A题 王德超 王少东 王帅.doc

垃圾分类处理与清运方案设计
承诺书
我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.
我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): A
我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):
所属学校(请填写完整的全名): 吉林建筑工程学院
参赛队员(打印并签名) :1. 王德超
2. 王少东
3. 王帅
指导教师或指导教师组负责人(打印并签名): 李刚健
日期: 2011 年 5 月 5 日
赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):
垃圾分类处理与清运方案设计
编号专用页
赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):
赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用):
评
阅
人
评
分
备
注
全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):
全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):
垃圾分类处理与清运方案设计
摘要
本文首先采用了逆向物流的分析方法;然后对城市生活垃圾的四大主要成分
和处理技术进行了详细研究。城市生活垃圾产生量是网络规划的关键参数。
第一问针对生活垃圾的四大成分的回收,构建了一个三层结构的回收网络,将混合整数规划模型用于回收网络定位和优化的分析。该模型优化回收站和综合处理厂的地址和数量,垃圾产生点的分配以及中转站处理能力(设备数量及分布)和运输问题。最后用算例证明了模型的有效性。此外,从系统研究的角度出发,同时研究垃圾回收中转站的选址和垃圾运输路线的安排,建立了一个基于双层规划的选址——路径模型。模型上层为选址问题,下层为路径问题。
针对第二问,上层随机选择一定数目的中转站候选点(假设选择了 k 个中转站候选点),下层根据上层给出的中转站候选点的位置进行路径优化,当数目为 k 的所有中转站组合都进行一遍路径优化后,上层根据下层路径优化的结果城市生活垃圾选址——路径模型及算例确定 k 个能使网络运行收益最高环保效果最好的候选点的位置。k 的取值从 1 开始直至候选点的总数,模型比较 k 在取不同值时得到的最高网络运行收益确定最终建立的中转站数目、位置和回收路径,目标是使系统经济效益最高。该模型将中转站的定位与车辆调度结合起来讨论,从物流理论分析,垃圾收运系统是一种特殊的物流系统——垃圾物流系统,其特殊主要体现在两个方面:一是对象为特殊的流体——垃圾;二是具有特殊的系统管理目标,把实现经济效益最大化定为主要目标,而垃圾物流的目标则具有多重性,既追求环境效益及社会效益最大化,同时又兼顾经济效益针对城市生活垃圾主体——居民生活四类垃圾各特点设计一个回收网络模型,该回收网络涵盖分类收集—中转站—综合处理厂三个环节,已运行费用最低为目标,决定中转站及综合处理厂的最有数量和位置。第一层为垃圾收集源头,第二层为中转站,第三层为垃圾填埋场和焚烧厂。
问题一及问题二都应用混合整数规划模型(包含了整数、0/1 和线性 3 种类型的决策变量)处理,求解出最优结果。
关键词:路径模型混合整数规划逆向物流优化
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。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。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,这种分类顾名思义不难理解。其中对于居民垃圾,基本的分类处理流程如下:
在垃圾分类收集与处理中,不同类的垃圾有不同的处理方式,简述如下:
橱余垃圾可以使用脱水干燥处理装置,处理后的干物质运送饲料加工厂做原料。不同处理规模的设备成本和运行成本(分大型和小型)
可回收垃圾将收集后分类再利用。
有害垃圾,运送到固废处理中心集中处理。
其他不可回收垃圾将运送到填埋场或焚烧场处理。
所有垃圾将从小区运送到附近的转运站,再运送到少数几个垃圾处理中心。显然,1)和2)两项中,经过处理,回收和利用,产生经济效益,而3)和4)只有消耗处理费