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《城市生活垃圾年产量及垃圾收运问题的研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、B题组员高菊红陈虹锦郭东海城市生活垃圾年产量及垃圾收运问题的研究摘要随着经济的快速发展和人民生活水平的普遍提高，生活和生产过程中产生的日益增多的生活垃圾，已成为困扰城市发展、污染环境、影响市容、影响市民生活的社会问题。生活垃圾的收集、运输和处理问题越来越受到关注，而收运工作的科学性和经济性的关键是合理的安排收集和运输路线。第一问，本文选取上海市作为研究对象，通过对上海市生活垃圾产量的分析。选用1990—2005年的数据建立灰色预测模型，并利用残差百分比进行精度检验。运用MATLAB编写程序，得到：通过精度检验，发现各年的残差百分比相差
2、较大，仅在原点附近精确度较好，因此该模型的预测稳定性不高。因此本文选取总人口、地区生产总值、人均消费性支出和可支配收入作为主要影响因素，将生活垃圾产量看作因变量，建立多元回归分析模型：并进行F检验，概率,显著性较高。利用该模型预测各年垃圾产量的数值与真实值更为接近，历史数据拟合度较好，稳定性优于灰色预测模型。最后预测出2008到2012年的垃圾产量，如下:年份20082009201020112012垃圾产量（万吨）763.0762.4804.7848.9895.1第二问，针对城市生活垃圾收集路径优化问题，以路径最短作为目标函数建立线性
3、规划模型:将所有垃圾收集点分为左、中、右三个区域，根据各区域的垃圾量安排相应的车辆数，分别为3、5、3辆，共11条路线。然后依据单亲遗传算法的基本思想得出了每条路线的最优路径和最短距离，并应用MATLAB数学软件进行编程运算，得到全程的距离为2326800英尺。关键词：灰色预测、多元线性回归分析、线性规划、单亲遗传算法1问题重述城市是以人口为主体的有机体,城市的发展是衡量一个国家现代化程度的指标【1】李艳伟,吴育华.中国城市垃圾处理现状分析及研究[J].环境科学动态20017-9.1】。目前世界各国的城市数量和垃圾产量都处于不断增长之
4、中【2】周翠红,路迈西,吴文伟等.北京市城市生活垃圾产量预测[J].中国矿业大学学报2003169-1722】。中国自改革开放以来,城市数目和人口有了很大增长,人民生活水平也有了很大提高,因此作为城市公害的生活垃圾产量也有了很大增长。据统计中国现有670座大城市,城市生活垃圾年产量以7%～9%的速度增长,中国近2/3的城市陷入垃圾包围之中【3】程芳,谷峰.中国城市垃圾现状及其产业化前景分[J].科技进步与对策200271-72.3】。城市生活垃圾侵占了大量土地,影响城市景观,对土地资源造成破坏;垃圾处理过程中产生大量污染物污染水体和大
5、气,威胁人们健康,成为严重的社会问题垃圾问题如此严重，城市生活垃圾的处理又是环境保护与治理的重中之重，因此，垃圾的处理与清运更应该被重视。城市生活垃圾的收集与清运是一项大工程，因此进行处理之前应该对生活垃圾产量进行科学的预测。本文中利用数学方法建立以下问题的数学模型，并求解模型，对模型的结果做出合理分析和解释。1.查阅相关文献，搜集垃圾产量数据，在此基础上建立城市生活垃圾产量中短期预测模型，并且分析模型的准确性和实用性。2.在收运过程已知下述（1）（2）（3）（4）等条件下，如何安排垃圾收运车的收运路线，使在垃圾收运车的行车里程尽可能
6、的少，或者垃圾收运时间尽可能短？（1）车库和收集点、收集点与中转站、中转站与车库的距离；（2）各收集点每天的垃圾产量；（3）每辆垃圾收运车的最大载荷；（4）垃圾收集点、车库、中转站的工作区间[a,b]。请给出规划以上垃圾收运路线的数学模型，并设计出有效的算法，针对附录中给出的数据，求解模型。并且对模型的适用性、算法的稳定性和鲁棒性做出分析。2问题分析与基本假设2.1问题分析2.1.1背景分析随着我国城市经济发展和人口的增加，城市生活垃圾产生量在迅速增加。尤其是近20年间，我国城市数量及城市居住人口显著增加，城市规模和范围不断扩大，促使
7、城市垃圾产量不断增长。近年来，城市垃圾的年增长速度达到5%-9%，其中尤以上海市最为突出。上海是我国最大的工业城市,随着经济的快速增长,城市居民生活水平有了较大的提高,城市生活垃圾的产生量也在同步增长，连年居全国各城市之首。【4】王震,齐玉梅,李雅芳.上海市生活垃圾减量化对策环境卫生工程第15卷第5期2007.1052-534】因此本文选取上海市作为研究对象。1.1.1生活垃圾年产量预测问题分析第一步，根据附表所给的数据，以年份为横坐标，上海市生活垃圾年产量为纵坐标，利用MATLAB作图进行二维作图，所得图形如图2.1 1所示：图2.
8、1 1上海市生活垃圾年产量变化曲线从图2.1 1可以看出城市垃圾年产量具有以下特征:单调递增,并且非负,变化率不均匀,符合灰色理论的建模条件【5】舒莹.基于灰色预测模型的合肥市城市生活垃圾产量预测环境科学与管理第32卷第
