广州大学城垃圾回收系统的调查分析

广州大学城垃圾回收系统的调查分析

1广州新城垃圾回收集中站发展现状广州大学城位于番禺区新造市小固围岛及其南岸。西与丽江岛接壤，北望生物岛和东与常州岛接壤。俯瞰着广东岛瀛洲生态公园。规划总面积为43.3公里2米，人口35-40万人，相当于市中心。目前,广州大学城日产垃圾总量为40t左右,但由于广州大学城垃圾回收系统中的垃圾回收集中站布局不合理、回收的运输路线过长,导致整个广州大学城的垃圾回收集中站数量过多,出现了投资过高而效益低下的两难困境。为了塑造广州大学城高品位的艺术景观环境,营造充满活力和魅力的高等教育场所,为广东省乃至全国各城市树立可持续发展的典范,这些垃圾必须得到快速、及时、安全的收集与清运。但是当前,针对广州大学城垃圾物流的研究还没有得到普遍重视,更谈不上涉及广州大学城垃圾回收集中站选址及路径优化问题的研究。因此,本文将对这一问题进行深入的探讨。2垃圾填埋场位置指示2.1同一种因素的结构模型本文将选址问题要考虑的因素层次化,根据问题的性质和要达到的总目标,将问题分解成不同的组成因素(主要有垃圾密度、环境、回收运输),按因素间的相互关系及隶属关系,将因素按不同层次聚集组合,形成多层分析结构模型,最终归结为最低层(方案、措施、指标等)相对于最高层(总目标)相对重要程度的权值或相对优劣次序的问题。层次结构如图1所示。2.2广东兽药运输企业筛选层次分析优化广东药学院来进行集中站选址,具体步骤如下:(1)建立系统的递阶层次结构;(2)构造两两比较判断矩阵;(3)针对某一个标准,计算各元素的权重;(4)针对某一个标准,计算当前一层元素关于另一要素的权重;(5)进行一致性检验;(6)计算得出最优方案。经过对广东药学院的全体人员(学生,教师,清洁工,物业人员)的调查问卷,发现有41.62%的人对目前的垃圾集中站的位置不满意,有30.69%的人觉得还可以接受。有86.3%的被访者认为需在生活区与教学区各自建立垃圾集中站,分开设点方便清洁工的工作。综合影响垃圾集中站的选址的三大因素和该校的物业管理人员的意见,选出两个备选方案,跟原先的方案进行分析比较。具体情况见表1。(1)三大中间要素对决策目标的重要性比较。通过调查分析得出垃圾密度、环境、内部人员运输三个因素的比重见表2。分析以上数据,得出以下结论:(1)“垃圾密度”与“环境”相比:后者比前者绝对重要/有优势(1/9)。(2)“垃圾密度”与“内部人员运输”相比:后者比前者更为重要/优势(1/4)。(3)“环境”与“内部人员运输”相比:前者比后者稍微重要/有优势(3)。注解:上面结论中提到的1/9,1/4,3等数据是我们把调查问卷上的相应问题调查到的数据输入层次分析法软件得出来的权重。以下几个因素重要性比较结论中的相关数据是通过同样的方法计算得出的。(2)关于垃圾密度因素的三个备选方案的重要性比较。垃圾密度是个定量,可以得出关于“垃圾密度”的结论:(1)“P1、P2、P3”与“P2”相比:两者具有相同重要性(1)。(2)“P1、P2、P3”与”P3、P4”相比:两者具有相同重要性(1)。(3)“P2”与“P3、P4”相比:两者具有相同重要性(1)。(3)关于环境因素的三个备选方案的重要性比较。通过问卷调查分析,得出被访者就环境因素对三个方案的认可程度见表3。同理,得出关于“环境”因素的结论:(1)“P1、P2、P3”与“P2”相比:后者比前者稍微重要/有优势(1/3)。(2)“P1、P2、P3”与“P3、P4”相比:后者比前者稍微重要/有优势(1/3)。(3)“P2”与“P3、P4”相比:两者具有相同重要性(1)。(4)关于内部人员运输的三个备选方案的重要性比较。影响内部人员运输的因素主要是运输人员分配情况以及运输人员对该垃圾点的满意程度。广东药学院运输人员的每次运输时间大约为21分钟;广东药学院每个运输人员的最大承受量大约是180袋/天。调查分析运输人员对该垃圾点的满意程度,得出以下数据见表4:同理,得出关于“内部人员运输”因素的结论:(1)“P1、P2、P3”与“P2”相比:后者比前者稍微重要/有优势(1/3)。(2)“P1、P2、P3”与“P3、P4”相比:后者比前者稍微重要/有优势(1/4)。(3)“P2”与“P3、P4”相比:后者比前者稍微重要/有优势(1/2)。(5)最优选址。运用层次分析法综合分析,备选方案综合得分是:“P1、P2、P3”为0.2565,“P2”为0.3601,“P3、P4”为0.3835.因此,广东药学院生活区垃圾集中站最优选址为P3、P4点。同理得出,对广药教学区最优垃圾集中站是P7点。(6)广州大学城垃圾集中站选址。同样采取以上方法进行优化,得出优化后的大学城所有垃圾集中站点见表5。3路径优化3.1节点内最短路径的确定起讫点相同的Dijkstra算法基本思路是:一个连通网络G=(V,E)中,V=(V1,V2,…,Vn),E=(e1,e2,…,en),求解从节点V0开始。历遍所有的点,最后又回到到V0的最短路径问题。首先求出从V0出发的一条最短路径,再参照它求出一条次短的路径。依次类推,直到从顶点V0到顶点Vn的最短路径求出为止,即顶点Vn被加入到路径中。求解从Vn到其它所有节点的最短路径,则同样先求得从V0出发的一条最短路径,再参照它求出一条次短的路径,依次类推,直到从顶点V0出发的所有最短路径求出为止。节约里程法的基本思路是:由垃圾运输车沿一条线路,依次将垃圾集中站的垃圾装上车,装满车后将垃圾运回环卫所。如图2所示,假设P为环卫所,A和B为垃圾集中站,各点相互的道路距离分别用a,b,c表示。比较两种运输路线方案:一是派两辆车分别往A·B点运垃圾,总的运输里程为2(a+b);一是将A·B两地的垃圾装在同一辆车上,采用巡回运输方式,总的运输里程为:a+b+c,若不考虑道路特殊情况等因素的影响,第二种方式与第一种方式之差为2(a+b)-(a+b+c),按照三角原理,可以看出,第二种方式比第一种要节约a+b-c的里程数,节约里程法就是按照以上原理对运输路线优化计算的。3.2广州新城垃圾集中站及点之间的匹配广州大学城垃圾运输从广州大学城环卫所出发,到垃圾集中站装满垃圾,最后回到广州大学城环卫所,这是起讫点相同的最短路径算法问题。首先抽象出广州大学城垃圾集中站点,用Dijkstra算法算出广州大学城垃圾集中站点与点之间的最短路程和线路,结合垃圾运输车的最大装载量因素,确定垃圾运输的最优线路。(1)垃圾集中站点分布。优化后的垃圾集中站抽象分布如图3所示,图中各点的具体地址见表6。(2)广州大学城环卫所到各垃圾集中站距离。用Dijkstra算法算出各站点到环卫所最短路径,见表7;各站点间的最短路径见表8。3.3运输路线的确定(1)客观条件限制。环卫所主要的运输工具是平板车,车速是30km/h,最大承受量24桶(垃圾桶)。每天规定的工作时间内(8小时)内走8趟,每趟花1h。各学校1小时内产生的垃圾量是一定的,调查统计分析得出的每个垃圾集中站平均每小时产生的垃圾数量见表9。(2)节约里程法算出垃圾运输最优线路。提出以下假设:运输车辆载重量一定,每一辆车都可以满载,则研究的目标为使所有参加运输的车辆的总运输距离在不超载的基础上最小。假定运输网络中的任意两点都有路径可以连通,并且都有最短距离,若两点间的运输不畅通(例如交通故障等限制),可将情况转化为响应的约束条件列入方程组中,然后求解。用节约里程法计算的节约距离为:S1-2=15.1,S1-3=11,S3-31=3.8,S31-32=7.3,…,S11-14=45.8,得出,S11-14的总里程为45.8,节约最多。从P0-11和P0-14分析载重量约束与节约里程大小,将各垃圾分布点连结起来分析,见表10。由A、B的两种路程知:SA=22.2km,SB=15.9km,SA>SB,所以首先选择路线A。进一步扩充线路A的路线长度如表10中的线路A1、A2。运量限制,确定第一条路线为P0→P11→P14→P13→P12→P15→P0,同理得出所有线路见表11。4广州市委党校垃圾运输物流系统的优化本文深入调查了广州大学城所有的垃圾集中站,并且运用层次分析法、起讫点相同