●张佳伟 董春芳 杨 霄 郝艺婷 董悦宁

一、引言

随着城市的规模化发展,人口数量逐渐增多,生活垃圾数量也大幅增加,“绿水青山就是金山银山”口号再次提出。为了保证城市环境清洁,生活垃圾中转站的建立十分必要,以便及时处理居民的生活垃圾。本文以东北林业大学垃圾中转站选址为例,对生活垃圾中转站的位置优化进行探讨。

为建设美丽校园,对校园垃圾中转站及使用现状进行调查研究①,总结出校园内垃圾中转站的问题:垃圾中转站临近老食堂、学生公寓,影响师生日常生活。利用IE 方法对中转站选址进行优化改善,使校园内垃圾中转成本最低,并且选址满足人因工程学的要求。

二、垃圾中转站重心法分析

校园垃圾清运至中转站经处理运输至垃圾处理厂,现校园垃圾中转站紧邻食堂,垃圾运输费用高且影响师生就餐。

针对垃圾回收中转站的选址问题,建立目标函数为总垃圾运输费最低,利用重心法建立数学模型,求中转站最优坐标,结合环境因素,得最优选址。

(一)基本假设

(1)在各地建垃圾中转站的成本相同,只计算运输费用。(2)运输费用以距离线性比例增加,运费是由不随运距变化的固定部分和随运距变化的可变部分组成。(3)中转站与各垃圾箱位置点之间的路线假定为直线。(4)垃圾产生量集中于某一垃圾箱摆放点。

(二)符号说明

表1 符号说明

三、中转站选址模型建立

校园内只修建一个垃圾中转站,建立目标函数为总垃圾运输费最低,利用重心法对唯一的垃圾中转站进行最优选址②。公式如下:

垃圾点到中转站的总运输费用为:

为使Y 最小,分别对xo和y0求偏导数,并令其等于0,得:

四、垃圾中转站优化选址

据实际统计,校园西路垃圾箱数量为7 个,以西侧门口为坐标原点,校园西路为x 正半轴,分别测量垃圾箱的间距,将实际垃圾箱位置点坐标化,得到校园西路各垃圾箱点的具体位置坐标为:

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

同理,统计得到各路段垃圾箱坐标,通过迭代法并应用excel重心算法求解,得到最终坐标点为(127.923,287.1),如图1 所示。

坐标点(128,287)位于文法楼南侧空地处。结合人与环境的因素分析:此处现作为停车使用,可以通车,便于中转运输;周围没有学生公寓,噪音不会对师生产生影响;中转站位于空旷地区,气味易于散发,因此在该区域建立合理可行。

图1 垃圾箱坐标示意图

五、结论

经济效益:通过垃圾中转站地址的改善,总运输费由123932元减少到62183 元,如表2 所示,垃圾回收成本大幅度降低,校园每年投入垃圾回收的费用将大幅度降低。

表2 改善前后运输费对比

社会效益:通过垃圾中转站选址优化可减缓环境污染问题,还可减少投入垃圾回收的费用。可将此案例中的解决方法运用到社区、城区等地,对垃圾中转站位置进行合理优化,响应“绿水青山就是金山银山”政策的实施,最终实现垃圾处理的减量化、资源化、经济化③。

注释:

①吴子焱,王小雯,李彤.城市垃圾箱合理设置探讨[J].中国环境管理丛书,2009(02):6- 7

②郑希黎,杜任俊. 走出邻避困局,探索垃圾综合处理设施新模式——以深圳国际低碳城节能环保产业园规划为例[C].2016 中国城市规划年会,2016

③赵雅君.日本舞洲垃圾处理厂垃圾处理也能节能环保[J].现代班组,2014(11):20- 21