張孟如 孫宇博

摘要：鄉(xiāng)村生活垃圾收運工作是生活垃圾管理的重要組成部分，本文對徐州市鄉(xiāng)村生活收運現(xiàn)狀進行分析，找出收運過程中存在的問題，運用線性規(guī)劃對垃圾收運周期進行優(yōu)化，根據(jù)建立模型求出較合理的鄉(xiāng)村生活垃圾收運周期方案，為徐州市鄉(xiāng)村生活垃圾收運優(yōu)化提供參考。

Abstract： The collection and transportation of rural domestic waste is an important part of the management of domestic waste. This paper analyzes the current situation of the collection and transportation of rural life in Xuzhou， and finds out the problems existing in the process of collection and transportation. Linear programming is used to optimize the cycle of garbage collection and transportation. According to the established model， a more reasonable scheme for the collection and transportation of rural domestic refuse is obtained， which provides a reference for the optimization of the collection and transportation of rural domestic waste in Xuzhou.

關(guān)鍵詞： 鄉(xiāng)村生活垃圾；垃圾收運；收運周期優(yōu)化

Key words： rural domestic waste；garbage collection and transportation；cycle optimization

中圖分類號：X799.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）26-0014-02

1 徐州市高作鎮(zhèn)鄉(xiāng)村生活垃圾收運

經(jīng)濟和生活水平提高，使得鄉(xiāng)村的生活垃圾量也在與之俱增，到2017年已達4億噸，大量生活垃圾不僅影響居民生活，且垃圾中的污染物接觸地面影響水體和地表環(huán)境，鄉(xiāng)村生活垃圾問題亟需解決。目前徐州市鄉(xiāng)村生活垃圾收運系統(tǒng)分為四個部分，包括收集、運輸、中轉(zhuǎn)和處理，其收運模式如圖1所示。雖然取得了一定的成效，但其中存在些許問題。

1.1 鄉(xiāng)村生活垃圾收運路線不合理

在垃圾從簡易垃圾收集站移動到中轉(zhuǎn)站的過程，垃圾簡易收集站的選址及路況等都應(yīng)考慮到是否便于車輛的運輸工作[3]；徐州市鄉(xiāng)村不少支路為土路、石子路，運輸路線應(yīng)考慮路況方便運輸。收運路線不合理，運輸車無目標(biāo)性移動，會造成時間、人力上浪費。

1.2 鄉(xiāng)村生活垃圾收運周期不合理

鄉(xiāng)村垃圾從各收集點到處理廠間距離較大，每個收集點的垃圾量和清運情況，遠距每日清運浪費人力物力及財力。因此運輸車輛的個數(shù)、周期、運輸范圍可以根據(jù)儲存時間進行優(yōu)化，提高收運效率。

2 垃圾收運周期優(yōu)化模型的建立

2.1 問題描述

垃圾收運周期即處理廠多輛運輸車按運輸線路，按照收集點的周期從處理廠出發(fā)，經(jīng)收集點進行垃圾的清運，當(dāng)垃圾量達到運輸車的最大運輸能力后返回處理廠。

對垃圾的收運周期進行優(yōu)化，以經(jīng)濟最優(yōu)化為原則，收運過程中設(shè)計的運輸費用包括：從處理廠到收集點的收運成本；車輛裝載結(jié)束回到處理廠過程運輸成本；車輛的固定出車費。涉及到計算費用的已知條件為收集點間與處理廠距離，收集點的垃圾量以及每輛運輸車輛的最大載荷，根據(jù)這些條件求最佳收運周期。

2.2模型建立

以經(jīng)濟最優(yōu)化為目標(biāo)建立的模型，即費用最小化是模型的目標(biāo)函數(shù)[5]。建立的模型為：

s.t.

0≤i≤n≤20；

1≤Ti≤5；

其中：N是村鎮(zhèn)村莊的個數(shù)；A是垃圾運輸車的凈載重量，標(biāo)準(zhǔn)大型垃圾運輸車載為10噸；Dij是村莊i到村莊j的距離，單位km； Zj0是第 j個村到處理廠的距離，單位km；Bi是第i個村的垃圾量，單位噸；Ti是第 i個村簡易垃圾收集站的運輸周期，單位天，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，垃圾保存不得超過5天；C是垃圾運輸車運輸時單位距離運輸費用，按照高作鎮(zhèn)行車標(biāo)準(zhǔn)為10元/km；C0是垃圾運輸車出車一次需要的固定費用，單位元；[ ]：取整。

3 高作鎮(zhèn)鄉(xiāng)村生活垃圾收運周期優(yōu)化

高作鎮(zhèn)日垃圾量相對較小，鎮(zhèn)建設(shè)中轉(zhuǎn)站費用較高，經(jīng)濟上難以支撐，所以采用流動收運模式——“戶集、村收、縣處理”。垃圾由各收集點經(jīng)由大型運輸車運往處理廠進行處理。

3.1 數(shù)據(jù)收集與處理

3.1.1 高作鎮(zhèn)垃圾量的測算

高作鎮(zhèn)隸屬于睢寧縣，土地總面積62.3平方公里，下轄20個行政村：高作、高南、滕莊、季莊、曹莊、雙莊、大莊、后劉、小仝、三張、八里、石墩、周樓、夏廟、金塘、單灣、張皮、臘園、官汪、姚繩。據(jù)實地調(diào)研以及相關(guān)部門數(shù)據(jù)查詢常住人口近5.9萬人，當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)村生活垃圾呈現(xiàn)特征受當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境、生活水平、勞動模式、消費結(jié)構(gòu)以及生活習(xí)慣等眾多因素影響，高作鎮(zhèn)鄉(xiāng)村日產(chǎn)生垃圾量為0.86kg/人[4]，得到高作鎮(zhèn)各收集點的垃圾量如表1所示。

3.1.2 高作鎮(zhèn)各收集點間的距離

高作鎮(zhèn)不設(shè)中轉(zhuǎn)站，只有一個位于處理廠，將其編號為 0。為了方便計算，對收集點進行編號為{1，2，…，20}，收集點間以及到處理廠距離選最佳路況下的公路間最短距離。

3.2 優(yōu)化結(jié)果

使用3.1中數(shù)據(jù)，運用 lingo11.0 編程對目標(biāo)函數(shù)求解，可得收集點收運周期及最小費用，如表2所示。

最小運輸費用為：

min=（226.5/2+297.5/2+161.34/3+155/3+216/2+208.5/2+125.67/3+436）=1826.51 元/天

4 結(jié)論

本文對滿足收運需求情況下最小費用問題進行分析建立數(shù)學(xué)模型并利用LINGO軟件求解。通過對高作鎮(zhèn)計算表明，優(yōu)化后的周期能夠根據(jù)收集點垃圾量確定不同收運周期，避免收運過程時間浪費，運輸車輛收運線路節(jié)省不必要的收運路程，從而減少收運費用。本文提出的優(yōu)化方法對解決鄉(xiāng)村垃圾收運周期優(yōu)化具有很強的應(yīng)用實施性。

參考文獻：

[1]賈學(xué)斌.城市垃圾收運系統(tǒng)選址和選線優(yōu)化研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2011.

[2]曾蘇.新農(nóng)村生活垃圾收運、處理技術(shù)和長效管理機制研究[D].南京：東南大學(xué)，2014.

[3]縱彬.對江蘇鄉(xiāng)村地區(qū)生活垃圾處置現(xiàn)狀及生活垃圾轉(zhuǎn)運體系模式建立的研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2013（2）.

[4]姚偉，曲曉光，李洪興，等.我國農(nóng)村垃圾產(chǎn)生量及垃圾收集處理現(xiàn)狀[J].環(huán)境與健康雜志，2009（1）.

[5]季飛.農(nóng)村生活垃圾收運系統(tǒng)選址與周期性運輸方案研究[D].曲阜：曲阜師范大學(xué)，2015.