城市垃圾收运系统选址和选线优化研究

论文摘要

作为城市垃圾综合管理系统的一个组成部分,垃圾收集运输系统占据着重要位置。由于缺乏理论方面的指导,垃圾收运系统已成为垃圾综合管理系统中的最薄弱环节之一,因此城市垃圾收运系统的完善和优化对城市垃圾综合管理系统的高效运行起着至关重要的作用。本文在对城市垃圾收运系统各个环节进行深入分析的基础上,通过对城市垃圾逆向物流特点的分析,提出了城市垃圾收运系统的数学模型,具体包括以下三个方面：1、选择城市一定范围内现有垃圾收集点中的一个在此建设垃圾转运站,使得垃圾转运站到垃圾填埋场的距离加垃圾转运站到收集点之和的最大距离最小。运用Voronoi技术的选址方法,建立该问题的数学模型,设计出求解算法,并分析了算法的计算复杂性。2、提出了带时间窗的垃圾收集路线优化问题(VRPTW),在收集路线中的每个收集点加入时间窗约束,考虑了中午有一个小时的午饭休息时间,并将垃圾车空载和实载运行花费的成本区分开计算。以总运输费用最小化为目标函数,建立数学模型,并运用Solomon插入算法给出求解步骤。3、垃圾转运阶段转运站需求具有动态特性,在此时刻只知道当前的需求,未来的需求序列尚不知晓,且当转运站提出需求时,由一辆垃圾车将转运站的垃圾运送至处理场,因此提出垃圾转运的占线车辆路线问题。建立数学模型,并对占线K垃圾车调度问题进行限定情形分析,给出竞争策略和竞争比。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的背景
• 1.1.1 城市垃圾及其收运系统
• 1.1.2 城市垃圾逆向物流系统
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容和方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 创新性工作
• 1.5 论文框架图
• 第二章 城市垃圾收运系统优化理论基础
• 2.1 选址优化理论基础
• 2.1.1 选址问题的产生和分类
• 2.1.2 经典选址问题模型
• 2.2 垃圾收集阶段优化理论基础
• 2.2.1 旅行商问题（TSP）
• 2.2.2 车辆路线问题（VRP）
• 2.2.3 带时间窗的车辆路线问题（VRPTW）
• 2.2.4 SOLOMON的插入算法
• 2.3 垃圾转运阶段优化理论基础
• 2.3.1 占线问题与竞争策略
• 2.3.2 竞争策略与竞争性能
• 第三章 基于VORONOI技术的垃圾转运站选址优化
• 3.1 问题的描述
• 3.2 数学模型
• 3.2.1 模型的建立
• 3.2.2 算法的设计
• 3.2.3 计算复杂性分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 带时间窗的垃圾收集车辆路线优化
• 4.1 问题的描述
• 4.2 模型的建立
• 4.3 关于垃圾收集的VRPTW问题的插入算法
• 4.4 本章小结
• 第五章 垃圾转运车辆的占线优化调度
• 5.1 问题的描述
• 5.2 模型的建立
• 5.3 占线k垃圾车调度问题的限定情形分析
• 1'>5.3.1 |V|=n,k≥s之调度方案A₁
• 2'>5.3.2 |V|=n,k≥n-s之调度方案A₂
• 3'>5.3.3 |V|=n,k（?）n-s,k（?）s之调度方案A₃
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书