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——公共場所垃圾桶布局的優(yōu)化設(shè)計

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150030）

本文以哈爾濱市香坊區(qū)為主要研究對象。香坊區(qū)是哈爾濱市的開埠地和最早的市政區(qū)之一，位于哈爾濱市東南部，是四個中心城區(qū)之一。

影響垃圾箱擺放地點最直接的因素即每個道路或功能區(qū)的總垃圾量。為了方便解題，我們將整個香坊區(qū)垃圾箱聚集地劃分為道路與功能區(qū)兩類，建立數(shù)學(xué)模型對劃分的不同道路區(qū)域人流量、人均垃圾量數(shù)據(jù)進行處理得出擺放地點的具體布局。我們通過衛(wèi)星截圖，分析香坊區(qū)垃圾桶分布現(xiàn)狀。并最終確定選取城區(qū)主干道作為主要研究對象進行調(diào)查，從而進行了實地勘測，得到了公濱路、中山路、珠江路、紅旗大街這四條主要街路的相關(guān)數(shù)據(jù)，對其進行了模型建立和求解。

調(diào)研方案

實地調(diào)查在2015年3月1日到3日間分階段進行：第一階段對4條既定主干道長度和所擺放的道路垃圾桶的數(shù)量、位置進行了實地勘察；第二階段對4條道路的人流量進行分時段（包括8:00-8:30，10:00-10:30，12:00-12.30，14:00-14:30，16:00-16:30，18:00-18:30 這 6 個時段）統(tǒng)計，每次記錄30min的人流總量?？紤]到工作日和周末，各功能區(qū)人流量最大值的時間差異，我們選擇以加權(quán)的方式對這三天內(nèi)收集到的數(shù)據(jù)進行處理，3月1（周日）權(quán)重為0.5，3月2日（周一）和3月3日（周二）權(quán)重均為0.25。

我們實踐小組分成兩撥，在三天時間內(nèi)分別測算了公濱路中山路及紅旗大街珠江路的垃圾桶數(shù)量，得出了部分數(shù)據(jù)Table1四個主干道垃圾桶個數(shù):

公濱路34個，中山路18個，珠江路24個，紅旗大街15個。

一、模型建立

1.模型假設(shè)

（1）假設(shè)一個標(biāo)準(zhǔn)的垃圾箱的最大容積為0.08立方米；

（2）假設(shè)垃圾箱中的垃圾每天清理一次；

（3）假設(shè)我們所選香坊區(qū)大街上主干道作為研究對象；

（4）假設(shè)每個人將垃圾扔進垃圾箱的機率都是等同的；

（5）假設(shè)每個垃圾箱的更換周期相同；

(6)假設(shè)各個道路人流段時間內(nèi)變化呈現(xiàn)直線變化；

(7)假設(shè)道路在本文中以直線形式表示。

2.變量說明

各條道路i的人均垃圾量；ri：各條道路i的日人流量；mi：各條道路i現(xiàn)狀總的垃圾箱數(shù)量；Sij：第i條道路上第j個垃圾箱距前一個垃圾箱的距離；li：第i條道路的長度；qi：最優(yōu)配置方案下各條道路的垃圾箱數(shù)量；[i]：表示i取小于值最大整數(shù)；hi：應(yīng)設(shè)置的垃圾箱數(shù)目與現(xiàn)狀設(shè)置數(shù)目之差；Pi（0或1）：第i條道路覆蓋率(=1,2,...,13,14)。

3.模型建立

通過建立模型來評價香坊區(qū)垃圾箱現(xiàn)狀布局，評價指標(biāo)為每條道路上的垃圾箱數(shù)量是否滿足需求，我們采用初等模型，將每條道路總垃圾量與設(shè)置的垃圾箱裝載總量相減。若得出的值為正數(shù)，則說明垃圾箱設(shè)置數(shù)目偏少需增加；若得出的值為零，說明該設(shè)置數(shù)量剛剛滿足需求；若得出的值為負數(shù)，說明設(shè)置的垃圾箱過多造成了浪費。

每條道路垃圾總量：ri*ni；垃圾箱裝載總量：mi*0.08；則可得

當(dāng)hi值為正數(shù)，則說明垃圾箱設(shè)置數(shù)目需增加hi；若hi值為零，說明該設(shè)置數(shù)量剛剛滿足需求；若hi值為負數(shù)，說明設(shè)置的垃圾箱數(shù)目需削減hi。

4.模型求解

我們通過走訪香坊區(qū)垃圾運輸中心，獲得了各個路段的垃圾總量，結(jié)合上文設(shè)立的hi值，建立模型后通過代入以上調(diào)查的數(shù)據(jù)后得到解hi值如Table 2：

Table2各道路所求hi值

這個結(jié)果顯示公濱路段的垃圾桶數(shù)量過多，珠江路和中山路段垃圾桶數(shù)量略顯不足，紅旗大街垃圾桶還算適中。而我們實地調(diào)查時也發(fā)現(xiàn)，公濱路和紅旗大街的衛(wèi)生情況明顯優(yōu)于珠江路和中山路，不存在垃圾桶滿溢現(xiàn)象，模型求解與實地調(diào)查結(jié)果一致，說明模型建立成功。

結(jié)合居民反饋意見，我們重新分配了各路段的垃圾桶數(shù)量。

?

5.評價結(jié)論

由以上模型求得的解如所示，香坊區(qū)四條主要街道來看，紅旗大街衛(wèi)生情況較好，公濱路存在垃圾桶過?，F(xiàn)象，中山路和珠江路存在垃圾桶不足的情況，尤其是珠江路垃圾桶數(shù)量嚴(yán)重不足，這些寬敞的大道通常街道兩旁是商鋪再加上主街道旁邊的支路[]通常是衛(wèi)生死角，更加增加了垃圾產(chǎn)生量。

二、模型應(yīng)用

1.對東北農(nóng)業(yè)大學(xué)垃圾桶分布現(xiàn)狀做出評價

1.1 學(xué)校概況

(1)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)占地面積354.4萬平方米，總建筑面積98.3萬平方米，現(xiàn)有在校生近三萬人。在校園區(qū)內(nèi)，由于我們考慮的是室外的垃圾箱，室外垃圾箱中的垃圾顯然不是生活垃圾。

(2)通過實地調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)，箱內(nèi)垃圾主要是行人所丟棄的果皮、紙屑、包裝袋等，垃圾量較小。通常情況下，人流量越大的地方，垃圾量越多。但在人流量大致相同的情況下，人均垃圾的攜帶量不同，垃圾量也會有所不同。

(3)影響垃圾箱擺放地點最直接的因素即校園每個道路的總垃圾量。

1.2 存在的問題

根據(jù)我們小組在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)校園里調(diào)查發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)設(shè)立了一些垃圾桶，并且按時進行清理。但是我們?nèi)匀话l(fā)現(xiàn)了一些問題：

1.2.1 垃圾桶擺放過密，這讓垃圾桶的利用不充分，沒有發(fā)揮出它全部的價值，同時我們得出了有關(guān)垃圾桶的形狀對環(huán)境的影響，敞口的垃圾桶雖然具有一定的危險性，同時對街道的整體容貌有不好的影響，但它更方便行人投放垃圾及垃圾的清運工作，而這種較新的分類垃圾桶卻強化了人們對于垃圾分類的認識，但同時卻讓行人因為投放的復(fù)雜性而對它視而不見。

1.2.2 南門門口有許多的小商販，而他們最主要的宣傳手段便是發(fā)傳單，傳單的增多必然引起垃圾的增多，而附近居民的整體素質(zhì)不是非常高，學(xué)校中也存在少數(shù)的不良行為，可見在這里設(shè)垃圾桶是非常有必要的。

1.2.3 我們小組在距離校門口十幾米外發(fā)現(xiàn)了一排十個垃圾桶，這種資源的堆積與浪費同水果街垃圾成堆形成了強烈的反差，表示有些垃圾桶的利用率不高。

由問卷可得：受訪人群中有70.91%的人認為學(xué)校垃圾桶放置不夠醒目，這也從側(cè)面導(dǎo)致了校園環(huán)境衛(wèi)生的不整潔。

（2）其中，半數(shù)以上受訪者認為校園內(nèi)垃圾桶有爆滿或異味的現(xiàn)象，顯示了他們對校園環(huán)境的不滿，由于垃圾桶數(shù)量嚴(yán)重不足或者擺放不合理而嚴(yán)重影響了同學(xué)們的生活和學(xué)習(xí)。

2.評價模型

2.1 模型假設(shè)與變量說明參考3.1模型假設(shè)與3.2變量說明

2.2 模型建立

通過建立模型來評價東北農(nóng)業(yè)大學(xué)垃圾箱現(xiàn)狀布局，評價指標(biāo)為每條道路上的垃圾箱數(shù)量是否滿足需求，我們采用初等模型，將每條道路總垃圾量與設(shè)置的垃圾箱裝載總量相減。若得出的值為正數(shù)，則說明垃圾箱設(shè)置數(shù)目偏少需增加；若得出的值為零，說明該設(shè)置數(shù)量剛剛滿足需求；若得出的值為負數(shù)，說明設(shè)置的垃圾箱過多造成了浪費。

每條道路垃圾總量：ri*ni；垃圾箱裝載總量：mi*0.08；則可得

當(dāng)hi值為正數(shù)，則說明垃圾箱設(shè)置數(shù)目需增加hi；若hi值為零，說明該設(shè)置數(shù)量剛剛滿足需求；若hi值為負數(shù)，說明設(shè)置的垃圾箱數(shù)目需削減hi。

2.3 模型求解

建立模型后通過代入Table 2調(diào)查的數(shù)據(jù)后得到解hi值如下表：Table 2各道路h值

?

2.4 評價結(jié)論

由以上模型求得的解如Table 2所示，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的街道絕大部分能夠滿足需要，而且一號到三號路線都存在垃圾桶過?，F(xiàn)象，但是四號路線以及食堂卻存在垃圾桶不足的現(xiàn)象，特別是食堂周圍垃圾桶嚴(yán)重不足，再加上食堂旁邊有兩個倉買，更加增加了垃圾產(chǎn)生量，但是四號路線由于人流量較大需要增設(shè)一些垃圾桶。

三、模型推廣

在社會范圍內(nèi)進行推廣

我們在校園實地調(diào)查和模型建立的基礎(chǔ)上進行了校外即香坊區(qū)其他主要路段和功能區(qū)的實地調(diào)查和模型建立。通過滿意度調(diào)查問卷的發(fā)放和實地民意采集，我們的得出的模型在一定程度上能夠提升街道環(huán)境衛(wèi)生水平。但是由于資源條件以及水平有限，我們只能選取香坊區(qū)最主要的路段和最繁華的幾個功能區(qū)進行調(diào)查研究，并且在實踐過程中一些不可避免的偶然因素也會對我們的結(jié)果產(chǎn)生一定程度的影響，因此我們的模型還有很多不足之處和待改進之處。

對垃圾桶使用的建議

（1）垃圾桶類型：垃圾桶多數(shù)以金屬或塑膠制，用時放入塑料袋，當(dāng)垃圾一多便可扎起袋口丟掉。多數(shù)垃圾桶都有蓋以防垃圾的異味四散，有些垃圾桶可以用腳踏來開啟。垃圾桶作為社區(qū)必需的公共設(shè)施，設(shè)計首先要與社區(qū)的生活環(huán)境相適應(yīng)。針對液體垃圾的處理，垃圾桶設(shè)計應(yīng)為塑料封閉性的，并且投放處應(yīng)設(shè)計的大一點，這樣既解決了腐蝕鐵制垃圾桶的問題，又保證異味的不再擴散，居民用起來也方便。對大塊垃圾的處理，垃圾桶設(shè)計應(yīng)為一個大型的地下垃圾桶，這樣垃圾比較容易安放，也比較的美觀。接觸性垃圾桶的衛(wèi)生狀況太差，在做垃圾桶設(shè)計時，應(yīng)多采取一些非接觸性方式，如腳踏式垃圾桶等。

（2）對廢棄有害垃圾的處理方面：居民應(yīng)該統(tǒng)一使用環(huán)保垃圾桶，可將垃圾桶設(shè)計為三格，每格都方便拆裝。其中最大的放有機物，一個小的放無機物，一個小的放有毒物。

（3）垃圾分類方面：近年來，由于人們環(huán)境保護意識的不斷提高，垃圾桶設(shè)計與使用合理性越來越受到重視。我們小組探索對比多種垃圾桶模型提出一款適用于公共場所的壓縮式垃圾桶，主要功能是當(dāng)垃圾裝滿內(nèi)桶時，內(nèi)桶上方的壓縮板可通過腳踏板對垃圾進行壓縮，再投入新垃圾，垃圾便被向下壓縮，直至無法壓縮為止，故而容量可達現(xiàn)有垃圾桶的數(shù)倍以上。

[1]李建輝,陳慧.基于GIS的黃河水院校園垃圾桶優(yōu)化配置研究[J].黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2014,01:41-43.

[2]宗會明,楊夏夏.基于城市功能區(qū)的道路垃圾桶布局研究——以重慶市北碚城區(qū)為例[J]西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,10:124-129.

[3]李文娟.城市環(huán)境中公共垃圾桶設(shè)計簡析[J].現(xiàn)代裝飾(理論),2012,03:51.

[4]周振鵬,曾彩明,王德漢.城市小區(qū)垃圾分類的實踐與對策研究[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2012,04:48-50.

[5]隋玉梅,李振山,曲曉燕,楊蕾.北京市生活垃圾分類小區(qū)垃圾桶配置的模擬計算[J].北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,02:265-270.

[6]http://wenku.baidu.com/link url=K_8yYE_z7y6WRzZsQCdQbQlP35v2v-iOBREn-K__r98nMI-rbMl2F1VDTq49GIvDVR9s4tIH3OBVzBZtdAXVpimv T5hLpJHZjbYKt7StUbC