東北林業(yè)大學垃圾中轉(zhuǎn)站選址優(yōu)化研究

●張佳偉 董春芳 楊 霄 郝藝婷 董悅寧

一、引言

隨著城市的規(guī)?；l(fā)展，人口數(shù)量逐漸增多，生活垃圾數(shù)量也大幅增加，“綠水青山就是金山銀山”口號再次提出。為了保證城市環(huán)境清潔,生活垃圾中轉(zhuǎn)站的建立十分必要，以便及時處理居民的生活垃圾。本文以東北林業(yè)大學垃圾中轉(zhuǎn)站選址為例，對生活垃圾中轉(zhuǎn)站的位置優(yōu)化進行探討。

為建設(shè)美麗校園，對校園垃圾中轉(zhuǎn)站及使用現(xiàn)狀進行調(diào)查研究①，總結(jié)出校園內(nèi)垃圾中轉(zhuǎn)站的問題：垃圾中轉(zhuǎn)站臨近老食堂、學生公寓，影響師生日常生活。利用IE 方法對中轉(zhuǎn)站選址進行優(yōu)化改善，使校園內(nèi)垃圾中轉(zhuǎn)成本最低，并且選址滿足人因工程學的要求。

二、垃圾中轉(zhuǎn)站重心法分析

校園垃圾清運至中轉(zhuǎn)站經(jīng)處理運輸至垃圾處理廠，現(xiàn)校園垃圾中轉(zhuǎn)站緊鄰食堂，垃圾運輸費用高且影響師生就餐。

針對垃圾回收中轉(zhuǎn)站的選址問題，建立目標函數(shù)為總垃圾運輸費最低，利用重心法建立數(shù)學模型，求中轉(zhuǎn)站最優(yōu)坐標，結(jié)合環(huán)境因素，得最優(yōu)選址。

（一）基本假設(shè)

（1）在各地建垃圾中轉(zhuǎn)站的成本相同，只計算運輸費用。（2）運輸費用以距離線性比例增加，運費是由不隨運距變化的固定部分和隨運距變化的可變部分組成。（3）中轉(zhuǎn)站與各垃圾箱位置點之間的路線假定為直線。（4）垃圾產(chǎn)生量集中于某一垃圾箱擺放點。

（二）符號說明

表1 符號說明

三、中轉(zhuǎn)站選址模型建立

校園內(nèi)只修建一個垃圾中轉(zhuǎn)站，建立目標函數(shù)為總垃圾運輸費最低,利用重心法對唯一的垃圾中轉(zhuǎn)站進行最優(yōu)選址②。公式如下：

垃圾點到中轉(zhuǎn)站的總運輸費用為：

為使Y 最小，分別對xo和y0求偏導數(shù)，并令其等于0，得：

四、垃圾中轉(zhuǎn)站優(yōu)化選址

據(jù)實際統(tǒng)計，校園西路垃圾箱數(shù)量為7 個，以西側(cè)門口為坐標原點，校園西路為x 正半軸，分別測量垃圾箱的間距，將實際垃圾箱位置點坐標化，得到校園西路各垃圾箱點的具體位置坐標為：

(x,y)={(94,0),(161,0),(229,0),(358,0),(419,0),(496,0),(570,0)}

同理，統(tǒng)計得到各路段垃圾箱坐標，通過迭代法并應用excel重心算法求解，得到最終坐標點為（127.923,287.1），如圖1 所示。

坐標點（128，287）位于文法樓南側(cè)空地處。結(jié)合人與環(huán)境的因素分析：此處現(xiàn)作為停車使用，可以通車，便于中轉(zhuǎn)運輸；周圍沒有學生公寓，噪音不會對師生產(chǎn)生影響；中轉(zhuǎn)站位于空曠地區(qū)，氣味易于散發(fā)，因此在該區(qū)域建立合理可行。

圖1 垃圾箱坐標示意圖

五、結(jié)論

經(jīng)濟效益：通過垃圾中轉(zhuǎn)站地址的改善，總運輸費由123932元減少到62183 元，如表2 所示，垃圾回收成本大幅度降低，校園每年投入垃圾回收的費用將大幅度降低。

表2 改善前后運輸費對比

社會效益：通過垃圾中轉(zhuǎn)站選址優(yōu)化可減緩環(huán)境污染問題，還可減少投入垃圾回收的費用?？蓪⒋税咐械慕鉀Q方法運用到社區(qū)、城區(qū)等地，對垃圾中轉(zhuǎn)站位置進行合理優(yōu)化，響應“綠水青山就是金山銀山”政策的實施，最終實現(xiàn)垃圾處理的減量化、資源化、經(jīng)濟化③。

注釋：

①吳子焱,王小雯,李彤.城市垃圾箱合理設(shè)置探討[J].中國環(huán)境管理叢書,2009(02)：6- 7

②鄭希黎，杜任俊. 走出鄰避困局，探索垃圾綜合處理設(shè)施新模式——以深圳國際低碳城節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃為例[C].2016 中國城市規(guī)劃年會，2016

③趙雅君.日本舞洲垃圾處理廠垃圾處理也能節(jié)能環(huán)保[J].現(xiàn)代班組，2014(11)：20- 21