带中转站的运输问题

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1、废弃物回收的多层逆向物流网络优化设计问题研究何波，杨超，张华(华中科技大学管理学院)摘要：废弄物逆向物流网络设计问题是一个关系到经济效益和社会效益的问题。本文研究了废弃物逆向物流网络设计问题，包括选择中转站和处理站的地址，确定将产生点的废弃物分配给中转站以及从中转站运送到处理站的最佳策略，确定处理站的容量。考虑了在满足公众的意愿的情况下，建立了一个多H标的整数规划模型，使得总的建设费用最小和对公众的负效用最小。设计了基于启发式的两阶段分解算法求解，从而构建一个废弃物回收的多层逆向物流网络。最后的算例仿真表明了算法的有效性和可行性。关键词：逆向物流网络；选址；穴发式算法；多H标中图分

2、类号：0221.6文献标识码：A1.引言随着社会经济的发展，人民生活水平F1益提高，城市生活垃圾、固体废弃物也大幅增加。从1987年到1996年的10年间，我国城市生活垃圾产生量增加了将近1倍。2001年达到13470万吨，2002年达到1.5亿吨,并且每年以8%-10%的速度增长。到2010年，年产量将达到5.5亿吨，紧随美国之后排在第二位［1］。白色污染、垃圾围城已经成为困扰城市发展的大问题。城市生活垃圾是指人们日常生活中产生的固体废弃物,主耍包括各种包装物、IH报纸书刊以及玻璃、铁、铝和饮料容器等，其余为家用电器、厨余物(kitchenssurplus)、污泥［2J。固体废弃

3、物处理产业化是实现固体废弃物资源化、降低环境污染和保护生态系统的最佳途径，世界发达国家十分重视对固体废弃物处理的产业化发展。美国、徳国、H木等纷纷制定了促进固体废弃物处理产业化的法律，出台鼓励废弃物处理产业化的政策，采取枳极冇效的措施回收并再生利用废弃物，努力提高固体废弃物资源化利用率、缓解资源短缺和减轻环境压力，产生了显著的效果。我国也己加强了对这方呦的管理。国家发展计划委员会、财政部、建设部、国家坏保总局等四部委联合颁发了《关于实施城市生活垃圾处理收费制度处理垃圾处理产业化的通知》。目前，逆向物流的研究己经引起人们的广泛关注。达庆利给出了逆向物流的研究综述［3］,马祖军研究了产

4、品回收逆向物流网络优化设计模型［4］,Jayaraman提出了一个混合整数规划模型來确定电子产品的回收再制造工厂的位置和数量⑸，Fleischmann提出一种单产品、无能力限制的产品回收物流网络设计模型，并用于分析复印机再制造［&］，周根贵考虑了随机需求量，建立一个混合整数规划模型并通过遗传算法求解［7］。现冇的文献基木上都是从企业的角度來考虑逆向物流网络的构建问题，这就决定了其目标两数一般是耍求构建物流网络系统的总费用最小。而构建废弃物的逆向物流网络就不能只考虑建设费用，还需耍从公众的角度来考虑，因此其目标函数就不单是费用最小化，还需耍考虑对于公众产生的效用。这就是一个多目标优化

5、的问题。多数文献是研究某种产品的回收或者退货如旧电器、复印机、地毯等，研究固体废弃物逆向物流网络的很少。因此，木文针对固体废弃物的逆向物流网络设计，研究如何确定中转站和处理站的地址和数量，废弃物产生点的分配以及确定处理站的容量，同时考虑了总的建设费用最小和居民的负效用散小,从而构建了一个多层的逆向物流网络系统。2.问题描述在一个区域冇很多固体废弃物产生点，由于居民都是就近将固体废弃物放到中转站，我们设置一些中转站在这些产生点的附近。冇一个处理站，这个处理站的主耍作用是将中转站运过來的固体废弃物进行分类、回收、填埋等工作。对于这类设施（obnoxiousfacility）,由丁哙对周

6、围居民的生活带來负效用，所以居民希望这类设施离他们越远越好［8］。由丁•做决策的是政府部门，在考虑总建设费用故小的同时，还要考虑居民的意愿，本文中用一个负效用函数來表示。固体废弃物逆向物流网络如图1所示：图1.废弃物逆向物流网络结构示意图因此，我们面临的问题如下：（1）在满足居民的需求的前提下，确定建立中转站的位置和数量，使得废弃物产生点到相应的中转站的距离近可能的近。（2）确定建立处理站的位置以及处理能力，使得处理站对居民产生的负效用近可能小。（3）每个废弃物产生点由哪个中转站对它服务？解决以上问题也就构建了一个多层的废弃物逆向物流网络。1.模型的建立3.1模型假设在建立模型之前

7、，我们给出以下的假设和说明。（1）每个废弃物产生点也就是居民区。居民区人口越多，废弃物产生得也越多。（2）废弃物产生点到中转站的运输成本不计，因为中转站尽可能建在居民区附近，所以运输成本由居民承担了。（3）废弃物只能直接运送到中转站，由中转站运送到处理站，不能直接运送到处理站。（4）考虑的是网络离散选址，各个被选地址已知。（5）废弃物的运输费用与距离成简单的线性关系。（6）各个废弃物产生点产生的废弃物的数量是确定的，并且在一定时期不变。（7）中转站冇足够的能力处理运送