洛阳理工学院毕业设计（论文）
第1章 前 言
1.1 课题研究背景
有人生活的地方就会有垃圾产生。随着经济的快速发展，城市规模化不断扩大、人口高度集中、人民生活水平的提高，城市固体废物的产生量日益增多。同时，科学技术的发展也日新月异，各种高分子合成材料、各种包装材料被大量使用，产生的垃圾成分日趋复杂，产生危害也越来越严重。由于长期缺乏科学的管理体系和配套的处理技术, 城市生活垃圾已成为现代社会的一大公害，垃圾问题逐渐成为一个亟需解决的社会问题。
城市生活垃圾从收集、运输、中转到处理，构成了城市生活垃圾的处理系统。据统计，垃圾收集和运输的费用占整个处理系统费用的70%-80% [1]。在生活垃圾收运系统中，不仅垃圾收运费用占整个垃圾处理系统总费用的大部分，而且垃圾收运方式也直接决定了垃圾的回收利用率和最终填埋量。科学合理的垃圾收运方式可以减轻后续的处理量和提高资源利用率，能减少生活垃圾的处理成本，如果垃圾收运系统不合理，就会影响运输路线周围居民的生活环境[2]。因此调查和分析研究收运系统优化对降低垃圾处理成本具有重要的现实意义，通过对垃圾收运系统的优化，通过优化运输车辆的数目，节省收运时间，高效调度收运车辆并提高人力资源的效率，最终产生很好的经济和社会效益。
集教育、科研和服务重任于一体的各大高校，是人口比较集中的场所，物品消耗量巨大，垃圾经常生量也是非常大。因此，研究校园垃圾收运系统的优化，不仅对节约型校园的建设具有重要意义，其经验还可以推广于社会，有助于城市固体废物的管理，促进生态社会的建设。
1.2 国内外研究动态
在国内，对城市生活垃圾收运系统优化的研究，研究的主要成果有： 宋薇[3]等在对城市生活垃圾收运路线优化研究中，通过建立收运路线优化改进模型，以单目标优化模型实现经济、环境与社会多目标优化的作用，再设计禁忌搜索算法求解模型，该方案的实际应用证明了它的实用性和可行性。刘东[4]通过对转运站的设置标准和规划、不同载限类型的垃圾车的选用及数量进行了经济
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性分析,来分析研究垃圾收运系统的规划。贾学斌[5] 在确定收集频率并把已收运路线总行程最短设为目标函数的情况下，建立城市垃圾收运模型，并计算出收运路线的优化方案，编制垃圾收集点的计算机运行程序。仝欢欢等[6]在生活垃圾收运路线优化研究中，以崇明县某镇为例，采用最邻近算法和插入改善法求解垃圾收运车辆路线优化问题，有效的缩短了车辆路程。而刘桐武[7]在线性规划在城市垃圾运输中的应用研究中，介绍了如何将沈阳市内五个区的垃圾分配到四个填埋场和一个焚烧厂的案例，首先建立垃圾运输的数学模型，然后采用线性规划的解法对垃圾调运方案的数学模型进行求解，然后得到最优的调运方案。
在国外，对垃圾收运系统优化的研究主要涉及中转站的设置标准、布点以及垃圾合理流向等问题展开。Anderson,L.E[8]最早在垃圾收运系统规划和选址问题上应用混合整数法。Anderson,D[9]首先在垃圾车辆收运规划中引入GIS来分析和研究转运站、填埋场的选址优化以及垃圾流向的优化。Kulcar[10]通过对布鲁塞尔的固体废弃物收集优化案例的分析研究，从而解决了如何使城市区域垃圾运输费用最小化的问题。Nikolaos V. Karadimas[11]则是利用GIS 的功能，通过蚁群算法来优化垃圾收运路线并评估其费用，并将求解结果与雅典市目前采用的经验方法进行比较。
国外对垃圾收运路线问题的研究主要是针对不同的实际情况，对这些路线问题变形，更具有实际应用的意义，从而产生了一些新的路线问题的研究领域，如乡村邮政员问题、周期性车辆路线问题等。在优化算法方面，采用了现代数学的方法，如智能方法，来求解这些路线问题的数学模型，主要的算法有启发式算法
[12]
、禁忌搜素算法[13]、平行节约启发式算法[14]等，而专门针对垃圾收运车辆路线
问题进行研究并付诸应用的例子，未见报道[15]。
1.3 课题研究意义及主要内容
目前，各类高校的在校师生人口重多，校园垃圾产量就会非常大。另外，校园垃圾中可利用成分的含量较高，垃圾资源化价值高，经济效益明显。学校虽然基本制定了垃圾分类收集管理办法，将可回收和不可回收垃圾分别收集，但是其分类方式、收集方案、回收模式都缺乏科学性，没有考虑到根据校园功能区的差异而采用不同的分类方案，未能做到将占垃圾总量大部分的可回收垃圾分类回收，也不能根据垃圾产量变化设置不同数量和容积的垃圾箱。在校园垃圾收运系统中，
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通过对垃圾收运系统的优化，来优化运输车辆的数目及路线，就可以节省收运时间，高效调度收运车辆并提高人力资源的效率，最终给学校带来巨大的经济效益和环境效益。因此，分析研究校园垃圾收运系统具有重要的现实意义，为校园垃圾分类回收提供科学指导，实现校园绿色化、生态化、经济化，为同学们创建一个干净整洁、环境幽雅的校园。
本次研究以洛阳理工学院为例，通过实地调研掌握校园垃圾收运系统的构成、不同区域垃圾容器的分布特点及容器内垃圾的类型、成分构成及其相关性，并对校园不同位置收集容器内垃圾充盈程度和垃圾分布规律的相关性进行归纳分析。并根据实地调研资料提出校园垃圾收运系统的改进及优化建议。
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第2章 校园垃圾收运系统现状概况
洛阳理工学院地处十三朝古都洛阳，学校现有王城、开元、九都三个校区，占地面积2232亩，现今在校师生共2.68万人。本次调查以王城校区(东校区)为调查地，由于东校区各个区域功能不同，其垃圾成分有所差异，故将校园分为六个区域：包括A—F楼六栋教学楼和鼎元广场在内的教学区；行政办公区；学生住宿区包括1#-- 4# 四栋学生住宿楼；教职工家属区；以及餐饮区和运动区。
设置的采样点、采样时间及采样频率直接关系到调查结果数据的准确性。此次调查，除校园垃圾中转站之外，在以上六个区域均选取了不同数目且具有代表性的地点作为采样点，每个采样点采样7次以获得均值。调查时间为期一周，每天一次。教学区设置的采样点为A、B、C、D教学楼；办公区的采样点为行政办公楼；住宿区设置的采样点为2# 女生宿舍楼；家属区的采样点为教职工家属院；餐饮区的采样点为二号铭苑餐厅一楼，运动区的采样点位为新体育场。下图为洛阳理工学院各个功能区及设置的采样点位置。
图2-1 洛阳理工学院区域图
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