● 摘要
随着经济的发展和城市化进程的加快,城市生活垃圾也在急剧增加。而各类建筑物化粪池(含公厕)中的粪渣则是城市生活垃圾的一个重要来源。对于粪渣的处理,大部分城市(包括深圳市)是由清运公司清掏后直接排放到污水处理系统,不仅增加了污水处理系统的负荷,还对污水处理设备提出了更高的要求,更重要的是对环境造成严重污染。由此来看,建立粪渣处理厂对城市粪渣进行净化处理,是未来大中型城市保护环境、发展循环经济的需要。本研究正是针对这样的现状,对城市小区粪渣清运排班问题建模和求解方法进行深入的探讨,不仅具有理论价值,而且具有现实意义。 本文首先分析了现阶段深圳市粪渣清运不合理的现状,发现粪渣清运不合理是因为管理监督不足,并且城市里没有可以直接处理粪渣的设施造成的。在不改变现有的粪渣运输格局和方式的基础上,本文提炼出一类调度对象为城市小区的特殊的排班优化问题,并根据在建中的处理厂经济性和平稳性地运行对粪渣量的需求,以及清运车访问小区的频率小和时间间隔均匀等要求,建立了城市小区粪渣清运排班优化数学模型。由于该模型的目标函数不止一个,所以它不光适合本项目所要求的小区尽量少被打扰的情况,还可以用于描述规定时间内总运输成本最小等等的其他类粪渣清运问题。 之后,本文针对所建立的城市小区粪渣清运排班优化模型设计开发了基于规则的启发式算法。该算法所采用的“先满先运,先运先空”原则较好地诠释了找到满意解的路径。在设计思路中,本文还加入了符合经济意义的整车原则,尽量使每辆清运车每次运输都发挥其最大的运力。除此之外,算法还针对个别小区日产量过大的特殊现象进行了处理,减轻了因为个别的特殊数据对结果满意性造成的影响。将测试过参数的算法应用于深圳市罗湖区小区粪渣清运,给出了访问次数较少的并且访问时间间隔比较均匀的处理厂-小区-清运公司排班结果,同最后的算例检验一起验证了该启发式算法在类似模型问题求解的有效性。
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