到最佳环保效果，这是深圳发展必须要解决的问题。在深圳，垃圾分为四类：橱余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他不可回收垃圾，在垃

4、圾分类收集与处理中，不同类的垃圾有不同的处理方式。其中橱余垃圾处理后和可回收垃圾可产生经济效益，对南山区各转运站的垃圾清运路线的优化方案设计及处理橱余垃圾的大小型设备的分布设计将使深圳市南山区拥有更好的环境，并达到最大的经济效益，促进深圳经济发展；垃圾的回收再利用也将促进社会可持续发展。研究垃圾分类处理与清运方案设计具有重要的理论和现实意义。1.2问题对于第一问只考虑南山区38个垃圾转运站在规模与位置不变条件下求到少数几个垃圾处理中心（即设有大小型设备的转运站），然后把经处理后不可利用的垃圾运送到南山垃圾焚烧厂的清运路线方案，再考虑如何在经

5、济效益最高的情况下分布清运路线上的大小型设备。已知《垃圾转运站垃圾转运量等情况统计表（南山）》和《深圳市南山区垃圾转运站分布图》(1)在得知各转运站到南山垃圾焚烧厂的距离，以距离为权重，建立数学模型（即以耗油量为约束），确定各转运站到到南山垃圾焚烧厂的路径图，然后根据建立的数学模型，求得路径图中的最优路径，再以司机月薪和装载吨数为约束条件分配清运路线上的拖车。（2）在最优路径基础上，根据路径上的垃圾量，综合考虑投资额、运行成本及设备日处理能力确定大小型设备使用的个数及分布情况。对于问题二需考虑将南山区垃圾转运站按某一原则重新设计，只考虑各小

6、区到重新设计的垃圾转运站，再到南山垃圾焚烧厂，并在经济效益最大的基础上，分布大小型设备和设计出垃圾清运路线方案。已知《南山区居民区数据》和《深圳市南山区垃圾转运站分布图》（1）在按某一原则划分出区域后，取一区域，根据此区域中小区垃圾量，综合考虑投资额、运行成本及设备日处理能力确定大小型设备使用的个数及分布情况。（2）在得知一区域中各小区到重新设计的转运站的距离，以距离为权重，建立数学模型（即以耗油量为约束），按问题一的方法建立数学模型，求得这一区域中各小区到重新设计后的转运站的最优路径，再以收集车辆司机月薪和装载吨数为约束条件分配清运路线上

7、的收集车辆。二、模型假设1、大小型处理设备、拖车及收集车辆使用年限足够长及不会出现故障需要维修费用；2、每个人日产生的垃圾量相同，是个定值；3、司机每天都能准时工作，并完成工作；4、装卸垃圾所需时间及因交通问题引起的时间问题不予考虑；5、橱余垃圾经脱水干燥处理装置，重量不发生变化；6、装载不同重量的垃圾，每百公里车辆的耗油量不受影响。7、不考虑人数过少且人数分布比较分散的小区（排除掉的人数为77596人，舍掉后的总人数占实际南山区居民总人数=0.941247287，即约为94%）。显然排除后的数据依然合理（第二问模型建立中用的居民数据是94

8、%中的数据）三、符号说明南山垃圾焚烧厂（i=1--38)38个垃圾转运站x大型设备使用台数y小型设备使用台数拖车使用辆数收集车辆使用辆数拖车司机总日薪收集车辆司机总日薪每百公里耗