廣州大學(xué)城垃圾回收系統(tǒng)的調(diào)查分析

廣州大學(xué)城垃圾回收系統(tǒng)的調(diào)查分析

1廣州新城垃圾回收集中站發(fā)展現(xiàn)狀廣州大學(xué)城位于番禺區(qū)新造市小固圍島及其南岸。西與麗江島接壤，北望生物島和東與常州島接壤。俯瞰著廣東島瀛洲生態(tài)公園。規(guī)劃總面積為43.3公里2米，人口35-40萬(wàn)人，相當(dāng)于市中心。目前,廣州大學(xué)城日產(chǎn)垃圾總量為40t左右,但由于廣州大學(xué)城垃圾回收系統(tǒng)中的垃圾回收集中站布局不合理、回收的運(yùn)輸路線過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致整個(gè)廣州大學(xué)城的垃圾回收集中站數(shù)量過(guò)多,出現(xiàn)了投資過(guò)高而效益低下的兩難困境。為了塑造廣州大學(xué)城高品位的藝術(shù)景觀環(huán)境,營(yíng)造充滿活力和魅力的高等教育場(chǎng)所,為廣東省乃至全國(guó)各城市樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的典范,這些垃圾必須得到快速、及時(shí)、安全的收集與清運(yùn)。但是當(dāng)前,針對(duì)廣州大學(xué)城垃圾物流的研究還沒(méi)有得到普遍重視,更談不上涉及廣州大學(xué)城垃圾回收集中站選址及路徑優(yōu)化問(wèn)題的研究。因此,本文將對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行深入的探討。2垃圾填埋場(chǎng)位置指示2.1同一種因素的結(jié)構(gòu)模型本文將選址問(wèn)題要考慮的因素層次化,根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo),將問(wèn)題分解成不同的組成因素(主要有垃圾密度、環(huán)境、回收運(yùn)輸),按因素間的相互關(guān)系及隸屬關(guān)系,將因素按不同層次聚集組合,形成多層分析結(jié)構(gòu)模型,最終歸結(jié)為最低層(方案、措施、指標(biāo)等)相對(duì)于最高層(總目標(biāo))相對(duì)重要程度的權(quán)值或相對(duì)優(yōu)劣次序的問(wèn)題。層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。2.2廣東獸藥運(yùn)輸企業(yè)篩選層次分析優(yōu)化廣東藥學(xué)院來(lái)進(jìn)行集中站選址,具體步驟如下:(1)建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu);(2)構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣;(3)針對(duì)某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算各元素的權(quán)重;(4)針對(duì)某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算當(dāng)前一層元素關(guān)于另一要素的權(quán)重;(5)進(jìn)行一致性檢驗(yàn);(6)計(jì)算得出最優(yōu)方案。經(jīng)過(guò)對(duì)廣東藥學(xué)院的全體人員(學(xué)生,教師,清潔工,物業(yè)人員)的調(diào)查問(wèn)卷,發(fā)現(xiàn)有41.62%的人對(duì)目前的垃圾集中站的位置不滿意,有30.69%的人覺(jué)得還可以接受。有86.3%的被訪者認(rèn)為需在生活區(qū)與教學(xué)區(qū)各自建立垃圾集中站,分開(kāi)設(shè)點(diǎn)方便清潔工的工作。綜合影響垃圾集中站的選址的三大因素和該校的物業(yè)管理人員的意見(jiàn),選出兩個(gè)備選方案,跟原先的方案進(jìn)行分析比較。具體情況見(jiàn)表1。(1)三大中間要素對(duì)決策目標(biāo)的重要性比較。通過(guò)調(diào)查分析得出垃圾密度、環(huán)境、內(nèi)部人員運(yùn)輸三個(gè)因素的比重見(jiàn)表2。分析以上數(shù)據(jù),得出以下結(jié)論:(1)“垃圾密度”與“環(huán)境”相比:后者比前者絕對(duì)重要/有優(yōu)勢(shì)(1/9)。(2)“垃圾密度”與“內(nèi)部人員運(yùn)輸”相比:后者比前者更為重要/優(yōu)勢(shì)(1/4)。(3)“環(huán)境”與“內(nèi)部人員運(yùn)輸”相比:前者比后者稍微重要/有優(yōu)勢(shì)(3)。注解:上面結(jié)論中提到的1/9,1/4,3等數(shù)據(jù)是我們把調(diào)查問(wèn)卷上的相應(yīng)問(wèn)題調(diào)查到的數(shù)據(jù)輸入層次分析法軟件得出來(lái)的權(quán)重。以下幾個(gè)因素重要性比較結(jié)論中的相關(guān)數(shù)據(jù)是通過(guò)同樣的方法計(jì)算得出的。(2)關(guān)于垃圾密度因素的三個(gè)備選方案的重要性比較。垃圾密度是個(gè)定量,可以得出關(guān)于“垃圾密度”的結(jié)論:(1)“P1、P2、P3”與“P2”相比:兩者具有相同重要性(1)。(2)“P1、P2、P3”與”P(pán)3、P4”相比:兩者具有相同重要性(1)。(3)“P2”與“P3、P4”相比:兩者具有相同重要性(1)。(3)關(guān)于環(huán)境因素的三個(gè)備選方案的重要性比較。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查分析,得出被訪者就環(huán)境因素對(duì)三個(gè)方案的認(rèn)可程度見(jiàn)表3。同理,得出關(guān)于“環(huán)境”因素的結(jié)論:(1)“P1、P2、P3”與“P2”相比:后者比前者稍微重要/有優(yōu)勢(shì)(1/3)。(2)“P1、P2、P3”與“P3、P4”相比:后者比前者稍微重要/有優(yōu)勢(shì)(1/3)。(3)“P2”與“P3、P4”相比:兩者具有相同重要性(1)。(4)關(guān)于內(nèi)部人員運(yùn)輸?shù)娜齻€(gè)備選方案的重要性比較。影響內(nèi)部人員運(yùn)輸?shù)囊蛩刂饕沁\(yùn)輸人員分配情況以及運(yùn)輸人員對(duì)該垃圾點(diǎn)的滿意程度。廣東藥學(xué)院運(yùn)輸人員的每次運(yùn)輸時(shí)間大約為21分鐘;廣東藥學(xué)院每個(gè)運(yùn)輸人員的最大承受量大約是180袋/天。調(diào)查分析運(yùn)輸人員對(duì)該垃圾點(diǎn)的滿意程度,得出以下數(shù)據(jù)見(jiàn)表4:同理,得出關(guān)于“內(nèi)部人員運(yùn)輸”因素的結(jié)論:(1)“P1、P2、P3”與“P2”相比:后者比前者稍微重要/有優(yōu)勢(shì)(1/3)。(2)“P1、P2、P3”與“P3、P4”相比:后者比前者稍微重要/有優(yōu)勢(shì)(1/4)。(3)“P2”與“P3、P4”相比:后者比前者稍微重要/有優(yōu)勢(shì)(1/2)。(5)最優(yōu)選址。運(yùn)用層次分析法綜合分析,備選方案綜合得分是:“P1、P2、P3”為0.2565,“P2”為0.3601,“P3、P4”為0.3835.因此,廣東藥學(xué)院生活區(qū)垃圾集中站最優(yōu)選址為P3、P4點(diǎn)。同理得出,對(duì)廣藥教學(xué)區(qū)最優(yōu)垃圾集中站是P7點(diǎn)。(6)廣州大學(xué)城垃圾集中站選址。同樣采取以上方法進(jìn)行優(yōu)化,得出優(yōu)化后的大學(xué)城所有垃圾集中站點(diǎn)見(jiàn)表5。3路徑優(yōu)化3.1節(jié)點(diǎn)內(nèi)最短路徑的確定起訖點(diǎn)相同的Dijkstra算法基本思路是:一個(gè)連通網(wǎng)絡(luò)G=(V,E)中,V=(V1,V2,…,Vn),E=(e1,e2,…,en),求解從節(jié)點(diǎn)V0開(kāi)始。歷遍所有的點(diǎn),最后又回到到V0的最短路徑問(wèn)題。首先求出從V0出發(fā)的一條最短路徑,再參照它求出一條次短的路徑。依次類推,直到從頂點(diǎn)V0到頂點(diǎn)Vn的最短路徑求出為止,即頂點(diǎn)Vn被加入到路徑中。求解從Vn到其它所有節(jié)點(diǎn)的最短路徑,則同樣先求得從V0出發(fā)的一條最短路徑,再參照它求出一條次短的路徑,依次類推,直到從頂點(diǎn)V0出發(fā)的所有最短路徑求出為止。節(jié)約里程法的基本思路是:由垃圾運(yùn)輸車(chē)沿一條線路,依次將垃圾集中站的垃圾裝上車(chē),裝滿車(chē)后將垃圾運(yùn)回環(huán)衛(wèi)所。如圖2所示,假設(shè)P為環(huán)衛(wèi)所,A和B為垃圾集中站,各點(diǎn)相互的道路距離分別用a,b,c表示。比較兩種運(yùn)輸路線方案:一是派兩輛車(chē)分別往A·B點(diǎn)運(yùn)垃圾,總的運(yùn)輸里程為2(a+b);一是將A·B兩地的垃圾裝在同一輛車(chē)上,采用巡回運(yùn)輸方式,總的運(yùn)輸里程為:a+b+c,若不考慮道路特殊情況等因素的影響,第二種方式與第一種方式之差為2(a+b)-(a+b+c),按照三角原理,可以看出,第二種方式比第一種要節(jié)約a+b-c的里程數(shù),節(jié)約里程法就是按照以上原理對(duì)運(yùn)輸路線優(yōu)化計(jì)算的。3.2廣州新城垃圾集中站及點(diǎn)之間的匹配廣州大學(xué)城垃圾運(yùn)輸從廣州大學(xué)城環(huán)衛(wèi)所出發(fā),到垃圾集中站裝滿垃圾,最后回到廣州大學(xué)城環(huán)衛(wèi)所,這是起訖點(diǎn)相同的最短路徑算法問(wèn)題。首先抽象出廣州大學(xué)城垃圾集中站點(diǎn),用Dijkstra算法算出廣州大學(xué)城垃圾集中站點(diǎn)與點(diǎn)之間的最短路程和線路,結(jié)合垃圾運(yùn)輸車(chē)的最大裝載量因素,確定垃圾運(yùn)輸?shù)淖顑?yōu)線路。(1)垃圾集中站點(diǎn)分布。優(yōu)化后的垃圾集中站抽象分布如圖3所示,圖中各點(diǎn)的具體地址見(jiàn)表6。(2)廣州大學(xué)城環(huán)衛(wèi)所到各垃圾集中站距離。用Dijkstra算法算出各站點(diǎn)到環(huán)衛(wèi)所最短路徑,見(jiàn)表7;各站點(diǎn)間的最短路徑見(jiàn)表8。3.3運(yùn)輸路線的確定(1)客觀條件限制。環(huán)衛(wèi)所主要的運(yùn)輸工具是平板車(chē),車(chē)速是30km/h,最大承受量24桶(垃圾桶)。每天規(guī)定的工作時(shí)間內(nèi)(8小時(shí))內(nèi)走8趟,每趟花1h。各學(xué)校1小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生的垃圾量是一定的,調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析得出的每個(gè)垃圾集中站平均每小時(shí)產(chǎn)生的垃圾數(shù)量見(jiàn)表9。(2)節(jié)約里程法算出垃圾運(yùn)輸最優(yōu)線路。提出以下假設(shè):運(yùn)輸車(chē)輛載重量一定,每一輛車(chē)都可以滿載,則研究的目標(biāo)為使所有參加運(yùn)輸?shù)能?chē)輛的總運(yùn)輸距離在不超載的基礎(chǔ)上最小。假定運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的任意兩點(diǎn)都有路徑可以連通,并且都有最短距離,若兩點(diǎn)間的運(yùn)輸不暢通(例如交通故障等限制),可將情況轉(zhuǎn)化為響應(yīng)的約束條件列入方程組中,然后求解。用節(jié)約里程法計(jì)算的節(jié)約距離為:S1-2=15.1,S1-3=11,S3-31=3.8,S31-32=7.3,…,S11-14=45.8,得出,S11-14的總里程為45.8,節(jié)約最多。從P0-11和P0-14分析載重量約束與節(jié)約里程大小,將各垃圾分布點(diǎn)連結(jié)起來(lái)分析,見(jiàn)表10。由A、B的兩種路程知:SA=22.2km,SB=15.9km,SA>SB,所以首先選擇路線A。進(jìn)一步擴(kuò)充線路A的路線長(zhǎng)度如表10中的線路A1、A2。運(yùn)量限制,確定第一條路線為P0→P11→P14→P13→P12→P15→P0,同理得出所有線路見(jiàn)表11。4廣州市委黨校垃圾運(yùn)輸物流系統(tǒng)的優(yōu)化本文深入調(diào)查了廣州大學(xué)城所有的垃圾集中站,并且運(yùn)用層次分析法、起訖點(diǎn)相同