基于地理单元的生活垃圾收运系统优化研究

发布时间：2020-07-15 19:15

【摘要】：随着城镇规模的扩张,城镇人口的增长,居民生活水平的不断提高,都给生活垃圾的全过程管理提出了新的挑战。生活垃圾收运系统作为生活垃圾综合管理体系的重要方面,还是城镇环境卫生服务事业的依托载体。因此,生活垃圾系统的优化研究是关乎城市生态系统与生活垃圾全过程管理实施可持续发展的重要问题之一。论文主要在城镇地理空间上针对生活垃圾收运系统的优化研究进行拓展。论文的内容总体上分为五个部分：第一,介绍了研究的背景和意义,提出了生活垃圾收运节点设施的选址及其关联配置组合优化问题。第二,在对国内外文献进行分析和总结的基础上,基于固体废物管理框架、系统规划和运筹优化这两大视角,分别从收运模式和技术路线、垃圾分类与分类收运、技术经济性分析和综合评价,以及规划布局与设施选址、能力规划与组合配置、网络分析与线路优化等方面进行了比较和归纳。此外,对地理信息系统在生活垃圾收运系统中的应用也进行了综述。第三,论文对城市生活垃圾收运系统的概念、组成、功能、模式进行了理论分析,系统地比较了生活垃圾收运系统的三种模式,即直接收运模式、一级转运模式、二级(多级)转运模式,并探讨了收运系统的地理空间关联性,由此提出了收运地理单元的划分体系。第四,建立了基于地理单元的生活垃圾收运系统优化模型。首先提出了关联收运地理单元的空间选址方法体系,用以获取收运地理单元并得到收运节点设施的选址。然后从收运设施、设备、人员等资源分配和收运路线选择的组合优化上,以系统总成本最小为目标,构建了系统总成本最小为目标的混合整数非线性规划的模型。为使优化模型更具有普遍性,模型以我国现行关于垃圾收运的行业标准中的规定指标(值)作为约束或参数,并提出系统有效运行时间以及配属对应节点设施的允许车辆数的约束,最后采用分支定界法进行求解。第五,对×市生活垃圾收运系统的优化进行了案例研究。预测该市生活垃圾产生总量为540.2t/d得到与相应收运地理单元对应的14个节点设施选址,收运系统的运行总成本为40271.6元/,每吨垃圾的平均收运成本为74.55元/t。节点设施包括：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类的收集站分别为1座、5座、1座,以及Ⅳ类、V类的转运站分别为5座、2座；收运地理单元总面积为69.24km2,约占市域陆地总面积的3.68%。案例研究表明,对于中小城市或小城镇而言,以相对独立的收运地理单元为服务区,采用直运为主、一级转运为辅的垃圾收运模式较为适宜。论文在理论层面上探讨了基于地理单元的生活垃圾收运系统的组合优化问题,其结论在解决实际问题方面也具有参考意义。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X799.3

【参考文献】