數(shù)學(xué)建模論文-關(guān)于垃圾清運(yùn)的方案設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
數(shù)學(xué)建模論文-關(guān)于垃圾清運(yùn)的方案設(shè)計(jì)_第2頁(yè)
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PAGE15承諾書我們仔細(xì)閱讀了中國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的競(jìng)賽規(guī)則.我們完全明白,在競(jìng)賽開始后參賽隊(duì)員不能以任何方式(包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等)與隊(duì)外的任何人(包括指導(dǎo)教師)研究、討論與賽題有關(guān)的問題。我們知道,抄襲別人的成果是違反競(jìng)賽規(guī)則的,如果引用別人的成果或其他公開的資料(包括網(wǎng)上查到的資料),必須按照規(guī)定的參考文獻(xiàn)的表述方式在正文引用處和參考文獻(xiàn)中明確列出。我們鄭重承諾,嚴(yán)格遵守競(jìng)賽規(guī)則,以保證競(jìng)賽的公正、公平性。如有違反競(jìng)賽規(guī)則的行為,我們將受到嚴(yán)肅處理。我們參賽選擇的題號(hào)是(從A/B/C中選擇一項(xiàng)填寫):A 我們的參賽報(bào)名號(hào)為(如果賽區(qū)設(shè)置報(bào)名號(hào)的話):所屬學(xué)院(請(qǐng)?zhí)顚懲暾娜鹤詣?dòng)化學(xué)院參賽隊(duì)員(打印并簽名):1.xx2.xxx3.xxx日期:2011年5月8日評(píng)閱編號(hào)(教師評(píng)閱時(shí)填寫):垃圾分類處理與清運(yùn)方案設(shè)計(jì)摘要本文通過對(duì)深圳市南山區(qū)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站站點(diǎn)的分布位置和轉(zhuǎn)運(yùn)量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,并爭(zhēng)對(duì)題目的兩個(gè)問題分別建立了符合實(shí)際的數(shù)學(xué)模型,在模型的求解過程中,應(yīng)用了C++語(yǔ)言進(jìn)行編程調(diào)試、數(shù)學(xué)軟件MATLAB等計(jì)算工具,編寫相應(yīng)的程序,對(duì)建立的模型進(jìn)行求解,等到了符合實(shí)際的結(jié)果。首先,我們根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)站的分布位置繪制了xy散點(diǎn)圖,根據(jù)題設(shè)提出自己假設(shè)的條件。其次,結(jié)合已有的模型,對(duì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站站點(diǎn)之間的位置分布關(guān)系進(jìn)行討論及證明,從而確定最基本的大、小型設(shè)備(櫥余垃圾)的分布設(shè)計(jì)。城市垃圾收運(yùn)是由產(chǎn)生垃圾的源頭運(yùn)送至處理處置場(chǎng)的全過程操作,包括3個(gè)階段:1.收集———垃圾從產(chǎn)生源到公共貯存容器的過程;2.清運(yùn)———指清運(yùn)車沿一定路線清除貯存容器內(nèi)垃圾并將其轉(zhuǎn)運(yùn)到垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的過程(在一定情況下,清運(yùn)車可直接將垃圾運(yùn)送至處理處置場(chǎng));3.中轉(zhuǎn)———指在轉(zhuǎn)運(yùn)站將垃圾裝載至大容量轉(zhuǎn)運(yùn)車,遠(yuǎn)途運(yùn)輸至處理處置場(chǎng)。前1個(gè)階段需要對(duì)垃圾產(chǎn)生源分布情況、垃圾產(chǎn)生量及成分等進(jìn)行調(diào)查和預(yù)測(cè);后2個(gè)階段需要運(yùn)用最優(yōu)化技術(shù)對(duì)清運(yùn)線路和轉(zhuǎn)運(yùn)站垃圾分配運(yùn)輸進(jìn)行優(yōu)化。最后結(jié)果:需要構(gòu)建4個(gè)大型設(shè)備。問題重述與提出垃圾分類化收集與處理有利于減少垃圾的產(chǎn)生和環(huán)境保護(hù),同時(shí)也有利于資源回收與再利用的城市綠色工程。現(xiàn)今,發(fā)達(dá)國(guó)家普遍實(shí)現(xiàn)了垃圾分類化。在深圳市,為了促進(jìn)垃圾分類化進(jìn)程,需要建立大、小型設(shè)備。現(xiàn)對(duì)深圳市南山區(qū)分類化垃圾的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探究,以期達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效果。現(xiàn)已知大型廚余垃圾處理設(shè)備處理能力為200噸/日,投資額約為4500萬(wàn)元,運(yùn)行成本為150元/噸。小型餐廚垃圾處理機(jī),處理能力為200-300公斤/日,投資額約為28萬(wàn)元,運(yùn)行成本為200元/噸。櫥余垃圾處理后產(chǎn)物價(jià)格在1000-1500元/噸。南山區(qū)的垃圾清運(yùn)設(shè)備情況:拖頭(拖車):只拖十噸的大型廂,只用于從轉(zhuǎn)運(yùn)站到垃圾中心,每次只拖一個(gè)大型“廂”,平均噸公里耗油25L—30L柴油/百公里。收集車輛:只負(fù)責(zé)從小區(qū)的垃圾站到轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)輸。60輛2.5噸汽車,每車耗油20L—35L70#汽油/百公里。司機(jī)月薪平均3500元。南山區(qū)有38個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站,已知各轉(zhuǎn)運(yùn)站的具體位置、日垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量及大型廂廂數(shù)。問題一:在垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站規(guī)模和位置不變條件下,大、小型設(shè)備(櫥余垃圾)如何設(shè)計(jì),給出清運(yùn)路線的具體方案。問題二:在轉(zhuǎn)運(yùn)站允許重建設(shè)計(jì)條件下,設(shè)計(jì)大、小型設(shè)備(櫥余垃圾)又如何設(shè)計(jì),同時(shí)給出清運(yùn)方案。模型的基本假設(shè)和符號(hào)說明各個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站日轉(zhuǎn)運(yùn)量保持不變;每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站只有一名司機(jī);3.柴油、汽油價(jià)格保持不變。;4.從垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站到處理設(shè)備之間是直線路線;三.模型的建立這是一個(gè)求解最短路線問題,在散點(diǎn)圖劃分的各個(gè)區(qū)域中尋找一點(diǎn),使得路線最短。(一)城市生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)方法城市生活垃圾收運(yùn)模式的設(shè)計(jì)是在對(duì)生活垃圾產(chǎn)生量作正確預(yù)測(cè)的條件下進(jìn)行的,因?yàn)樵O(shè)計(jì)的收運(yùn)模式,不僅應(yīng)滿足當(dāng)前垃圾產(chǎn)生量的需求,而且應(yīng)該能夠應(yīng)對(duì)未來幾年的變化。目前,國(guó)內(nèi)外較為普遍使用的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法為單指數(shù)平滑法、線性回歸分析法、灰色系統(tǒng)模型分析法。1.單指數(shù)平滑法Yt+1=aXt+(1-a)Yt(1)式中:t為時(shí)間;a為指數(shù)平滑系數(shù),介于(0,1)之間Xt為t時(shí)垃圾產(chǎn)生量的實(shí)際觀測(cè)值;Yt為t時(shí)垃圾產(chǎn)生量的預(yù)測(cè)值;Yt+1為t+1時(shí)垃圾產(chǎn)生量的預(yù)測(cè)值。2.線形回歸分析法Y=a0+a1x1+a2x2+…+amxm(2)式中:Y為垃圾預(yù)測(cè)產(chǎn)生量;xi為影響垃圾產(chǎn)生的多個(gè)因素(i=1,2,…,m);ai為回歸系數(shù)(i=1,2,…,m)。影響垃圾產(chǎn)生的因素有很多,如人口數(shù)量、工資收入、消費(fèi)水平、生活習(xí)慣、燃料結(jié)構(gòu)等。對(duì)于眾多因素,可以采用變量聚類法,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。據(jù)介紹,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后多元回歸分析法中很多變量都屬“同解”,經(jīng)過變量與處理后,實(shí)際運(yùn)算時(shí),相當(dāng)于一元回歸的“人口模式”預(yù)測(cè)法。3.灰色系統(tǒng)模型分析法灰色系統(tǒng)模型(GM)包含模型的變量維數(shù)m和階數(shù)n,記作GM(n,m)。在生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)中普遍使用GM(1,1)模型。通過對(duì)原始的時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行累加處理后,數(shù)據(jù)便會(huì)出現(xiàn)明顯的指數(shù)規(guī)律,通過進(jìn)一步分析,可以進(jìn)行垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)。在實(shí)際應(yīng)用中,灰色系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)法會(huì)產(chǎn)生正誤差,而線形回歸分析方法預(yù)測(cè)結(jié)果偏小。因此可以結(jié)合兩種預(yù)測(cè)方法的特點(diǎn),運(yùn)用兩種種預(yù)測(cè)值的加權(quán)平均值作為垃圾產(chǎn)生量的推薦值。(二)轉(zhuǎn)運(yùn)優(yōu)化城市垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)的優(yōu)化屬于運(yùn)輸問題,主要是根據(jù)不同處置方式的處置量,以及各轉(zhuǎn)運(yùn)站至不同處置場(chǎng)所的運(yùn)輸路線及距離來確定各轉(zhuǎn)運(yùn)站向不同處置場(chǎng)所分配和運(yùn)輸垃圾的量。如設(shè)有m個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站A1、A2、…、Am,分別產(chǎn)生的垃圾量為a1、a2、…、am。另有垃圾處理處置點(diǎn)n個(gè),分別為B1、B2、…、Bn,可接收的處置量分別為b1、b2、…、bn。從Ai到Bj的運(yùn)輸距離(體現(xiàn)運(yùn)能的經(jīng)濟(jì)性)為cij,在產(chǎn)生量與處置量平衡的條件下,mi=1∑ai=nj=1∑bj,求最經(jīng)濟(jì)(運(yùn)輸距離最小)的調(diào)運(yùn)方案。數(shù)學(xué)模型:設(shè)從Ai到Bj的發(fā)運(yùn)量為xij,則Minmi=1∑nj=1∑cijxij。nj=1∑xij=ai,mi=1∑xij=bj,xij≥0,(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)。(三)垃圾處理站的選址重心法是一種簡(jiǎn)單便捷的單個(gè)設(shè)施選址方法,能幫助那些多個(gè)市場(chǎng)和供應(yīng)點(diǎn)和企業(yè)確定最小的設(shè)施地址。該方法試圖確定一個(gè)固定的設(shè)施(例如我們這里的大、小型設(shè)備櫥余垃圾處理站和垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站)的地址,運(yùn)用該技術(shù)可以在地理網(wǎng)絡(luò)上確定進(jìn)貨原料和出貨產(chǎn)品的最底成本中心。這一技術(shù)確定了移動(dòng)原材料和完工產(chǎn)品的底成本“重心”。“重心法”的基本數(shù)學(xué)模型公式:x0=(∑xiwi)/(∑wi)y0=(∑yiwi)/(∑wi)單設(shè)施選址模型有不同的名稱,如:精確重心法、網(wǎng)格法和重心法等,因?yàn)檫x址因素只包括運(yùn)輸費(fèi)率和該點(diǎn)的貨物運(yùn)輸量,所以此方法較為簡(jiǎn)單。我們以預(yù)計(jì)處理站位到達(dá)各個(gè)目的點(diǎn)位的成本最低為考察目標(biāo):即:MinTC=∑ViRidii遍歷所有目的地…(0)其中:TC——總運(yùn)輸成本;Vi——i點(diǎn)運(yùn)輸量;Ri——到i點(diǎn)的運(yùn)輸費(fèi)率;di——從待定倉(cāng)庫(kù)位置到i點(diǎn)的距離。在坐標(biāo)平面中設(shè)待定垃圾處理站的坐標(biāo)為(X0,Y0)∑ViRiXi/diX0=...(1)∑ViRi/di∑ViRiYi/diY0=…(2)∑ViRi/di其中di可以坐標(biāo)間公式di=SQR((X0-Xi)2+(Y0-Yi)2)…(3)該方法求解過程:1、確定各目的地點(diǎn)的坐標(biāo),同時(shí)確定各點(diǎn)貨物運(yùn)輸量和直線距離運(yùn)費(fèi);2、不考慮距離因素,用重心公式估算初始選址點(diǎn):∑ViRiXiX0=——————…(4)∑ViRi∑ViRiYiY0=——————…(5)∑ViRi3、根據(jù)公式(3),用步驟2得到的(X0,Y0)計(jì)算di;4、將di代入公式(1),(2),得到修正的(X0,Y0)坐標(biāo);5、根據(jù)修正的(X0,Y0)坐標(biāo),再重新計(jì)算di;6、重復(fù)步驟4和步驟5直至(X0,Y0)坐標(biāo)在連續(xù)迭代過程中都不再變化或變化在誤差范圍內(nèi);7、最后,如果需要,利用公式(0)計(jì)算最優(yōu)選址的總成本。(四)垃圾清運(yùn)路線優(yōu)化垃圾物流是一種具有“產(chǎn)生源高度分散、處置高度集中、產(chǎn)生量和品質(zhì)隨季節(jié)變化”特點(diǎn)的“倒物流”系統(tǒng),是從分散到集中的過程;而生活物質(zhì)供應(yīng)“正物流”是商品從集中到分散的過程。雖然2種物流在表現(xiàn)上有所區(qū)別,但也有本質(zhì)聯(lián)系。在環(huán)衛(wèi)作業(yè)中采用先進(jìn)的生活垃圾物流管理環(huán)境衛(wèi)生工程技術(shù),可以有效提高效率,降低成本。因此垃圾清運(yùn)車輛選擇、路線優(yōu)化可以參照物流配送系統(tǒng)對(duì)運(yùn)輸車輛的優(yōu)化調(diào)度。車輛調(diào)度問題一般定義為:對(duì)一系列發(fā)貨點(diǎn)/收貨點(diǎn),組織適當(dāng)?shù)男熊嚶肪€,使車輛有序地通過它們,在滿足一定的約束條件(如貨物需求量、發(fā)送量、交發(fā)貨時(shí)間、車輛容量限制、行駛里程限制、時(shí)空限制等)下,達(dá)到一定的目標(biāo)(如路程最短、費(fèi)用極小、時(shí)間盡量少、使用車輛盡量少等)。比照物流學(xué)中車輛調(diào)度問題,建立垃圾清運(yùn)的基本模型。用0標(biāo)志垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站;設(shè)有n個(gè)清運(yùn)點(diǎn),分別用標(biāo)志1,2,…,n;完成清運(yùn)任務(wù)需要的車輛數(shù)為m,每個(gè)車輛的載質(zhì)量為c;每個(gè)清運(yùn)點(diǎn)的垃圾產(chǎn)生量為gi(i=1,2,…,n);轉(zhuǎn)運(yùn)站和各清運(yùn)點(diǎn)中任意兩點(diǎn)之間的運(yùn)距用dij(i=0,1,2,…,n;j=0,1,2,…,n)表示;第k輛車的行車路線稱為第k條子路徑,其包含清運(yùn)點(diǎn)的數(shù)目為nk,Pk表示第k條子路徑中nk個(gè)清運(yùn)點(diǎn)組成的集合,其中的元素Pki(i=1,2,…,nk)代表第k條子路徑中順序?yàn)閕的清運(yùn)點(diǎn);Pk0、Pknk+1均表示轉(zhuǎn)運(yùn)站,即Pk0=Pknk+1=0。Minz=mk=1∑ni+1i=1∑dPki-1Pki,1≤nk≤n,k=1,2,…,m;(3)mk=1∑nk=n;(4)nki=1∑gPk≤c,Pk={Pki|i=1,2,…nk},k=1,2,…,m;(5)Pk1∩Pk2=Φ;k1≠k2k1=1,2,…,m;k2=1,2,…,m。(6)經(jīng)證明:一般車輛優(yōu)化調(diào)度問題屬于組合優(yōu)化領(lǐng)域的NP-hard問題,通常采用啟發(fā)式算法進(jìn)行求解。例如EugêniodeOliveiraSimonetto等綜合運(yùn)用啟發(fā)式算法、拍賣算法和動(dòng)態(tài)懲罰法求解了巴西的阿雷格里港24輛清運(yùn)車的調(diào)度問題。該問題中包含1個(gè)車庫(kù),在清運(yùn)該市60t垃圾的同時(shí),滿足8個(gè)垃圾分選場(chǎng)的最小需求〔5〕。AndrzejJaszkiewicz等用保距重組算子的遺傳局部搜索算法解決了1個(gè)固體廢物管理公司清運(yùn)30000個(gè)垃圾容器的車輛運(yùn)輸問題。該問題包含1個(gè)車庫(kù),2個(gè)垃圾填埋場(chǎng)〔6〕。該優(yōu)化問題不僅要總路線最短,而且要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會(huì)三方共贏。宋薇等提出可將環(huán)境與社會(huì)因素的信息加至優(yōu)化模型中,即對(duì)實(shí)際路線長(zhǎng)度進(jìn)行加權(quán)改造。得到綜合路線長(zhǎng)度公式為〔7〕:C=α1α2α3Cs。(7)式中:C為綜合路線長(zhǎng)度,km;Cs為實(shí)際路線長(zhǎng)度,km;α1為噪聲影響權(quán)重;α2為大氣影響權(quán)重;α3為交通狀況權(quán)重。四.轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)置設(shè)置垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站可以更有效地利用人力和物力,充分發(fā)揮垃圾清運(yùn)車的效益,保證載質(zhì)量較大的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車經(jīng)濟(jì)而有效地進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸,從而降低垃圾收運(yùn)的總費(fèi)用。所以,一般來說,當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)距離超過一定臨界值時(shí),需要設(shè)置轉(zhuǎn)運(yùn)站。目前,多目標(biāo)評(píng)價(jià)模型、整數(shù)規(guī)劃模型被廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)運(yùn)站的選擇決策中。模型的求解(一)問題(1)的求解我們通過網(wǎng)站()得到深圳市南山區(qū)的現(xiàn)有垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站規(guī)模與位置.再通過百度地圖把垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站位置標(biāo)上,并建立一個(gè)坐標(biāo)系,得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)如下表:序號(hào)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站名稱位置廂數(shù)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量(噸\日)X(公里)Y(公里)1九街站深南大道南頭中學(xué)旁1201.96.72玉泉站玉泉路寶龍路口2253.673動(dòng)物園站西麗湖路旁2206.612.14平山村站南山區(qū)平山村內(nèi)1256.411.15牛城村站南山區(qū)牛成村內(nèi)15314.56科技園站科苑南路與濱海大道交匯處西側(cè)22054.37同樂村站同樂村內(nèi)252.59.38松坪山(二)站高新北區(qū)朗山一路綠地內(nèi)2104.18.29大新小學(xué)站南頭街大新小學(xué)旁1302610南山村站東濱路與前海路交匯處2251.33.411陽(yáng)光(白芒關(guān)外)站南山區(qū)白芒關(guān)外110416.312月亮灣大道站西部綠化長(zhǎng)廊北端4401.2713光前站龍珠三路光前村旁1206.99.114北頭站前海路北頭村旁1151.94.315涌下村站桃園路涌下村內(nèi)12025.316白石洲南站白石洲路與石洲中路交叉東南角1307.25.317前海公園站南山區(qū)前海公園內(nèi)1161.46.818深圳大學(xué)站校園內(nèi)2154.55.719官龍村站南山區(qū)官龍村內(nèi)1155.211.520松坪山站南山區(qū)松坪山第五工業(yè)區(qū)內(nèi)2255.18.221南光站南山區(qū)南光村內(nèi)1153422南園站南山區(qū)南園村內(nèi)1152.14.223望海路站望海路避風(fēng)塘對(duì)面1303.7024花果路站花果路蛇口小學(xué)旁2303.50.625福光站南山區(qū)福光村內(nèi)1109.912.626新圍村站沙河西路新圍村旁1205.711.227大沖站深南大道大沖村旁2355.96.528沙河市場(chǎng)站南山區(qū)沙河市場(chǎng)旁1307.46.929龍井龍珠五路龍井村旁1158.18.830南山市場(chǎng)南新路南山市場(chǎng)旁1252.34.731麻勘站南山區(qū)麻勘村內(nèi)1105.516.732白芒站南山區(qū)白芒村內(nèi)184.415.133大石磡站南山區(qū)大磡村內(nèi)2307.915.334長(zhǎng)源村站南山區(qū)長(zhǎng)源村內(nèi)1511.412.735華僑城站僑城東路西側(cè)2704.26.436疏港小區(qū)站興海大道旁34000.337西麗路站西麗監(jiān)督隊(duì)樓下1155.39.738塘朗站塘朗工業(yè)區(qū)內(nèi)2101012.2合計(jì)63804我們通過分析南山區(qū)的櫥余垃圾每天的噸數(shù)在800噸左右,而一個(gè)大的櫥余垃圾處理站處理的能力為200噸/日,、一個(gè)小的櫥余垃圾處理站處理的能力為250公斤/日.我們把南山區(qū)分成四個(gè)片區(qū)(ABCD區(qū)),每個(gè)區(qū)內(nèi)都應(yīng)該建一個(gè)大的櫥余垃圾處理站,小的櫥余垃圾處理的個(gè)數(shù)因處理的能力情況而定.大的櫥余垃圾處理站個(gè)數(shù)定了后,我們通過自己寫的”重心法選址的程序”得到建立這四個(gè)櫥余垃圾處理站地理坐標(biāo).分被是A區(qū)(2.102.15)B區(qū)(2.452.15)C區(qū)(5.257.6)D區(qū)(7.3611.29).在通過為了得到在每個(gè)片區(qū)內(nèi)的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站到垃圾處理站的路程(兩點(diǎn)間的直線距離),我們通過自己的程序得到了下面的數(shù)據(jù):A區(qū)(P39)P3610242321221430D2.81.482.082.682.052.052.162.56B區(qū)(P40)P15911217278355D1.610.960.571.261.051.162.452.131.817.67C區(qū)(P41)P3518620273719161132D1.592.043.310.621.228.797.55D區(qū)(P42)P34282913263325383431D1.1114.364.052.862.794.285.72P表示每個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的名稱,D表示每個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站到處理站的路程(公里)我們把16兩拖車均分到四個(gè)區(qū)類,再通過垃圾清運(yùn)路線優(yōu)化法.大該的算出運(yùn)輸所需費(fèi)為每天200公里的柴油費(fèi)。該項(xiàng)目的前期投資為4座大的櫥余垃圾處理站,大約60座小的櫥余垃圾處理站。一共投資18000萬(wàn)左右。該地區(qū)每天可處理800噸左右的櫥余垃圾,處理站每天的盡利潤(rùn)約為68萬(wàn)——108萬(wàn)。.2.問題(2)的求解我們小組通過南山區(qū)居民區(qū)數(shù)據(jù)表和南山區(qū)地圖分析,把南山區(qū)分成三個(gè)板塊。如下圖:我們根據(jù)第一個(gè)問題,可以得出南山區(qū)只需要4個(gè)大的櫥余垃圾處理站。因?yàn)椴煌鍓K的人口比例和城市化不同,我們決定把2座大的櫥余垃圾處理站修建在2板塊中,1板塊和3板塊個(gè)修一座大的櫥余垃圾處理站。對(duì)于轉(zhuǎn)運(yùn)站重新設(shè)計(jì),我們小組利用問題(1)的重心法選址法來重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)運(yùn)站的位置。大約40000人一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站,一共要建立30—40個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站。轉(zhuǎn)運(yùn)站的確定后,再通過垃圾處理站的選址和垃圾清運(yùn)路線優(yōu)化的具體方案,以期達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效果。模型的優(yōu)缺點(diǎn)分析然而,該問題在站點(diǎn)眾多,運(yùn)輸半徑較大的前提下,缺點(diǎn)就會(huì)顯得尤為突出。首先是運(yùn)輸車載重的不足,當(dāng)運(yùn)輸車的載重不能滿足其中任一點(diǎn)的垃圾量時(shí),模型就可能不能適用了,該模型優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn),精度特別是后兩個(gè)模型的精度不是很高.前兩問只要進(jìn)行窮舉就能得出最優(yōu)解。但是在實(shí)際中還是要考慮實(shí)際路線的六.模型的推廣和應(yīng)用該模型適合多分支結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分布,比如同城市物流網(wǎng)點(diǎn)分布、總子公司分布、通信領(lǐng)域的網(wǎng)點(diǎn)分布等都具有較好的效果。七.參考文獻(xiàn)[1]趙靜但琦數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)(第2版)高等教育出版社2003.6[2]徐士良葛兵計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)(第二版)清華大學(xué)出版社2007.7[3]鄭莉董淵張瑞豐C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)(第3版)清華大學(xué)出版社2003.12[4]深圳市南山區(qū)地圖2011.5.8[5]浙江師范大學(xué)“同夢(mèng)杯”第八屆數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽B題八.附錄附錄一:求距離源碼#include<iostream.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>voidmain(){intn;float*X,*Y,a,b; double*D;cout<<"請(qǐng)輸入垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的個(gè)數(shù):";cin>>n;X=newfloat[n];Y=newfloat[n];D=newdouble[n];cout<<"請(qǐng)輸入各垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的橫坐標(biāo):";for(inti=0;i<n;i++)cin>>X[i];cout<<"請(qǐng)輸入各垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的縱坐標(biāo):";for(i=0;i<n;i++)cin>>Y[i];cout<<"請(qǐng)輸廚余垃圾處理站的橫坐標(biāo):";cin>>a;cout<<"請(qǐng)輸廚余垃圾處理站的縱坐標(biāo):";cin>>b;for(i=0;i<n;i++){D[i]=sqrt((X[i]-a)*(X[i]-a)+(Y[i]-b)*(Y[i]-b));cout<<"各垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站到廚余垃圾處理站的距離為"<<D[i]<<endl;}}附錄二:重心法源碼#include<iostream.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>voidmain(){intn;float*X,*Y,*V;cout<<"請(qǐng)輸入垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的個(gè)數(shù):";cin>>n;X=newfloat[n];Y=newfloat[n];V=newfloat[n];R=newfloat[n];cout<<"請(qǐng)輸入各垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的橫坐標(biāo):";for(inti=0;i<n;i++)cin>>X[i];cout<<"請(qǐng)輸入各垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的縱坐標(biāo):";for(i=0;i<n;i++)cin>>Y[i];cout<<"請(qǐng)輸入垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量(噸/日):";for(i=0;i<n;i++)cin>>V[i];floatsumx=0.0,sumy=0.0,sumqr=0.0;floatavex,avey;for(i=0;i<n;i++){sumx+=V[i]*X[i];sumy+=V[i]*Y[i];sumqr+=V[i];}avex=sumx/sumqr;avey=sumy/sumqr;cout<<"廚余垃圾處理站為:"<<"X="<<avex<<''<<"Y="<<avey<<endl;}附錄三:坐標(biāo)程序源碼clearx=[1.93.66.66.4352.54.121.341.26.91.927.21.44.55.25.132.13.73.59.95.75.97.48.12.35.54.47.911.44.205.310];y=[6.7712.111.114.54.39.38.263.416.379.14.35.35.36.85.711.58.244.200.612.611.26.56.98.84.716.715.115.312.76.40.39.712.2];i=1:38;];t=[1.501.500.751.200.851.301.202.301.401.801.102.701.801.800.601.500.801.500.901.401.201.801.401.601.901.002.001.002.101.201.901.301.601.201.502.301.700.00];i=1:38;a=1:38;plot(x,y,'*r')forii=1:38k=int2str(ii);k=strcat('P',k);text(x(ii),y(ii),k);endw=[i;x;y;t;a];w(5,:)=0;jg=zeros(11,11);fori=1:20sum=0;j1=1;s=0;m=38;i3=38;forj=1:37if(w(2,j)+w(3,j)>s&w(5,j)==0)s=w(2,j)+w(3,j);jg(i,j1)=w(1,j);sum=w(4,j);m=j;elsecontinue;endendw(5,m)=1;j1=j1+1;while

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