深圳市南山区垃圾分类处理清运方案探讨

深圳市南山区垃圾分类处理清运方案探讨数学建模协会编号：7陈潮后磊胡泽辉评阅编号：深圳市南山区垃圾分类处理清运方案探讨深圳市南山区垃圾分类处理清运方案探讨深圳市南山区垃圾分类处理清运方案探讨15本文争论了深圳市南山区垃圾分类处理清运方案设计问题,运用最优化方法理中心位置不定两种条件下的最优清运路径。处理结果如表六、表七所示。转化为不同厨余垃圾处理中心的数量分布和厨余垃圾处理中心的位置分布这两火启发式算法，较好的解决了问题一。来。这种分类顾名思义不难理解。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)做原料。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。1〕2〕3〕4〕只有消耗处理费用，不产生经济效益。学建模方法对深圳市南山区的分类化垃圾的实现做一些争论，具体的争论目标是：〔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。以期到达最正确经济效益和环保效果。假设转运站允许重设计，请为问题1〕的目标重设计问题一的分析垃圾运往燃烧厂以东垃圾运往填埋场。输方案。问题二的初步分析我们在处理整个问题之前，先将垃圾转运站的数量和地址打算下来。matlab内部设定的垃圾转运站数目。圾1kg，也就是说规模超过10000人的片区每日会产生接近10吨的垃圾，因此已经选好的转运站，将产生的垃圾运往转运站处理。200同样选择建立两个大型厨余垃圾处理中心。剩下具体处理过程同第一问。题目所给数据及所指示网站数据真实牢靠；各社区人口数目相对固定，市民每天产生的垃圾量是个定值；各社区每天垃圾的产生量和社区的人数成正比；〔包括大小设备长〕每天仅收一次垃圾〔早上或晚上〕；各垃圾转运站的垃圾将在当天清运完毕，不能积存；各垃圾转运站的垃圾转运量以70吨为限，不得超出此最大界限；全部运输车辆不得超载；大小设备处理厂〕之间均有大路直线相通；大小设备处理厂〕；可回收垃圾在垃圾中转站被直接回收，以后不再处理考虑；有害垃圾及其他不行回收处理方式为燃烧、填埋都可；不考虑居民对垃圾中转站得选址的异议。f目标函数〔是投资本钱最小〕；x大型厨余垃圾处理设备数；y小型厨余垃圾处理设备数；F目标函数i=1、2 第一/二个大型厨余垃圾处理厂的纬度值ii=1、2 第一/二个大型厨余垃圾处理厂的经度值ik i第一个大型厨余垃圾处理厂，0d 各转运站到第一个大型厨余垃圾处理厂的距离i1d 各转运站到其次个大型厨余垃圾处理厂的距离i2m 各个转运站厨余垃圾运往处理中心单位距离〔km〕的运输费用i37i37iF 转运站变动后的目标函数i转运站变动各转运站的纬度矩阵i转运站变动各转运站的经度矩阵il 转运站变动各转运站距第一个大型厨余垃圾处理厂的距离i1l 转运站变动各转运站距第一个大型厨余垃圾处理厂的距离i2C 转运站位置变动后各转运站垃圾容量iP 各小区的人口数量iλ 人均垃圾产量五模型的建立问题一模型的建立其他垃圾清运方案争论由问题一的分析我们可以得到首先处理的是各个转运站的需填埋或者燃烧和罗湖区清水河垃圾填埋场的经纬度，统计后汇总到表一表一 各个转运站和南山垃圾燃烧厂和罗湖区清水河垃圾填埋场的经纬序号转运站站名或填埋场燃烧序号转运站站名或填埋场燃烧厂纬度经度1大石勘公厕垃圾站22.61737113.97432福光公厕垃圾站22.59396113.9953塘郎公测垃圾站22.59211113.99634长源公厕垃圾站22.59616114.00975动物园公厕垃圾站22.59265113.96266平山村公厕垃圾站22.58501113.9616……7围公厕垃圾站……22.58198……113.9543……31南园公厕垃圾站22.520421113.91832南山村公厕垃圾站22.5142113.908133南光公厕垃圾站22.519388113.925134科技园公厕垃圾站22.52248113.945635花果路公厕垃圾站22.487868113.93136望海路垃圾站22.48334113.931337疏港小区垃圾站22.48524113.897238南山区垃圾燃烧厂22.485113.881339罗湖区清水坪填埋场22.5841114.102成图，如图一图一 垃圾转运站的坐标、燃烧厂和填埋场连线及其中垂线图厨余垃圾的清运方案探讨下面争论大小厨余垃圾处理厂数量和分布问题：大、小厨余垃圾处理厂数量的探讨目标函数尽可能的小，于是有方程f4500x28y约束条件：所建处理厂能够处理全部的厨余垃圾，200xy8040.4厨余垃圾处理厂的数量非负x0,y0

x,yN以上几个方程构成了整数规划问题minf4500x28y200xy8040.4x0,y0x,yN0.2≤α≤0.3分别叫做第一厨余垃圾处理厂和其次厨余垃圾处理厂。2〕大、小厨余垃圾处理厂分布方案建立以下目标函数：minF37

dkmi1 i

37i1

mdi

i约束条件：k0-1i处理厂，1，0k=01i各个转运站到厨余垃圾处理中心的距离d=111.12arcos{1/[sinxsinx十cosx

cosxcos(Y—y)]}i1 1

1 i 1 id=111.12arcos{1/[sinxi2 2

sinx十cosxi

cosx

cos(Yi

—y)]}i各社区的初步分块方案将南山区各小区分类归并后我们得到了表三的数据表二 南山区各小区经纬度统计略表〔详见附录〕序号序号小区名称纬度经度1深航片区22.52695113.926212碧云片区22.47439113.907823片区22.4808113.88754常兴村22.4845113.9175区22.4872113.92956大学城22.48772113.92687……1280622.6059113.99721290722.60601113.96989130牛城村22.62881113.97258131茶光村22.634113.93132赤湾村22.641113.974133红花园村22.645113.941134义学街22.646113.951135港湾大道22.7326114.1319点集，如图二所示图二南三区各小区坐标图408表三 南山区各小区最终分块状况略表(详表参见附录)所属垃圾中转站小区名称小区纬度小区经度人口所属区块1常兴村22.4845113.9171833lingsui1动物园小区22.4878113.9238126lingsui1度假村套房小区22.4906113.9219761lingsui1芳华苑片区22.4906113.9211540lingsui1光前村片区22.4936113.9231389lingsui1国兴苑片区22.4939113.9241753lingsui1翠竹园片区22.4872113.93626211大学城22.4877113.927686611峰景片区22.4908113.93929311高发公寓片区22.4908113.93580411工商银行片区22.492113.932660411公交公司22.4928113.927212911海湾区22.4946113.932110651………………24茶光村22.634113.931739lingsui24红花园村22.645113.94124051lingsui24义学街22.646113.9517443lingsui各块区转运站位置确实定及容量确定容量确定够求出C=λ×Pi i位置确实定由于各个片区有且仅有一个垃圾中转站故而其位置确实定较问题一简洁很多故不再赘诉。厨余垃圾处理中心位置分布题以极其类似六模型的求解问题一的求解需运往垃圾填埋场和燃烧厂的清运方案〔red〔共计六个垃圾站，塘郎公测垃圾站，麻磡公厕垃圾站，大石勘公厕垃圾站大、小型厨余垃圾处理厂数量确实定由于5.2.11.x=0，y=1287 f=36036；2.x=1，y=487f=18136；3.x=2，y=0f=9000；4.x=3，y=0f=13500；5.……得出最优解：x=2，y=0大、小型厨余垃圾处理厂数量的分布0-1程图表示如图三图三 模拟退火启发式算法流程图1：〔22.5413,113.9172〕，〔22.5372，113.9272〕1：x1min=22.5613,y1min=113.9472x2min=22.5177,y2min=113.9464K1≤i≤38i1 1111111111111111111001110000000000001fymin=42.46962：〔22.5436,113.9353〕，〔22.5329,113.9356〕2：x1min=22.5636,y1min=113.9453;x2min=22.5129,y2min=113.9456K1≤i≤38i1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1111111111101100000000000001fymin=42.74623：〔22.5587,113.9507〕，〔22.5303,113.9263〕3：x1min=22.5687,y1min=113.9507x2min=22.5203,y2min=113.9263K 1≤i≤38111110010001 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 0 0 01 0 1 0 0 0 0 0 00 1fymin=31.0534问题二模型求解转运站位置数量确实定拟得到，如表四所示表四 转运站分布状况表转运站序转运站序号1234567891011121314151617181920212223经度纬度22.487222.50122.513222.51822.52322.525822.532322.54222.546222.540322.544322.533322.559822.571922.59922.538522.558422.562522.562922.569622.5859222.588222.641113.9266113.9275113.9258113.9141113.9156113.9161113.9159113.9155113.943113.9677113.9666113.9814113.9697113.9512113.9612113.9795113.9529113.9813113.9849113.9244113.9656113.9897113.974242422.645113.941厨余垃圾处理中心分布位置确实定同问题一，我们输入以下三个初始可行解1：〔22.5314,113.9108〕，〔22.5461,113.9432〕1：x1min=22.5314，y1min=113.9308x2min=22.5461，y2min=113.9632K1≤i≤24i1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 00fymin=35.07062：〔22.5383,113.9125〕，〔22.5484,113.9507〕2：x1min=22.5484，y1min=113.9325x2min=22.5484，y2min=113.9707K1≤i≤24i1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 00 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 01fymin=36.03013：〔22.5274,113.9117〕，〔22.5566,113.9602〕3：x1min=22.5566,y1min=113.9217x2min=22.5566,y2min=113.9702K1≤i≤2411111111111000000000010001fymin=34.3494七结果分析问题一的结果分析6.2.2A(22.5587,113.9263)；这两点可以分别看作是第一、二厨余垃圾处0-1K，则是各转运站拖车车辆清运状况，结合6.1.2.1表五 在转运站地理位置固定的状况下垃圾分类处理清运的最正确方案是否运往第一厨 是否运往其次转运站名称

运输量 运输量余垃圾站 厨余垃圾站大石勘公厕垃圾站11200福光公厕垃圾站1400塘郎公测垃圾站1400长源公厕垃圾站1200动物园公厕垃圾站1800平山村公厕垃圾站11000围公厕垃圾站1800官龙村公厕垃圾站1600牛城村公厕垃圾站1200白芒公厕垃圾站13.200阳光公厕垃圾站1400麻磡公厕垃圾站1400西丽路公厕垃圾站1600光前公厕垃圾站1800龙井公厕垃圾站0016同乐村垃圾站1200松坪山〔二〕公厕垃1800圾站松坪山公厕垃圾站11000前海公园公厕垃圾站0016.4月亮湾大道00116九街公厕垃圾站0018大小学垃圾站00112玉泉公厕垃圾站001`0沙河市场垃圾站11200华侨城公厕垃圾站12800深圳大学垃圾站0016白石洲南公厕垃圾站11200涌下