徐州市高作镇乡村生活垃圾收运周期优化

张孟如 孙宇博

摘要：乡村生活垃圾收运工作是生活垃圾管理的重要组成部分，本文对徐州市乡村生活收运现状进行分析，找出收运过程中存在的问题，运用线性规划对垃圾收运周期进行优化，根据建立模型求出较合理的乡村生活垃圾收运周期方案，为徐州市乡村生活垃圾收运优化提供参考。

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.

关键词： 乡村生活垃圾；垃圾收运；收运周期优化

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

中图分类号：X799.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）26-0014-02

1 徐州市高作镇乡村生活垃圾收运

经济和生活水平提高，使得乡村的生活垃圾量也在与之俱增，到2017年已达4亿吨，大量生活垃圾不仅影响居民生活，且垃圾中的污染物接触地面影响水体和地表环境，乡村生活垃圾问题亟需解决。目前徐州市乡村生活垃圾收运系统分为四个部分，包括收集、运输、中转和处理，其收运模式如图1所示。虽然取得了一定的成效，但其中存在些许问题。

1.1 乡村生活垃圾收运路线不合理

在垃圾从简易垃圾收集站移动到中转站的过程，垃圾简易收集站的选址及路况等都应考虑到是否便于车辆的运输工作[3]；徐州市乡村不少支路为土路、石子路，运输路线应考虑路况方便运输。收运路线不合理，运输车无目标性移动，会造成时间、人力上浪费。

1.2 乡村生活垃圾收运周期不合理

乡村垃圾从各收集点到处理厂间距离较大，每个收集点的垃圾量和清运情况，远距每日清运浪费人力物力及财力。因此运输车辆的个数、周期、运输范围可以根据储存时间进行优化，提高收运效率。

2 垃圾收运周期优化模型的建立

2.1 问题描述

垃圾收运周期即处理厂多辆运输车按运输线路，按照收集点的周期从处理厂出发，经收集点进行垃圾的清运，当垃圾量达到运输车的最大运输能力后返回处理厂。

对垃圾的收运周期进行优化，以经济最优化为原则，收运过程中设计的运输费用包括：从处理厂到收集点的收运成本；车辆装载结束回到处理厂过程运输成本；车辆的固定出车费。涉及到计算费用的已知条件为收集点间与处理厂距离，收集点的垃圾量以及每辆运输车辆的最大载荷，根据这些条件求最佳收运周期。

2.2模型建立

以经济最优化为目标建立的模型，即费用最小化是模型的目标函数[5]。建立的模型为：

s.t.

0≤i≤n≤20；

1≤Ti≤5；

其中：N是村镇村庄的个数；A是垃圾运输车的净载重量，标准大型垃圾运输车载为10吨；Dij是村庄i到村庄j的距离，单位km； Zj0是第 j个村到处理厂的距离，单位km；Bi是第i个村的垃圾量，单位吨；Ti是第 i个村简易垃圾收集站的运输周期，单位天，根据当地气候条件，垃圾保存不得超过5天；C是垃圾运输车运输时单位距离运输费用，按照高作镇行车标准为10元/km；C0是垃圾运输车出车一次需要的固定费用，单位元；[ ]：取整。

3 高作镇乡村生活垃圾收运周期优化

高作镇日垃圾量相对较小，镇建设中转站费用较高，经济上难以支撑，所以采用流动收运模式——“户集、村收、县处理”。垃圾由各收集点经由大型运输车运往处理厂进行处理。

3.1 数据收集与处理

3.1.1 高作镇垃圾量的测算

高作镇隶属于睢宁县，土地总面积62.3平方公里，下辖20个行政村：高作、高南、滕庄、季庄、曹庄、双庄、大庄、后刘、小仝、三张、八里、石墩、周楼、夏庙、金塘、单湾、张皮、腊园、官汪、姚绳。据实地调研以及相关部门数据查询常住人口近5.9万人，当地的乡村生活垃圾呈现特征受当地地理环境、生活水平、劳动模式、消费结构以及生活习惯等众多因素影响，高作镇乡村日产生垃圾量为0.86kg/人[4]，得到高作镇各收集点的垃圾量如表1所示。

3.1.2 高作镇各收集点间的距离

高作镇不设中转站，只有一个位于处理厂，将其编号为 0。为了方便计算，对收集点进行编号为{1，2，…，20}，收集点间以及到处理厂距离选最佳路况下的公路间最短距离。

3.2 优化结果

使用3.1中数据，运用 lingo11.0 编程对目标函数求解，可得收集点收运周期及最小费用，如表2所示。

最小运输费用为：

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 结论

本文对满足收运需求情况下最小费用问题进行分析建立数学模型并利用LINGO软件求解。通过对高作镇计算表明，优化后的周期能够根据收集点垃圾量确定不同收运周期，避免收运过程时间浪費，运输车辆收运线路节省不必要的收运路程，从而减少收运费用。本文提出的优化方法对解决乡村垃圾收运周期优化具有很强的应用实施性。

参考文献：

[1]贾学斌.城市垃圾收运系统选址和选线优化研究[D].北京：北京化工大学，2011.

[2]曾苏.新农村生活垃圾收运、处理技术和长效管理机制研究[D].南京：东南大学，2014.

[3]纵彬.对江苏乡村地区生活垃圾处置现状及生活垃圾转运体系模式建立的研究[J].资源节约与环保，2013（2）.

[4]姚伟，曲晓光，李洪兴，等.我国农村垃圾产生量及垃圾收集处理现状[J].环境与健康杂志，2009（1）.

[5]季飞.农村生活垃圾收运系统选址与周期性运输方案研究[D].曲阜：曲阜师范大学，2015.