某某地区垃圾分类处理与清运方案设计

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1、深圳南山区垃圾分类处理与清运方案设计摘要本文针对深圳市南山区的垃圾收集处理现状进行建模分析。在收集分析了大量数据的基础上，在南山区建立了合理的坐标系，根据集合覆盖模型利用EXCEL的规划求解工具箱给出了最佳的35个转运站分布。综合实际情况，优化成现在的28个。首先我们把南山区划分为两个区域，采用单工厂静态选址的韦伯问题模型求解了垃圾处理站的理论最佳位置，运用NLP模型验证了所划分区域的合理性。然后以环保效益为基础，根据城市扩张理论，结合处理站的可变成本确定了处理站的实际最佳位置。利用最短路径的Dijkstra算法求解出最短输运路线。根据Q值法对于各个转运站

2、的厢数进行了合理的分配。在此基础上我们又提出平均工作量原理，对输运路线进一步调整，使得各个转运站，每个司机的工作量趋于平均。最后采用了TSP模型，对于部分转运站的少量剩余余垃圾进行统一输运，使得整体输运结构更加合理，实现了以环保为基础的最佳经济效益。关键词：集合覆盖模型Dijkstra算法规划求解TSP模型　城市扩张理论　平均工作量Ⅰ问题重述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，

3、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，处理的流程如下：-38-我们将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，具体需要解决的问题是：1、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。2、转运站允许重新设计，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。Ⅱ模型假设1、假设地图上交叉的路线均可以直接通行，不考虑立交桥的情况。2、

4、假设运输车只能通过次干道以上的路线，认为大部分的街坊路是无法通行的。3、假设每天各个社区产生的垃圾是一个固定值。4、假设处理站的垃圾是当天处理完的。5、在为处理站选址的过程中，假设是不受地价影响的，各种处理站的建造成本是固定的。6、假设其他种类的垃圾处理设备也在厨余垃圾处理设备附近，这样都达到了一个较好的规划目的，同时我们可以从转运站一次运送多种垃圾去处理厂。7、假设每个人每天所产生的垃圾量是一定且相等的，以期达到公平原则。8、在TSP模型中，假设小型收集车只运厨余垃圾。Ⅲ符号说明符号对应的含义第k个分区内，用单工厂静态选址的韦伯问题的模型求解得到的加权距

5、离最小的垃圾设备选址坐标各转运站的坐标第n个转运站到第k个分区的垃圾设备选址点的直线距离表示第k个转运站每天的垃圾转运量南山区的所有地点的坐标集合南山区地图上任意一点的坐标第n个转运站在该分区内所占的权数有向图中顶点到顶点间的弧长求加权最小距离时所对应的分区内所有垃圾站的集合深圳市南山区路线有向图-38-有向图中所有顶点的集合有向图中所有弧的集合从到的最短路径中包含的前个顶点组合的集合表示从出发到的最短距离表示从出发到的距离表示该61个垃圾收集站组成的集合，表示筛选出的第k座垃圾转运站的转运能力表示第i座垃圾转运站所覆盖的垃圾收集站的集合表示筛选出来的第k

6、座垃圾转运站所覆盖的垃圾收集站的集合；表示可以覆盖第i座垃圾收集站的转运站的集合，其中表示垃圾收集站是否位于第k座垃圾转运站附近的决策变量表示第i座垃圾收集站是否有垃圾转运站覆盖的决策变量Ⅳ模型准备4.1：坐标系的建立为了用数学形式表达地图上的地理位置，我们在深圳市南山区地图上引入了以南山垃圾焚烧场为坐标原点，题中所给地图的实际尺寸大小为坐标值（单位:cm）的平面直角坐标系。各转运站的坐标如表1所示：垃圾转运站名称坐标a（cm）坐标b(cm)九街站19.3329.09玉泉站26.0131.6动物园站40.9955.01平山村站40.3351牛城村站2465

7、.87科技园站32.0619.12同乐村站21.2941.64松坪山（二）站28.2936.95大新小学站17.9726.61南山村站14.2115.3阳光(白芒关外)站29.2273.96-38-月亮湾大道站15.1331.61光前站41.8240北头站19.8119.24涌下村站18.7323.7白石洲南站42.6923.4前海公园站15.5931.01深圳大学站29.8431.16官龙村站34.1752.53松坪山站33.3937.28南光站22.4317.7南园站18.8318.21望海路站75.14-0.72花果路站24.821.43福光站56.

8、4255.51新围村站36.7450.68大冲站36.9228.5