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1、垃圾压缩转运站选址优化1.引言随着鞍山市经济的快速发展、人们生活水平的提高以及人口的迅猛增长，城 市运行的负担变得越来越重，产生的垃圾也越来越多。政府处理垃圾的费用是一 笔很大的支出。近年来，我市引进压缩转运站等先进垃圾处理设备，即节省了运 输费用也减小了垃圾在清运过程中所造成的二次污染。垃圾压缩转运站的选址问 题亟待解决。对转运站的选址优化不但可以解决资金的浪费，还能更好地满足市 民的需求，使居民生活更舒适。垃圾收运是指垃圾的收集、运输、转运等一系列过程的总和, 是生活垃圾管 理系统的首要环节,在城市垃圾管理系统中占有重要地位. 近年来, 垃圾收运系 统高昂的运行成本使其统筹优化的重要性日趋
2、明显 . 我市通过中转站将废弃物 收集和运输分开的收运模式还较为先进 . 因此, 垃圾中转站的优化选址是垃圾 收运系统优化研究的关键环节.目前, 国内外学者运用模糊综合评判（ Chen et al., 1997）、层次分析（陈 炳禄等，2000）和线性规划（Jess et al., 1996等理论就各种模型对垃圾中转站 的优化选址进行了研究 . 线性规划模型本身及运算结果不能较好的反映实际情 况;本文针对鞍山市垃圾收运系统的特点, 在政府给定垃圾中转站待选地点的情 况下，将整数规划与层次分析综合应用，考虑到多因素对转运站选址的影响，求 出转运站的最优组合再应用DEA模型对此规划进行检验。以确保
3、模型的准确性。 2.模型建立2.1 符号说明 2.2 模型设计 模型一：整数规划模型首先以费用最小为第一目标建立整数规划模型，求得最优组合。 经调研可知鞍山市的垃圾收运模式：由环卫工人到各家各户进行收集，以手 推车为收运工具，将垃圾统一送到所在区域的转运站，经压缩后运往垃圾处理厂。 因此忽略垃圾收集的路径。垃圾清运的费用由四部分组成：转运站的固定投入，运营费用，收集费用及 清运费用。目标函数：minf =乞工 + v斗另另yiz x l h + 区艺 ax y zl hi i ki 1i i i ij 2i=1i=1k =1 i=1i=1 j=1nSt2i=1z =s1（中转站i被选中）（3）
4、0（中转站i未被选中）约束条件：s.t.x A , i = 1,2,，m （ 1）iiax M , j = 1,2,n. （2） ijj（1） 转运站最大需求量需满足垃圾产量，（2）垃圾运输量在垃圾处理厂能力范 围内。l为收集站j到中转站i的最短距离；x为中转站i每年垃圾收集量；h为ki i 1由收集点到中转站的单位运费； h 为由中转站到处理站的单位运费； l 为中转站2 iji到处理站j的距离；丫为中转站i的年运营成本；y为中转站i的运营年限；iiF为为中转站的固定费用；A为中转站i的最大接收量；M为处理站j的年均 i i j最大接收量；为中转站的垃圾压缩系数。模型求解 以鞍山市立山区为例
5、进行求解。经调研获得数据如下 表一：转运站相关数据表转运站编号12345固定投资（万元）运营成本（万元）运营年限（年）收集垃圾量（立方米）所辖区域面积（平方千米）到处理站距离（千米）表二：转运站及处理场最大容量表编号转运站处理场123451最大容量（立方米）表三：相关常量表收集垃圾运费（万元/千米）清运垃圾运费（万元/千米）转运站压缩系数应用遗传算法求得最优解为z=1,z =0，z =0， z =1， z =112345两个较优解z = 1,z = 1, z 二0，z =0，z = 012345z = 1,z = 0 , z=1，z =0，z = 11 2 3 4 5模型二：层次分析模型A=2
6、.1191.2470.5150.249九max丄（Aw）i =4.092254匸iwi-0.031小 九 一n 4.09225 - 4CI max 二一n -14 -1CI 0.031CR C1 =- 0.03440.11B 31411B21132131RI 0.90 所以矩阵的一致性是可以接受的。这里矩阵B （k 1,2,3,4）中的元素b k是方案P与p对于准则C （运输费用、 kiji jk建设费用等）的优越性的比较尺度。由第3层的成对比较阵B计算出权向量w（3），最大特征根九和一致性指标 kkkCI ，结果列入下表：kk12340.1230.6480.5000.581W(3) k0.3
7、200.2300.2500.3090.5570.1220.2500.110九k3.0193.0043.0003.004CIk0.0100.00200.002由于n =3时随机一致性指标RI =0.58，所以上面的CR均可通过一致性检 k验。所以方案P在目标中的组合权重为各准则层对目标的权向量w和各方案对 i每一准则的权向量wk = (1,2,3,4)的两两乘积之和，即各方案的组合权重分别k为：0.3573,0.283,0.3593。于是组合权向量w二(0.3573,0.283,0.3593” 结果表明方案P在方案的选择中占有的权重大于p，P，应作为第一选择。3124模型检验应用DEA,模型对最
8、优解进行检验。DEA1 二 2L1L 迟 x lki kik=1 i=1 j=1k=1 i=1z x y (cs +i ki ii匚hl ) (6)ijj=1DEA2 = T z 1(7)ii i=1DEA3 = ZiFi (8)i=1 yi =1 i指标中转站编号12345输入DEA1DEA 2输出DEA3根据DEA评价原理可得到中转站的DEA模型:1号中转站的DEA模型为：同理可得到2、3、4、5号的DEA模型: 用 Matlab 软件求解其最优解，如下表 中转站DEA模型的最优解5结语 本文建立垃圾压缩转运站选址优化模型，应用遗传算法求得最优解，得出了 较优的选址方案，节省了垃圾处理的费用。并且经检验中转站运营后有效性较高。 选址方案可行。6. 参考文献(1) 贾传兴, 彭绪亚, 刘国涛, 等. 2006. 城市垃圾中转站选址优化模型的建立及其应 用 J . 环境科学学报, 26( 11) : 1927- 1931(2) 王金华，孙可伟，房镇，等. 城市垃圾中转站选址研究 . 环境科学与管理，2008,5.(3) 钟沅羱 城市生活垃圾中转站评价及车辆收运路线优化研究，X799,3 . 2010,3.(4) 刘礼砺.0-1规划问题的DNA计算算法研究.计算机应用技术.重庆大学.2009,4.
垃圾转运站选址优化
