校園垃圾桶空間布局設(shè)計(jì)

IE攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文）校園垃圾桶空間布局設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院（系）： 機(jī)械工程學(xué)院年級(jí)專業(yè)：10工業(yè)工程指導(dǎo)教師：蒲光華助教二o一四年一月摘要校園時(shí)常能夠看到亂扔垃圾的現(xiàn)象，即使學(xué)校已經(jīng)增加了不少垃圾桶，但地上很多垃圾的現(xiàn)象仍未得到明顯的改善。由此本次研究主要是對攀枝花學(xué)院的校園垃圾桶空間分布進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將多余的垃圾桶去掉，減少資源浪費(fèi)，增加不夠的垃圾桶，改進(jìn)垃圾桶分布。本文主要分為四個(gè)部分，首先分析了攀枝花學(xué)院垃圾桶分布現(xiàn)狀以及垃圾回收情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行的方案能夠覆蓋學(xué)校大部分的區(qū)域，但是某些區(qū)域的垃圾箱數(shù)量不足，為師生帶來不便，而有一些區(qū)域數(shù)量又過多，造成了浪費(fèi)。然后建立垃圾桶配置評(píng)價(jià)模型，對校園垃圾桶分布現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要評(píng)價(jià)垃圾桶數(shù)量是否承載一個(gè)回收周期內(nèi)所有的垃圾，以及垃圾桶是否過多。；然后建立垃圾桶配置最優(yōu)模型，得出校園垃圾桶最優(yōu)配置方案，提出垃圾桶改進(jìn)方案，使垃圾桶既能滿足需要，又不至于浪費(fèi)垃圾桶；最后用垃圾桶配置評(píng)價(jià)模型檢驗(yàn)最優(yōu)配置方案是否最優(yōu)。關(guān)鍵字：最優(yōu)配置人流量服務(wù)滿足度覆蓋率目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 1\o"CurrentDocument"1緒論 3\o"CurrentDocument"2研究現(xiàn)狀 4\o"CurrentDocument"2.2垃圾箱的數(shù)量 4\o"CurrentDocument"2.1垃圾箱擺放地點(diǎn) 5\o"CurrentDocument"2.3其他因素分析 5\o"CurrentDocument"3評(píng)價(jià)模型 7\o"CurrentDocument"模型假設(shè) 7\o"CurrentDocument"變量說明 7模型建立 8模型求解 9\o"CurrentDocument"評(píng)價(jià)結(jié)論 9\o"CurrentDocument"4配置最優(yōu)模型 10\o"CurrentDocument"模型建立 10\o"CurrentDocument"模型求解 10\o"CurrentDocument"改進(jìn)后的方案評(píng)價(jià) 12\o"CurrentDocument"5結(jié)論 13\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 141緒論校園衛(wèi)生是學(xué)校的臉面，是體現(xiàn)一個(gè)學(xué)校綜合素質(zhì)的最直接的表現(xiàn)，更何況大學(xué)這樣的高等學(xué)府更應(yīng)該注重校園環(huán)境建設(shè)。校領(lǐng)導(dǎo)極其重視校園衛(wèi)生情況，學(xué)校有專門的后勤衛(wèi)生部，有專門的清潔人員每天打掃校園，很多時(shí)候都在建設(shè)校園基礎(chǔ)設(shè)施，但在攀枝花學(xué)院校園里，關(guān)于垃圾桶所引發(fā)的問題是層出不窮的。據(jù)調(diào)查情況反映，亂扔垃圾現(xiàn)象仍然很嚴(yán)重，對校園環(huán)境衛(wèi)生造成了極大的影響，大學(xué)生的素質(zhì)是不用懷疑的，校園垃圾桶數(shù)量也不在少數(shù)，但為什么還是有很多亂扔垃圾的現(xiàn)象呢？因此垃圾桶的合理性規(guī)劃成了導(dǎo)致這一問題產(chǎn)生的主要原因，如何更好的規(guī)劃攀枝花學(xué)院校園里面的垃圾桶的設(shè)置成為許多人熱切關(guān)心的問題。目前攀枝花學(xué)院校園里面的垃圾桶空間布局規(guī)劃在根本上忽視了消費(fèi)者理性，或者說缺乏人性化和科學(xué)化，問題集中體現(xiàn)在，垃圾桶的空間布局僅僅是工作人員的純粹性思考，缺乏從人們的角度出發(fā)來進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，也忽視了垃圾桶合理性擺放的細(xì)節(jié)問題，其中垃圾箱的數(shù)量及其擺放地點(diǎn)對于方便師生和美化校園有著非常重要的作用。通常，垃圾箱的配置方案主要包括垃圾箱的數(shù)量及其具體的擺放地點(diǎn)，目前校園的垃圾箱布局在這兩方面的安排都存在不足。因此本文旨在通過科學(xué)的研究方法，建立一套科學(xué)的垃圾桶配置方案，并且對方案進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)，期望能改善校園找不到垃圾桶、某些地方垃圾桶空置率過高、某些地方垃圾桶數(shù)量不夠等現(xiàn)象，為改善校容校貌提出意見。2研究現(xiàn)狀要準(zhǔn)確完成本題，最先要根據(jù)實(shí)際情況采集正確數(shù)據(jù)并建立模型，得出校園垃圾箱布局現(xiàn)狀圖和各個(gè)道路的人流量與人均垃圾量，從而建立數(shù)學(xué)模型提出垃圾箱擺置最優(yōu)方案.我們將對問題對象所涉及到的兩大要點(diǎn)：垃圾箱的數(shù)量與垃圾箱擺放地點(diǎn)進(jìn)行一些簡要的分析.垃圾箱擺放地點(diǎn)：影響垃圾箱擺放地點(diǎn)最直接的因素即每個(gè)道路或功能區(qū)的總垃圾量。為了方便解題，我們將校園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(jìn)行處理得出擺放地點(diǎn)的具體布局.本人通過衛(wèi)星截圖，分析校園垃圾桶分布現(xiàn)狀如下圖圖1本次研究將校園分為8個(gè)部分研究，分別是校園6條道路、食堂、以及靜明湖,6條道路分別是玉蘭路、香樟路、蒲葵路、香樟北路、柱桂南路、海棗路。垃圾箱的數(shù)量：對校園垃圾箱布局進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)后，了解到校園現(xiàn)行已經(jīng)提供了一定數(shù)量的

垃圾箱，每個(gè)垃圾箱的裝載量都是相同的。當(dāng)垃圾箱的設(shè)置量越多時(shí)，雖然能解決垃圾處理問題，卻增多了購買經(jīng)費(fèi)；相反，當(dāng)設(shè)置量少時(shí)，節(jié)約了經(jīng)費(fèi)少，卻不能解決垃圾處理問題。兩方面存在沖突關(guān)系，所以在這方面我們必須找出最優(yōu)最合適的數(shù)量值，能在解決垃圾處理問題下使其數(shù)量最少。垃圾箱數(shù)目如下表所示表1地點(diǎn)垃圾桶數(shù)量玉蘭路14香樟路11蒲葵路7香樟北路0柱桂蘭路17海棗路5食堂7靜明湖11其他因素分析通過問卷調(diào)查得出人均日垃圾量，通過實(shí)地記錄得到各道路上日均人流量等信息如下圖所示表2現(xiàn)有垃圾桶數(shù)路段長度/m區(qū)域或路段日均人流量人均垃圾量日均垃圾量1,玉蘭路95000.0000430.4085141632.香樟路171000.0000450.76951111803.蒲葵路146000.0000450.657073604.香樟北路36000.0000220.07920210

5.柱桂蘭路201000.0000581.1658179106.海棗路71000.0000420.29825509.食堂238000.0000591.4042710011青爭明湖135440.000050.6772114903評(píng)價(jià)模型3.1模型假設(shè).假設(shè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的垃圾箱的最大容積為0.08立方米；.假設(shè)垃圾箱中的垃圾每天清理一次;.假設(shè)我們所選校園為攀枝花學(xué)院本部作為研究對象;.假設(shè)每個(gè)人將垃圾扔進(jìn)垃圾箱的機(jī)率都是等同的；.假設(shè)每個(gè)垃圾箱的更換周期相同;.假設(shè)各個(gè)道路人流段時(shí)間內(nèi)變化呈現(xiàn)直線變化;―.假設(shè)道路在本文中以直線形式表示。變量說明r:各條道路i的日人流量;in:各條道路i的人均垃圾量；。.：各條道路i現(xiàn)狀總的垃圾箱數(shù)量；sj:第i條道路上第j個(gè)垃圾箱距前一個(gè)垃圾箱的距離;（第i條道路的長度；qt:最優(yōu)配置方案下各條道路的垃圾箱數(shù)量;口：表示取小于i值最大整數(shù)；々：應(yīng)設(shè)置的垃圾箱數(shù)目與現(xiàn)狀設(shè)置數(shù)目之差;h':應(yīng)設(shè)置的垃圾箱數(shù)目與優(yōu)化后設(shè)置數(shù)目之差；ip.：（0或1）第i條道路覆蓋率（i=1,2,...,13,14）;模型建立通過建立模型來評(píng)價(jià)校園垃圾箱現(xiàn)狀布局，評(píng)價(jià)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(fù)數(shù)，說明設(shè)置的垃圾箱過多造成了浪費(fèi)?！簯?yīng)設(shè)置的垃圾箱數(shù)目與實(shí)際設(shè)置數(shù)目之差；廣：各條道路i的日人流量；i勺：各條道路i的人均垃圾量；每條道路垃圾總量：［*nj垃圾箱裝載總量：mi*0.08；則可得h則可得h=

ir*n一m*0.08"i0.08當(dāng)h■值為正數(shù)，則說明垃圾箱設(shè)置數(shù)目需增加h；若h'值為零，說明該設(shè)置數(shù)量剛剛滿足需求；若h■值為負(fù)數(shù)，說明設(shè)置的垃圾箱數(shù)目需削減h.模型求解建立模型后通過代入表2調(diào)查的數(shù)據(jù)后得到色解hi值如下表:表3各道路4情況區(qū)域或路段1玉蘭路2、香樟路3、蒲葵路4、香樟北路5、柱桂南路6、海棗路hi-8.89375-1.381251.21250.99-0.9775-1.2725區(qū)域或10、食堂11、靜明路段 湖hi10.5525-5.9894評(píng)價(jià)結(jié)論由以上模型求得的解如表3所示，校園絕大部分能夠滿足需要，而且玉蘭路、香樟路、海棗路、靜明湖都存在垃圾桶過?，F(xiàn)象，但是蒲葵路和香樟北路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(gè)小賣部，更加增加了垃圾產(chǎn)生量，這也與食堂周圍常見垃圾滿箱而其他地方很久才需要清理一次的現(xiàn)象相符合。4配置最優(yōu)模型模型建立為了盡量節(jié)省費(fèi)用，使垃圾箱數(shù)量最少，我們采用基于數(shù)據(jù)的建模方法，用垃圾總量除以每個(gè)垃圾箱容量，得出每條道路在滿足解決滿足垃圾箱需求的同時(shí)達(dá)到垃圾箱設(shè)置數(shù)量最少解，進(jìn)而結(jié)合道路設(shè)置分析優(yōu)化模型，取出最優(yōu)解；由于假設(shè)每個(gè)垃圾箱容量相等導(dǎo)致垃圾箱覆蓋率相等，所以進(jìn)而將每條道路長度除以優(yōu)化個(gè)數(shù)垃圾箱設(shè)置地點(diǎn)等距時(shí)的配置最優(yōu).q.:最優(yōu)配置方案下各條道路的垃圾箱數(shù)量;r：各條道路i的日人流量；i勺：各條道路i的人均垃圾量；每條道路的垃圾總量：r*nj垃圾箱設(shè)置地址間隔:l垃圾箱設(shè)置地址間隔:l―i-qi模型求解通過建立最優(yōu)模型，得到關(guān)于垃圾桶每一條道路的最優(yōu)垃圾箱數(shù)目模型以及垃圾桶間距模型，再將已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)如圖表2帶入最優(yōu)配置方案下垃圾箱數(shù)目的計(jì)算模型即q=J得到如下表的配置方案i0.08其中還最優(yōu)設(shè)置數(shù)取大于計(jì)算結(jié)果的整數(shù)即q=int[qt]表4區(qū)域或路段日均人流量ri人均垃圾量ni日均垃圾量qi最優(yōu)設(shè)置垃圾桶數(shù)q垃圾箱間隔10

1,玉蘭路95000.0000430.4085627.166666672.香樟路171000.0000450.7695101183.蒲葵路146000.0000450.6579404.香樟北路36000.0000220.079212105.柱桂蘭路201000.0000581.16581753.529411766.海棗路78000.0000420.2982518.57.食堂238000.0000591.4042185.5555555568.靜明湖135440.000050.6772681.66666667通過模型求解得到如表4的垃圾桶配置方案，然后再根據(jù)道路實(shí)際分布情況擺放垃圾桶?？梢詫⒚織l道路相交匯或者像鏈接的地點(diǎn)紡織垃圾桶，這樣就可以減少垃圾桶設(shè)置數(shù)?？梢钥吹较聢D中用紅圓圈圈出的地方為交匯點(diǎn)從圖中可以看出玉蘭路一共有9個(gè)交匯地點(diǎn)，當(dāng)在交匯點(diǎn)設(shè)置垃圾桶是可以減少該兩條道路中任意一天的一個(gè)垃圾桶數(shù)量。經(jīng)過調(diào)整后得到的配置為：每個(gè)交匯點(diǎn)設(shè)置一個(gè)垃圾桶，然后每條路其他地方設(shè)置的垃圾桶數(shù)目為如下表5表5路段12345678最優(yōu)配置467115316411

垃圾桶數(shù)4.3改進(jìn)后的方案評(píng)價(jià)運(yùn)用評(píng)價(jià)模型『rn喘8*"08去評(píng)價(jià)最優(yōu)設(shè)置,求解得到如下表表6區(qū)域或路段1玉蘭路2、香樟路3、蒲葵路4、香樟北路5、柱桂南路6、海棗路hi-0.89375-0.38125-0.7875-0.01-0.9775-0.2725區(qū)域或路段10、食堂11、靜明湖hi-0.4475-0.9894從表5中的評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，全部的h都滿足了需要而且都沒有什么浪費(fèi)，i可見該最優(yōu)配置符合改進(jìn)要求。本次研究中可能存在一些不合理，其主要原因有以下幾點(diǎn)：1、調(diào)查時(shí)間的影響，由于本次調(diào)查時(shí)間是在18周，這個(gè)時(shí)候有些同學(xué)已經(jīng)上完課了，所以導(dǎo)致人流量的統(tǒng)計(jì)部準(zhǔn)確。2、在考慮垃圾桶布置的時(shí)候忽略了地理?xiàng)l件的影響，比如最好把垃圾桶安置在岔路口，食堂垃圾桶需求量很多，但食堂的總面積不夠?qū)?，所以按?8個(gè)來布置會(huì)使道路擁擠，而且不美觀。所以可以考慮在適當(dāng)增加垃圾桶的同時(shí)對垃圾桶的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，改為容積更大占地較少。3、本校園垃圾清理一般是每天一次清理，但并不是對每個(gè)地方都是每天清理，而是很久才清理一次，這樣的地方可以不削減垃圾桶，而是仍然保持現(xiàn)有數(shù)量。125結(jié)論通過本次研究，可以看出校園垃圾桶數(shù)目很多卻分布不合理，導(dǎo)致了當(dāng)量的垃圾桶浪費(fèi)，同時(shí)又有一些地方垃圾桶嚴(yán)重不足。該優(yōu)化模型有效地解決了滿足垃圾箱需求的同時(shí)達(dá)到垃圾箱設(shè)置數(shù)量最少、垃圾箱設(shè)置地點(diǎn)最優(yōu)的目標(biāo)，解決校園衛(wèi)生建設(shè)投資過高而效益低下的兩難困境。若學(xué)校按照這種方案進(jìn)行垃圾箱配置，不僅可以達(dá)到美化校園的目的，還能為學(xué)校省去一筆投放在垃圾箱上的資金。所以這對我校校園建設(shè)有很強(qiáng)的指導(dǎo)性作用。在實(shí)際操作中，可以將多余的垃圾箱轉(zhuǎn)移到缺少的地方，這樣可以節(jié)省再次購買垃圾箱的費(fèi)用，另外再將多余的垃圾箱重新配置在一些功能區(qū)，比如教學(xué)樓前，或活動(dòng)中心周圍，這樣可以使垃圾箱的配置更能夠達(dá)到平衡。由于食堂人流量大，而面積周長小，食堂周圍的垃圾箱可以采用大型的垃圾箱。校園是我家，美化靠大家，學(xué)校還要加強(qiáng)學(xué)生愛護(hù)環(huán)境的意識(shí)