東北林業大學垃圾中轉站選址優化研究

●張佳偉 董春芳 楊 霄 郝藝婷 董悅寧

一、引言

隨著城市的規模化發展，人口數量逐漸增多，生活垃圾數量也大幅增加，“綠水青山就是金山銀山”口號再次提出。為了保證城市環境清潔,生活垃圾中轉站的建立十分必要，以便及時處理居民的生活垃圾。本文以東北林業大學垃圾中轉站選址為例，對生活垃圾中轉站的位置優化進行探討。

為建設美麗校園，對校園垃圾中轉站及使用現狀進行調查研究①，總結出校園內垃圾中轉站的問題：垃圾中轉站臨近老食堂、學生公寓，影響師生日常生活。利用IE 方法對中轉站選址進行優化改善，使校園內垃圾中轉成本最低，并且選址滿足人因工程學的要求。

二、垃圾中轉站重心法分析

校園垃圾清運至中轉站經處理運輸至垃圾處理廠，現校園垃圾中轉站緊鄰食堂，垃圾運輸費用高且影響師生就餐。

針對垃圾回收中轉站的選址問題，建立目標函數為總垃圾運輸費最低，利用重心法建立數學模型，求中轉站最優坐標，結合環境因素，得最優選址。

（一）基本假設

（1）在各地建垃圾中轉站的成本相同，只計算運輸費用。（2）運輸費用以距離線性比例增加，運費是由不隨運距變化的固定部分和隨運距變化的可變部分組成。（3）中轉站與各垃圾箱位置點之間的路線假定為直線。（4）垃圾產生量集中于某一垃圾箱擺放點。

（二）符號說明

表1 符號說明

三、中轉站選址模型建立

校園內只修建一個垃圾中轉站，建立目標函數為總垃圾運輸費最低,利用重心法對唯一的垃圾中轉站進行最優選址②。公式如下：

垃圾點到中轉站的總運輸費用為：

為使Y 最小，分別對xo和y0求偏導數，并令其等于0，得：

四、垃圾中轉站優化選址

據實際統計，校園西路垃圾箱數量為7 個，以西側門口為坐標原點，校園西路為x 正半軸，分別測量垃圾箱的間距，將實際垃圾箱位置點坐標化，得到校園西路各垃圾箱點的具體位置坐標為：

(x,y)={(94,0),(161,0),(229,0),(358,0),(419,0),(496,0),(570,0)}

同理，統計得到各路段垃圾箱坐標，通過迭代法并應用excel重心算法求解，得到最終坐標點為（127.923,287.1），如圖1 所示。

坐標點（128，287）位于文法樓南側空地處。結合人與環境的因素分析：此處現作為停車使用，可以通車，便于中轉運輸；周圍沒有學生公寓，噪音不會對師生產生影響；中轉站位于空曠地區，氣味易于散發，因此在該區域建立合理可行。

圖1 垃圾箱坐標示意圖

五、結論

經濟效益：通過垃圾中轉站地址的改善，總運輸費由123932元減少到62183 元，如表2 所示，垃圾回收成本大幅度降低，校園每年投入垃圾回收的費用將大幅度降低。

表2 改善前后運輸費對比

社會效益：通過垃圾中轉站選址優化可減緩環境污染問題，還可減少投入垃圾回收的費用。可將此案例中的解決方法運用到社區、城區等地，對垃圾中轉站位置進行合理優化，響應“綠水青山就是金山銀山”政策的實施，最終實現垃圾處理的減量化、資源化、經濟化③。

注釋：

①吳子焱,王小雯,李彤.城市垃圾箱合理設置探討[J].中國環境管理叢書,2009(02)：6- 7

②鄭希黎，杜任俊. 走出鄰避困局，探索垃圾綜合處理設施新模式——以深圳國際低碳城節能環保產業園規劃為例[C].2016 中國城市規劃年會，2016

③趙雅君.日本舞洲垃圾處理廠垃圾處理也能節能環保[J].現代班組，2014(11)：20- 21