废旧家电回收网络选址运输研究及GIS实现

论文摘要

随着人们生活水平的提高,家电的使用周期不断缩短,每年废旧家电的报废量呈现不断上升的趋势。废旧家电作为可再生资源的一种,其体积大、回收价值高等特点引起了人们广泛关注。为了能够充分利用这些资源,在政府的支持下,全国许多地区都成立了可再生资源回收公司,专门回收并处理居民和企业产生的废旧资源,其中,回收公司的网点如何设置、车辆回收路线的安排是解决回收的核心问题,对废旧家电回收覆盖面具有很大的影响,且作为完整的回收网络系统规划,二者必须统一规划。但是针对这些问题国内外学者大多数是将这两个问题单独研究,导致系统衔接不完善,因此需要探讨如何将网络选址同车辆回收路径结合起来,从而实现先整体优化再局部优化的目的。本论文以上海新锦华商业有限公司为背景,对该公司的废旧家电的回收网络和车辆路径优化问题进行了研究,提出了废旧家电网络选址一运输路线安排的求解模型,最后通过地理信息系统将求解模型运用于现实环境中,供该公司实际操作过程中进行使用,以达到降低逆向物流运营成本的目的。论文首先对该公司实际运营的网络进行调研分析,明确该公司的回收网络是四层结构,即处理站——拆解中心——交投站——居民(为简化问题,这里用街道(居委会)来代替居民点)。其次,对该网络的拆解中心、交投站和街道(居委会)三个层次进行网络选址优化,建立混合整数规划的网络选址模型,采用改进的遗传算法进行求解。建立回收网络并进行网络优化后,进一步通过建立车辆路径模型,解决如何从选中的交投站派车到街道(居委会)回收家电的问题。该模型有两个优化目标：车辆行走的总路径最短以及总运行时间最短。论文采用NSGAII方法来求解该模型,从而得到较满意解。为了让模型具备实用性,论文进一步设计并实现了废旧家电可视化的地理信息系统。该信息系统调用Google Map接口,实现了获取真实道路任意两个地点之间的实际行车路线及距离,根据地点的详细地址信息获取其经纬度等功能。此外用户可以通过图形查看废旧家电网络选址的结果以及具体的车辆行车路线。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图目录
• 表目录
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 环境保护和可持续发展的压力
• 1.1.2 论文研究的契机
• 1.1.3 废旧家电逆向物流研究问题的提出
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 逆向物流网络选址研究方法及研究现状
• 1.2.2 逆向物流车辆路径文献模型总结以及前沿问题
• 1.3 论文研究意义
• 1.4 论文研究内容
• 1.5 论文的创新点
• 第二章 逆向物流相关概念及废旧家电回收现状分析
• 2.1 逆向物流相关概念
• 2.1.1 逆向物流定义与概述
• 2.1.2 逆向物流的特点
• 2.1.3 逆向物流的分类
• 2.2 国内外废旧电子电器回收现状分析
• 2.2.1 国内废旧家电概况
• 2.2.2 国内外电子电器回收体系概况
• 2.2.2.1 国内废旧电子电器回收处理体系分析
• 2.2.2.2 国外废旧电子电器回收处理体系分析
• 第三章 论文相关理论
• 3.1 逆向物流网络
• 3.1.1 逆向物流网络概念
• 3.1.2 逆向物流网络的一般功能
• 3.1.3 逆向物流网络的特征
• 3.1.4 逆向物流网络的分类
• 3.2 逆向物流车辆路径问题
• 3.2.1 逆向物流车辆路径描述
• 3.2.2 逆向物流VRP分类
• 3.2.3 逆向物流VRP构成要素
• 3.3 多目标遗传算法基本理论
• 3.3.1 遗传算法
• 3.3.1.1 遗传算法概述
• 3.3.1.2 遗传算法主要操作
• 3.3.1.3 遗传算法一般流程
• 3.3.2 多目标优化
• 3.3.2.1 多目标优化描述及术语
• 3.3.2.2 多目标优化算法介绍
• 3.3.3 带精英策略的非支配排序的遗传算法（NSGAII）
• 3.3.3.1 快速非支配排序算法
• 3.3.3.2 拥挤度与拥挤度比较算子
• 3.3.3.3 NSGAII算法主要流程
• 第四章 基于改进遗传算法的废旧家电网络选址
• 4.1 废旧家电网络选址模型
• 4.1.1 问题描述
• 4.1.2 模型参数
• 4.1.3 数学建模
• 4.2 基于改进遗传算法的废旧家电网络选址求解
• 4.2.1 算法流程
• 4.2.2 染色体编码
• 4.2.3 街道（居委会）指派规则
• 4.2.4 种群初始化
• 4.2.5 轮盘选择
• 4.2.6 交叉
• 4.2.7 变异
• 4.2.8 改进遗传算法实现
• 4.3 算例分析
• 4.3.1 算例描述
• 4.3.2 算例结果分析
• 4.3.3 原始遗传算法及自适应度遗传算法比较
• 4.3.4 灵敏度分析
• 4.3.5 算例代码流程图
• 第五章 基于NSGAII的废旧家电车辆回收路径规划
• 5.1 废旧家电车辆路径问题（VRP）模型
• 5.1.1 问题描述
• 5.1.2 模型假设
• 5.1.3 模型参数
• 5.1.4 数学建模
• 5.2 基于NSGAII的废旧家电车辆回收路径规划求解
• 5.2.1 算法流程
• 5.2.2 染色体编码
• 5.2.3 种群初始化
• 5.2.4 锦标赛选择
• 5.2.5 交叉
• 5.2.6 变异
• 5.2.7 改进的拥挤度计算
• 5.3 算例分析
• 5.3.1 算例描述
• 5.3.2 算例代码流程图
• 第六章 废旧家电地理信息系统的设计与实施
• 6.1 系统实现应用的主要技术
• 6.1.1 Google Map
• 6.1.2 Microsoft C#.net 2005
• 6.1.3 SQL Server 2005
• 6.2 系统功能模块
• 6.3 数据库字段说明
• 6.4 系统主要功能截图介绍
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢