（市政工程专业论文）垃圾收运车辆路线的优化及其应用.pdf

摘要 垃圾收运车辆路线的优化及其应用 摘要 在分析城市生活垃圾收运系统特征的基础上，根据实际存在的城市生活垃圾收运方式， 提出了垃圾收运车辆路线优化问题。 车辆在车库、收集区域、中转站( 或处理场) 间的行驶，形成了一个往返车库的环游。 将环游分解为三种类型的行程：即从车库到收集区域到中转站( 或处理场) 的最初行程， 从中转站到收集区域( 或处理场) 到中转站的中间行程，从中转站( 或处理场) 到车库的 最终行程。中间行程可为一次或多次。对此路线优化问题的目标函数和约束条件进行了分 析研究，建立了该问题的数学模型。目标函数为收集费用和重复行驶费用。约束条件为一 般车辆路线问题的约束条件和定义三种类型行程的约束条件。 针对垃圾收运车辆路线问题的数学模型，提出了一种改进的最小生成树启发式算法。 对此启发式算法的理论基础、算法思想进行了分析阐述后，结合一个模拟的收集网络，给 出了这种算法计算垃圾收运车辆路线的方法和步骤。 结合南京市玄武区兰园街道区域，对这一实际的垃圾收运系统，根据建立的数学模型， 采用启发式算法对垃圾收运车辆的路线进行了规划。与实际的收运路线相比，行程缩短2 9 。 关键词：垃圾收运中国邮政员问题启发式算法 a b s t r a c t t h eo p t i m i z a t i o n0 fr e f u s ec o l l e c t i o n v e h i c l er o u t i n ga n da p p l i c a t i o n a bs t r a c t o nt h eb a s i so ft h ea n a l y s i so tt h ec h a r a c t e r i s t i co fr e f u s e c o l l e c t i o ns y s t e m ，“p r e s e n t s r e 允s ec o l l e c t i o nv e h i c l er o u t i n gp r o b l e ma c c o r d i n gt ot h ee x i s t i n gc o l l e c t i o n m o d eo fm u n i c i p a l s 0 1 i dw a s t e av e h i c l e st o u rm e a n st h et o t a lc o u r s ed r i v e ns i n c ed e p a r t i n g 抒o mt h ed e p o t ，u n t i lr e t u m i n g b a c kt o i t d u r i n g t h e t o u r ， ar e f h s ec 0 1 l e c t i o nv e h i c l es t e e r s a m o n gd e p o t ，c o l l e c t i o n 2 l r e 码t r a i l s i t i o ns t a t i o n ( d i s p o s a lf 犯i l i t y ) e a c ht o u ri sas e q u e n c eo ft k e es o r t so ft r i p s ：t h ei n i t i a 】 仃i p s ，f r o m 吐l ed e p o tt oc o l l e c t i o na r e a ，t h e nt ot r a n s i t i o ns t a t i o n ( d i s p o s a lf a c i l i t y ) ，t h ei n t e h n e d i a t e 仃i p s ，w h i c hm a ye x i s t o n c eo rm o r ei nat o u r ，f r o mt h et r a n s i t i o ns t a t i o n ( d i s p o s a lf a c i l i t ) ，) t o c 0 1 l e c t i o na r e at h e nb a c kt ot r a n s i t i o ns t a t i o n ( d i s p o s a lf a c i l i 够) ，t h en n a lt r i p sf r o m 仃a n s i t i o n s t a t i o n ( d i s p o s a lf - a c i l i 够) b a c kt o t h e d e p o t a f t e rr e s e a r c h i n gt h eo b j e c t 凡n c t i o na n d t h e c o n s 仃a i t s ，t h em 砒e m a t i c a lm o d e lo ft h er e f u s ec o l l e c t i o nv e h i c l er o u t i n gp r o b l e mi s f o h n u l a t e d t h eo b j e c t 劬c t i o ni n c l u d e st h ec o l l e c t i o nc o s ta n dt h e d e a d h e a d i n gc o s t t h e c o n s t r a i n t si n c l u d et h ec o m m o nc o n s t r a i n t so fv 酿i c l er o u t i n gp r o b l e m ( v r p )a n dt h e c o n s t m i n t sd e f i n i n gt h et h r e es o n so ft r i p s t h ed i s s e r t a t i o np r e s e n t sah e u r i s t i ca l g o r i t l 珈o fm o d i 6 e dm i n i m u m s p a n n i n gt r e e ( m s t ) f o rs 0 1 v i n gt h em a t h e m a t i c a lm o d e lo ft h er e f u s ec o l l e c t i o np r o b l e m a r e rt h ea n a l y s i sa n d e l a b o r a t i o no ft h et h e o r e t i c a lb a l s i sa n dt h o u g h to ft h eh e u r i s t i c ，i tp r e s e n t st h em e t h o d sa n ds t e p s t oc o m p u t et h ev e h i c l er o u t i n g 印p l i e dt oas i m u l a t e dc o l l e c t i o nn e t w o r k w t ht h er e a l r e 如s ec 0 1 l e c t i o ns y s t e mo fl a n y u a na r e ao fx u a i l 、v ud i s t i c ti nn 锄ji n g ，i tu s et h e h e u r i s t i ca l g o r i t h mt op r o g r 锄t h er o u t i n go fr e f u s ec o l l e c t i o nv e h i c l e s c o m p a r e dt ot h ee x i s t i n g c o l l e c t i o nr o u t e ，廿1 ed i s t a n c eo fo p t i m a l r o u t er e d u c e sb y2 9 k e yw o r d s ：r e f u s ec o l l e c t i o nc h i n e s ep o s t m a np r o b l e mh e u r i s t i ca l g o r i t h m i i 主要缩略语表 主要缩略语表 v r p ：v e h i c l er o u t i n gp r o b l e m ，车辆路线问题 r c v r p ：r e f u s ec o l l e c t i o nv e h i c l er o u t i n gp r o b l e m ，垃圾收运车辆路线问题 c p p ：c h i n e s ep o s t m a np r o b l e m ，中国邮政员问题 m p p ：m u l t i p l ep o s t i t l e np r o b l e m ，多个邮政员问题 h a ：h e u r i s t i c a l g o r i t m ，启发式算法 m s t ：m i n i m u ms p a n n i n gt r e e ，最小生成树 v 数学符号意义表 g = ( v ，a ) ：网络图，表示收集区域 数学符号意义表 v ：点集顶点1 为车库；点n + 1 为中转站；u = v 1 ，n + 1 ) ，为垃圾收集点( i v i = n + 1 ) a ：弧集( i ，j ) 表示在两收集点i 和j 之间的街道( ( i ，j ) a ) g n = ( v ，a r ) ：需求图，由垃圾收集点及需收集的街道构成 a r ：需收集垃圾的街道( a 。a ) a a r ：重复行驶的街道( d e a d h e a d i n gs t r e e t s ) ，穿过时无需收集垃圾 r ：行程编号 p ：车辆数 w ：车辆载限 g u ：弧( i ，j ) 上的垃圾量( ( i ，j ) a r ) g ：网络中的垃圾总量，绋= ( ，伽靠g c ，：弧( i ，j ) 上垃圾收集费用( 或时间) ( ( i ，j ) a r ) c i ：网络中的垃圾收集总费用( 或时间) ，c i = ( 佛白 z ，：重复行驶弧( i ，j ) 的费用( 或时间) ( ( i ，j ) a ) ，( 谚， c ，v ( i ，) 乓) d + ( z ) ：在图g n 中顶点l 的出度( 1 v ) ，d + ( ，) - l ( ，) ：( z ，) 4 ) j d 一( f ) ：在图g i i 中顶点1 的入度( 1 v ) ，d 一( z ) 刊 ( f ，f ) ( j ，) 乓 i d ( z ) 2 d 一( ，) 一d + ( ，) ，v z y 三：收集行程数的上界值，上= m ， ，m = ia 。 绋渺 ： 收集行程数的下界值 k 三_ g 渺 一尸 ) c 王= ：醐揿行谢觚j 髓圾v ( i ，j ) 川。 f ，一1o否则 审l 1 ，j ) 爿尺，厂2l ，上 k ：第r 次行程中重复穿过弧( i ，j ) 的次数，r = 1 ，- - - ，三 z ：所有的l 次行程中重复穿过弧( i ，j ) 的次数( ( i ，j ) a ) ， 厂：差 yf ， 东南大学学位论文独创性声明 奉人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文巾不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教有 机构的学位或证书而使用过的材剩。与我一同工作的同志对本研究所做的任伺 贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：亟终塾臼期：盟冲 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学 位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外， 允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文 的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名：型雄k 锄签毪型燃目期：龇习 第一章绪论 1 1 课题背景 第一章绪论 随着城市人口的增加，城市建设规模不断扩大，生活垃圾的数量日益增多，分布更广， 垃圾问题逐渐成为人们关心的一个严峻的社会问题，急需得到解决。 城市生活垃圾从收集、运输、中转到处理，构成了城市生活垃圾的处理系统【1 】。据统 计，处理系统费用的7 5 8 5 【2 j 归因于收集和运输( 简称收运) ，即生活垃圾收运系统。 而随着垃圾处理设施的向远离城市的远郊转移，市区面积的扩张，整个垃圾收集运输系统 的覆盖面积越来越大，对车辆收运垃圾的路线进行科学合理的规划，就显得尤为重要。 在生活垃圾收运系统中，收集清运工作的科学性、经济性关键就是选择合理的收运路 线。选择合理的垃圾收运车辆的路线，可减少行驶距离，节约时间，可高效地调度收运车 辆，减少投入车辆数，车辆的维修费用、燃油费也相应减少。同时，人力资源也可发挥更 大的效率。因此，通过对垃圾收运车辆行车路线的优化，一可以很大程度地节省收运费用， 从而产生巨大的经济和社会效益。 1 2 国内外研究动态 国内对城市生活垃圾收运系统优化的研究，主要涉及到中转站的设置标准、布点，垃 圾运往不同处理设施之间的调运量等。研究的主要成果有： 盛金良p 】等在对城市生活垃圾收运模式设计的研究中，介绍了几种常用的收运模式， 即包括中转的收运模式和无中转的收运模式，设置中转与否，视垃圾从产生源到处理地的 运输距离、垃圾收集车辆的运输能力及垃圾量来确定。通过分析比较直接运输和采用中转 情况下的运输成本( 运输每吨垃圾的全部费用) ，当使用小型车( 1 t 垃圾收集车) 收集时， 运输路程大于2 0 k m 时，采用中转站较为经济。 刘东i 4 j 在对垃圾收运系统规划设计的分析中，对中小型转运站的作用与设置标准【5 】、 大型转运站的规划设置【6 j 、不同载限类型的垃圾收集车【7 l 、垃圾运输车的选用及数量进行 了经济性分析。 刘桐武瞵j 将线性规划及运输模型应用于垃圾调运，对沈阳市内的五个区的垃圾如何分 配到四个填埋场及一个焚烧厂，建立垃圾运输数学模型，由于是一个不平衡运输问题，需 虚拟一个处理场。采用线性规划中的运输模型的解法对垃圾调运方案数学模型求解，得到 最优调运方案。证明了线性规划中的运输模型是最优化垃圾运输问题的有效方法，建议这 一现代管理的科学方法，应广泛在环卫管理中推广应用。 中山大学环境科学研究所的王志刚等 9 j 在对广州市城市生活垃圾管理系统的规划，运 用了最小费用规划模型，选取运输费用以及各处理设施( 包括垃圾焚烧、堆肥、回收利用、 填埋和中转处理) 的处理费用为因子，同时把经济收入作为负的因子从中扣除，对选取的 三个规划方案进行了计算，得出了广州市市区城市生活垃圾管理系统处理的最低费用，并 给出了市属八个区的垃圾量相应的处理设施。 陈炳禄【ju j 等研究了广州市生活垃圾处理方式及物流管理方案优化。以广州市为例，运 用对目标动态规划模型，以层次分析法( a h p ) 进行综合效益的评估取值，经计算得出各 个时期生活垃圾焚烧、堆肥、资源化回收和填埋的比例及数量的优化方案，预测了各个规 东南大学硕士学位论文 划期各种设施的需求量。在此基础上运用最小费用规划模型、选取运输费用与处理费用为 因子，同时把经济收入作为负费用从中扣除，计算出城市生活垃圾处理系统的最低费用及 市属八区往各处理设施的垃圾优化调运方案。 台湾学者张乃斌 l2 】为收集车辆路线建立了一个改进的多目标、混合整数规划模型， 并通过接合g i s 技术来解决收集车辆路线和调度问题。g i s 技术是用来在复杂的空间地理 关系下，创立、贮存、重新获取、分析和展示空间信息，在环境领域的许多方面得到了广 泛的应用。如使用g i s 技术模拟地表水的流动和地表水污染，管理水的分配网络等。张乃 斌的研究说明，通过将g i s 技术、数学规划软件和关联的数据库管理系统接合起来，可实 现在环境和市政规划发生变化的情形下，对可供选用的垃圾收集方案进行分析比较。 国外对垃圾收运系统优化的研究基本上也是围绕中转站、垃圾处理场的布置地点【1 3 】以 及垃圾的合理流向等问题展开。 a n d e r s o n ，l e ( 1 9 6 8 ) 【1 4 j 最早将混合整数规划应用在垃圾收运系统规划和选址， a n d e r s o n ，d ( 1 9 9 2 ) 【1 5 j 首先将g i s 引入垃圾车辆收运规划上，目标是转运站、填埋场的选 址优化和垃圾流的优化。 国外对路线问题的研究主要是针对邮政员问题( c h i n e s ep o s t m a np r o b l e m ，c p p ) ，销售 员问题【1 7j ( t r a v e l i n gs a l e s m a l lp r o b l e m ，t s p ) ，车辆路线问题【1 8 。2 ) ( v e h i c l er o u t i n 2 p r o b l e m ，v r p ) 。基于这些路线问题，针对不同的实际情况，需对这些路线问题变形，才能 更具有实际应用的意义，从而产生了一些新的路线问题的研究领域，如乡村邮政员问题【2 6 】 ( r u r a lp o s t i l l a l lp r o b l e m ，r p p ) 、 容量弧路线问题眇3 u j ( c a p a c i t a t e da r cr o u t i n g p r o b l e m ，c a r p ) 、周期性车辆路线问题【3 1 j ( p e r i o d i cv e h i c l er o u t i n g p r o b l e m ，p v r p ) 等。采 用了现代数学的方法，如智能方法，来求解这些路线问题的数学模型，主要的算法有神经 网络算法【3 2 - 3 4 1 、启发式算法【3 5 。4 3 1 、改进最小生成树算澍4 4 4 5 1 、遗传算法【4 6 1 、禁忌搜索算法 一7 i 、平行节约启发式算法【4 8 j 等，而专门针对垃圾收运车辆路线问题进行研究并付诸应用的 例子，未见报道。 m c a i l d i d am o u r a o 【4 9 5 0 j 通过求解含边界约束的c a r p 问题得到葡萄牙里斯本( l i s b o n ) 的一个区的生活垃圾收运的优化路线。基于运输问题的模型，提出了两种下界方法，对其 中的一种下界方法提出了一个三阶段的启发式算法来产生一个近似最优解。算法的数学推 理晦涩难懂，过程繁杂，研究的重心，在很大程度上是从纯数学的角度，来解决一个非确 定多项式难题( n o n d e t e 册i n s t i cp r o b l e m ，n p ) ，而对算法的实际应用笔触较少，很难为非数 学专业的城市生活垃圾管理者所用。 a n i t a a m b e 唱【mj 研究了多中心限容弧的路线问题( c a p a c j t a t e d a r c r o u t i n g p r o b l e m w i t h m u t i p l ec e n t e r s ，m c a r p ) ，将m c a r p 变形为弧受约束的多中心最小生成树问题( m u l t i p l e c e n t e rc 印a c i t a t e dm i n i m u ms p a n n i n g1 r e ep r o b l e mw i t ha r cc o n s t r a i n t s ， a r c c o n s t r a i n e d c m s t ) ，提出了解a r c c o n s t r a i n e dc m s t 的一种启发式算法，使用了r o u t e f i r s t c l u s t e r s e c o n d 的方法确定初始解，模拟退火和禁忌搜索算法来改进寻求近似最优解，最后将得到的 a r c c o n s t r a i n e dc m s t 问题的解转换为m c a r p 的解。多中心限容弧的路线问题，类似于 垃圾收运车辆路线问题中的多车库、车辆载量限制的情形。这种方法对本文研究垃圾收运 车辆路线问题提供了一个有益的参考。 本文将垃圾收运与车辆路线问题结合起来，提出垃圾收运车辆路线问题，通过建立数 学模型，研究了垃圾收运路线优化的实质和关键。提出了最小生成树启发式算法来计算设 计优化路线。这种启发式算法，以追求实用为宗旨，通过图的表现形式，容易理解和接受， 并结合具体的实例将算法致以应用，算法实用性强。 2 第一章绪论 1 3 课题研究的主要内容 本课题研究的主要内容包括以下几个方面： 1 在分析城市生活垃圾收运系统特征的基础上，根据实际存在的城市生活垃圾收运方式， 提出了垃圾收运车辆路线优化问题； 2 将垃圾收运车辆的行车路线分解为三种类型的行程，对此路线优化问题的目标函数和约 束条件进行了分析研究，通过建立该问题的数学模型，对路线优化的关键与实质进行研究； 3 针对垃圾收运车辆路线问题的数学模型，寻求解决城市生活垃圾收运路线优化问题的启 发式算法，对此启发式算法的理论基础、算法思想和计算步骤展开研究； 4 结合南京市玄武区兰园街道区域，采用算法对垃圾收运车辆的路线设计计算，并与实际 的收运路线分析比较。 东南大学硕士学位论文 第二章城市生活垃圾收运系统的概况 城市垃圾收运通常需包括三个阶段，构成一个收运系纠l 2 l 。 第一阶段是搬运和贮存( 简称运贮) ，是指由垃圾产生者( 住户或单位) 或环卫系统收 集工厂从垃圾产生源头将垃圾送至贮存容器或集装点的运输过程。 第二阶段是收集与清除( 简称清运) ，通常指垃圾的近距离运输。一般用清运车辆沿一 定路线收集清除容器中的垃圾，并送至垃圾中转站的操作，有时也可就近直接送至垃圾处 理场。 第三阶段为转运，特指垃圾的远途运输，即在中转站将垃圾转载至大载量运输工具上， 运往远处的处理场。 清运和转运这两个阶段宜采用优化方法进行规划，按照最优的行车路线收集垃圾，并 将垃圾源合理分配到不同处理场，以使成本降到最低。 城市垃圾收运的原则是：首先应满足环境卫生要求，其次应考虑在达到各项卫生目标 时，费用最低，并有助于降低后续处理阶段的费用。因此，科学地制定合理的收运计划， 以此来提高收运效率是非常必要和关键的。 2 1 城市垃圾的搬运与贮存 在城市垃圾收集运输前，城市生活垃圾的产生者必须将各自所产生的城市垃圾进行短 距离搬运和暂时贮存，这是整个垃圾收运管理系统的第一步。从改善垃圾收运管理系统的 整体效益考虑，有必要对垃圾搬运和贮存进行科学的管理，以利于居民的健康，并能改善 城市环境卫生及城市容貌，也为后续阶段操作打下好的基础。 2 1 1 居民住宅区垃圾搬运 有两种搬运方式： 1 由居民自行负责将产生的城市垃圾自备容器搬运至公共贮存容器、垃圾集装点或垃 圾收集车内。 2 由收集工人负责从家门口或后院搬运垃圾至垃圾集装点或收集车。此种方式对居民 极为方便，但需要支付一定的费用，且环卫部门要耗费大量的劳动力和作业时间。 2 1 2 商业区与企业单位垃圾搬运 商业区与单位垃圾一般由产生者自行负责，环境卫生管理部门进行监督管理。当委托 环卫部门收运时，各垃圾产生者使用的搬运容器应与环卫部门的收运车辆相配套，搬运地 点和时间也应和环卫部门协商而定。 2 2 贮存容器 贮存容器除大小适当外，必须满足各种卫生要求，并要求使用操作方便美观耐用，造 价便宜，便于机械化装车。 2 2 1 容器类型 国内目前各城市使用的容器规格不一。对于家庭贮存，除少数城市( 如深圳、珠海等) 规定使用一次性塑料袋外，通常由家庭自备随意性容器；对于公共贮存，常见的有活动式 带车轮的垃圾桶、固定式砖砌垃圾箱、铁制活底卫生箱、车箱式集装箱等；对于街道贮存， 4 第二章城市生活垃圾收运系统的概况 除使用公共贮存容器外，还配置大量供行人丢弃废纸、果壳、烟蒂等物的各种类型的废物 箱；对于单位贮存，则由产生者根据垃圾量及收集者的要求选择容器类型。垃圾桶应该用 耐腐的和不易燃材料制造，钢制的重而价昂，塑料轻而经济，但不耐热、使用寿命短。为 了减少垃圾桶赃污和清洗工作，已广泛提倡使用塑料袋和纸袋。 2 2 2 存放地点 住宅区贮存家庭垃圾的垃圾箱或大型容器应设置在固定位置，该地区应靠近住宅、方 便居民，又要靠近马路，便于分类收集和机械化装车。容器最好集中于收集点，收集点的 服务半径一般不应超过7 0 m 。 2 2 3 设置容器数量 容器设置数量对费用影响甚大，应事先进行规划和估算。某地段需配置多少容器，主 要应考虑的因素为服务范围内居民人数、垃圾人均产量、垃圾容重、容器大小和收集次数 等。 2 2 4 分类贮存 分类贮存是根据对城市垃圾回收利用或处理工艺的要求，由垃圾产生者自行将垃圾分 为不同种类进行贮存，即就地分类贮存。适于分类贮存收集的成分主要是纸、玻璃、铁、 有色金属、塑料、纤维材料等。这时需设置不同容器以便存放不同的废物，相应的垃圾收 集车辆也要分类。 2 3 城市生活垃圾收运模式的设计 城市生活垃圾从收集、运输、中转到处理，构成了生活垃圾的处理系统。各个环节的 合理配置、协调配合可获得最大的环境、社会和经济效益，相反则会造成环境的污染，劳 动条件的恶化和费用支出的增加。城市生活垃圾收运系统是由处理系统的收集、运输和中 转三个环节组成，其硬件主要有各种收集和运输车辆、输送设备、转运设备及附助设备， 而相应的操作规程、管理制度和作业方式等为该系统的支持软件。 2 3 1 收运系统模式设计内容 收运系统模式设计内容包括： 确定采用有中转收运模式或无中转模式； 确定生活垃圾收集方式，即流动车辆收集或收集站收集； 配置系统硬件( 包括车辆、中转站布点及设备等) ； 配置作业规程。 2 3 2 收运系统模式设计的一般步骤 设计收运系统模式的一般步骤为： 进行城市生活垃圾产量、成分、分布的统计及预测； 按照可持续发展要求，制定城市生活垃圾处理规划，包括处理工艺的确定，处理场 布点及处理能力确定； 按照整洁、卫生、经济、方便、协调原则确定生活垃圾收集方式； 按照经济、协调原则确定是否采用中转； 按照经济、协调原则及城市基本情况配置系统硬件； 根据经济、协调及城市基本情况配置系统硬件，根据经济、协调及系统硬件的特征 制定作业规程。 收运系统模式设计一般需要有一个反复的过程，通过各种因素的比较和权衡，最后获 得最佳的生活垃圾收运模式。 东南大学硕士学位论文 2 4 垃圾收运模式的衡量标准 衡量一个垃圾收运系统的优劣应从以下几个方面进行。 系统前后环节的配合 收集系统的前部环节为垃圾的产生源，如居民家庭、企事业单位、饭店等。合理的收 运系统应有利于垃圾从产生源向系统的转移，同时应卫生、方便、省力。收运系统与垃圾 处理之间应协调，其中包括工艺协调、接合点协调。 工艺协调指的是收集系统必须与所在城市所采用的垃圾处理工艺的协调，必须根据具 体的处理工艺来确定收集的方式等等。而接合点的协调是指收运系统与垃圾处理场接合点 的协调，通常为垃圾运输( 或中转) 车辆与处理场卸料点的配合。这种配合决定了垃圾处 理场卸料点的条件及垃圾运输( 或中转) 车辆的形式( 包括卸料方式) 。 对环境的影响 垃圾收运系统对环境的影响有对外部环境的影响和内部环境的影响之分。应严格避免 系统对外部环境的影响，包括垃圾的二次污染( 如垃圾在运输途中的散落、污水泄漏等) 、 嗅觉污染( 如散发臭气) 、噪声污染( 主要由机械设备产生) 和视觉污染( 如不整洁的车容、 车貌) 等，对系统内部环境的影响主要指作业环境不良。 劳动条件的改善 一个合理的收运系统应最大限度地解放劳动力，降低操作工人的劳动强度，改善工作 条件。因此，合理的收运系统应具有较高的机械化、自动化和智能化程度。 经济性 经济性是衡量一个收运系统优劣的重要指标。其量化的综合评价指标是收运单位量垃 圾的费用，简称单位收运费。影响单位收运费的因素很多，主要有收运方式、运输距离、 收运系统设备的配置情况及管理体系等。 单位收运费由两部分组成，即固定投资的折旧费和日常运行费。固定投资为收运系统 中的硬件设施投资，而折旧费的计算又与设施的折旧年限成线性关系。在通常的计算中， 折旧年限按某种约定确定。而对于收运系统，由于其前后环节的变化，或者在一个经济发 展较快的城市中，其本身发生变革的可能性较大，从而会大大缩短其折旧年限，导致单位 收运费的增加。因此，一个技术先进、适应未来发展要求的收运系统，可能比投资较少， 但只满足当前要求的收运系统更为经济。 2 5 城市生活垃圾收运路线 在城市垃圾收集操作方法、收集车辆类型、收集劳力、收集次数和作业时间确定以后， 就可着手设计收运路线，以便有效使用车辆和劳力。收集清运工作安排的科学性、经济性 关键就是合理的收运路线。 国外对此十分重视，不少国家都制定了垃圾车收运路线图。例如德国的城市垃圾收运 系统比较完备，各清扫局都有垃圾车收集运输路线图和道路清扫图，收运路线图和清扫图 把全市分成若干个收集区，明确规定扫路机的清扫路线以及这个地区的垃圾收集日、收集 容器的数量及其车辆行驶路线等，收集地区的容器数量和安放位置等在路线图上都有明确 标记，司机只需按照路线图的标志，在规定的收集日按收运路线去收集垃圾或进行清扫作 业。 一条完整的收集清运路线大致由“实际路线”和“区域路线”组成。前者指垃圾收集 车在指定的街区内所遵循的实际收集路线；后者指装满垃圾后，收集车为运往中转站( 或 处理场) 需走过的地区或街区。 6 第二章城市生活垃圾收运系统的概况 2 5 1 实际路线设计 收运路线设计的主要问题是车辆如何通过一系列的单行线或双行线街道行驶，以使得 整个行驶距离最小。换句话说，其目的就是使空载行程最小，这样整个收集过程就最有效、 最经济。 消除空载行程的设计问题，实际上国外早在1 7 3 6 年便开始研究了。经过多年的研究及 多名数学家的归纳总结，提出了一整套用于确定实际路线的法则，其中有些是普通的见解， 有些则是确定整个网络策略的指南： 行驶路线不应重叠，而应紧凑和不零散； 起点应尽可能靠近车库； 交通量大的街道应避开高峰时间； 在一条线上不能横穿的单行街道应在街道的上端连成回路； 一头不通的街道在街道右侧时应予以收集； 小山上废物应在下坡时收集，便于车辆下滑； 环绕街区尽可能采用顺时针方向； 长而直的路应在形成顺时针回路之前确定为行驶路线； 决不要用一条双行街道作为结点唯一的进出通路，这样可以避免1 8 0 度大转弯。 在研究探索较合理的实际路线时，需考虑以下几点： 每个作业日每条路线限制在一个地区，尽可能紧凑，没有断续或重复的线路； 平衡工作量，使每个作业、每条路线的收集和运输时间都大致相等； 收集路线的出发点从车库开始，要考虑交通繁忙和单行街道的因素； 在交通拥挤时间，避免在繁忙的街道上收集垃圾。 2 5 2 区域路线设计 对于一个小型的独立的居民区，确定区域路线的问题就是去寻找一条从路线的终端到 处理地点之间最直接的道路。而对于区域系统或面积较大的城区，通常可以使用分配模型 来拟制区域路