垃圾处理与清运方案垃圾分类处理与清运方案.doc

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垃圾分类处理与清运方案
摘要
本论文就生活中的垃圾分类处理与清运予以研究。我们将题目的二个大问题,拆分为三个问题。
问题一:确定厨余垃圾处理中心的个数与位置,我们采用位置集合覆盖模型进行建模,再利用整数规划建立清运的总费用最小模
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垃圾分类处理与清运方案
摘要
本论文就生活中的垃圾分类处理与清运予以研究。我们将题目的二个大问题,拆分为三个问题。
问题一:确定厨余垃圾处理中心的个数与位置,我们采用位置集合覆盖模型进行建模,再利用整数规划建立清运的总费用最小模型,通过编程得出最优解。
问题二:在问题一确定垃圾处理中心基础上求解垃圾清运路线问题,本问题利用图论的知识,忽略掉问题一当中的一个小型厨余中心,利用每个厨余中心每天大概处理相同的吨数,即权衡的思维,从而得出拖车的垃圾清运路线。
问题三:考虑充分运用人力物力,充分发挥运输车的效益,降低总运费,只考虑运程最短、运费最少的问题,忽略区域内的街道、环境等因素,得到垃圾站设置点的数据模型。
关键词:集合覆盖;整数规划;平均任务法;数据模型
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问题重述
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:
1)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。
4)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)只有消耗处理费用,不产生经济效益。
厨余设备相关数据
类别
处理能力
投资额
运行成本
产物价格
大型厨余设备
200吨/日
4500万元
150元/吨
1000-1500元/吨
小型厨余设备
200-300公斤/日
28万元
200元/吨
1000-1500元/吨
四类垃圾比例
类别
厨余垃圾
可回收垃圾
有害垃圾
其他不可回收垃圾
比例
4
2
1
3
可回收垃圾的相关数据
类别
所占比类
回收价格
纸类
55%
1元/公斤
塑料
35%

玻璃
6%

金属
4%

拖车:
只拖十吨的大型厢,只用于从转运站到垃圾中心,每次只拖一个大型厢,平均每公里耗油25L—30L柴油/每公里。柴油单价:[1]。
收集车辆:
只负责从小区的垃圾站到转运站运输,,每车耗油20L—
3
35L70#汽油/百公里。
司机月薪平均3500元。
本项研究课题旨在为深圳市的垃圾分类化进程作出贡献。为此请你们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,具体的研究目标是:
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。
假设转运站允许重新设计,请为问题1)的目标重新设计。
二、模型假设及符号说明
一、模型假设
忽略各种随机因素引起的车辆堵车、临时停顿,即一路顺畅;
假设车辆行驶过程中,车速恒定;
全区居民每天产生的生活垃圾总量不变;
居民每天产生的生活垃圾都被清运走;
中转站中的垃圾每天都能被运往处理中心;
厨余垃圾处理中心的选址只考虑最小花费,不考虑环境、政治等因素的限制;
垃圾在转运站时进行分类且可回收垃圾当天能处理完毕,即产生经济效益;
二、符号说明
符号
说明
m座垃圾站组成的集合
将第k座垃圾站启用为中转站
第k座垃圾中转站是否覆盖第i座垃圾站
可以覆盖第i座垃圾中转站的集合
能被筛选出的第k座中转站覆盖的垃圾转运站集合
第i座垃圾转运站的垃圾量
筛选出来的第k座垃圾中转站的转运能力
使用年限,建设期为年
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第i座垃圾站向第k座中转站的垃圾运输量
第i座垃圾站到第k座中转站单位运输量单位距离的费用
进行现值转换的贴现率
第i座垃圾站到第k座中转站的距离(km)
第k座垃圾站运往第j座处理场的运输距离
第k座垃圾站运往第j座处理场的单位运量单位费用
建设中转站的固定投资
第k座垃圾站运往第j座处理场的垃圾运输量
中转站建设的控制规模
中转站的运行成本
三、问题分析与模型建立
一、问题分析
1、问题一:此问题是选址问题,针对需求,如何确定一组服务设施来满足这些需求点的需求。具体的说,就是确定处理中心的最小数量和合适的位置。集合覆盖模型就是用最小数量的处理中心去覆盖所有的需求点,用运筹学的分支定