固废课程设计--某生活区垃圾收集路线的设计.doc

固体废物处理与处置课程设计

设计课题：某生活区垃圾收集路线的设计
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目录

前言 3
某生活区垃圾收集路线的设计任务书 5
第一节 移动容器收集操作法的路线设计 7
一 根据设计任务书提供的资料进行分析、列表
二 通过反复试算设计均衡的集路线
三 确定从B点至处置场的最远距离
第二节 固定容器收集操作法的路线设计 10
一 每日垃圾收集安排
二 收集路线
三 从B点到处置场的往返距离和最远距离的计算
第三节 确定固定容器收集操作收集车的容积 12
第四节 每天的收集路线走向图 13
第五节 结论和建议 15
第六节 关于本次设计的一些想法 16

前言

固体废物的收集与运输是连接废物产生源和处理处置系统的重要中间环节，在固体废物管理和处理工程中占有非常重要的地位。
城市生活垃圾除包括居民生活垃圾之外，还包括为城市居民生活服务的商业垃圾、建筑垃圾、园林垃圾等，这些垃圾的收集大都分别由某一个部门专门作为经常性工作加以管理。据统计，垃圾的收运费用占整个垃圾处理系统费用的60%~80%，因此必须科学地制定合理的收运计划并提高收运效率。
城市垃圾的收集与清运是城市垃圾收运管理系统中的重要步骤，也是其中操作最为复杂、人力物力需求最多的阶段。这一阶段主要包括对城市各处垃圾源的垃圾进行及时收集、集中储存管理以及使用专用车辆装运到垃圾处理站的过程。该管理过程效率的高低，主要取决于垃圾清运方式、收集路线设定、收集清运车数量及机械化装卸程度和垃圾类型、特性以及数量等各种因素。
在城市垃圾收集操作方法、收集车辆类型、收集劳力、收集次数和作业时间等确定以后，就应该着手设计垃圾的收运路线，以便有效地使用车辆和劳力，提高工作效率。合理的收运路线在一定程度上可以非常有效地提高城市垃圾收运水平。
城市生活垃圾收集运输路线设计的理想目标是垃圾运输成本最低，即荷载运输路线最短和运输过程中对周围环境影响最小，但在实际运行中两者不可能同时满足。因此综合考虑荷载运输路线距离及各路段的居民环境要求，对荷载运输路线距离和运输过程中对周围环境影响分别赋予权重，并考虑区域环境目标要求不同，给垃圾运输对各区域的环境影响赋予权重，建立目标函数，通过比较各路线的目标函数值，获得垃圾收集最佳路线。
收集路线的设计需要经过设计、试运行、修正、确定等步骤才能逐步完成，并且只有经过一段时间的运行时间后，才能确定下来。由于各个城市的实际情况各不相同，即使在同一个城市，垃圾的分布、种类、数量等也随着城市的发展，不断完善，以满足垃圾收运工作的实际需要和变化。
本设计采用固定容器收集操作法设计清运路线。垃圾车到各容器集装点装载垃圾，容器倒空后固定在原地不动，车装满后运往转运站或处理处置场。固定容器收集法的一次行程中，装车时间是关键因素。装车又分为机械操作和人工操作之分，本设计采用人工操作。

某生活区垃圾收集线路的设计任务书
一、课程设计的题目
某生活区垃圾收集线路的设计
二、设计原始资料
下图是为某生活区设计的移动容器收运系统和固定容器收运系统。总共有28个收集点和32个容器。 已知条件如下：
1、两种收集操作方法均在每日8小时中完成收集任务；
2、一周两次收集频率的容器必须在周三和周五收集；
3、一周三次收集频率的容器必须在周一、周三和周五收集；
4、容器可以在它们放置的十字路口的任意一边装载；
5、每天都要在车库开始和结束任务；
6、对移动容器收运系统来说，收集应该在周一到周五；
7、移动容器收集操作法按交换模式进行；
8、对固定容器收运系统来说，收集应该是每周四天（周一、周二、周三和周五），每天一趟；
9、容器的平均填充系数为0.8，固定容器收集操作的收集车采用压缩比为2的后装式压缩车；
10、移动容器收集操作作业数据：容器集装和放回时间为0.025h/次；卸车时间为0.04h/次；
11、固定容器收集操作作业数据：容器卸空时间为0.04h/个；卸车时间为0.10h/次；
12、容器间估算行驶时间常数为a=0.05h/次，b=0.05h/km；
13、确定两种收集操作的运输时间、使用运输时间常数为a=0.06h/次，b=0.025h/km；
14、两种收集操作的非收集时间系数均为0.15。
三、设计要求
1、编写设计说明书（包括封面、前言、正文、结论和建议、参考文献等部分）；
2、确定处置场距B点的最远距离；
3、计算固定容器收集操作收集车的容积；
4、确定最佳的收集路线，并将其画在主图上。

第一节 移动容器收集操作法的路线设计
一、 根据设计任务书提供的资料进行分析、列表。
收集区域共有集装点28个，容器32个。其中收集次数3次的有、两个集装点，每周共收集3*2=6次行程，时间要求在星期一、三、五 三天；收集次数每周2次的有、、三个集装点，每周共收集2*3=6次行程，时间要求在星期三、五两天；其余①、②③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、、、、、、、、、、、、、、、二十三个集装点为每周一次，每周共收集1*23=23次行程，时间在星期一至星期五
每天。合理的安排是使每周的各个工作日收集的集装点数大致相等以及每天的行
驶距离相当。如果集装点增多或行驶距离较远，则该日的收集将花费较多时间并且将限制确定处置场的最远距离。
三种收集次数的集装点，每周共需6+6+23=35次，因此，平均每天安排收集7次，分配办法列于下表
容器收集安排
收集次数
（次/周）
集装点数
（/次）
行程数
（/周）
每天倒空的容器数
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
1
23
23
5
7
2
7
2
2
3
6

3

3
3
2
6
2

2

2
共计
28
35
7
7
7
7
7
表1
二、 通过反复试算设计均衡的收集路线。
在满足表1的所示的次数要求下，找到一种路线方案，使每天的距离大致相等，即A点到B点间的行驶距离大约为82千米。每周收集线路设计和距离计算结果在表2
A与B之间的平均行驶距离为（82*3+81*2）/5=81.6 ，则取82千米
集装点
收集路线
距离
集装点
收集路线
距离
集装点
收集路线
距离
星期一
星期二
星期三
1
A至1
6
7
A至7
1
2,3
A至2,3
6
1至B
11
7至B
4
2,3至A
9
4
B至4至B
16
9
B至9至B
20
10
B至10至B
16
5
B至5至B
14
11
B至11至B
16
8
B至12至B
9
12
B至12至B
8
17
B至17至B
12
20
B至20至B
10
19
B至19至B
6
27
B至27至B
10
26
B至26至B
6
26
B至26至B
12
21、22
B至21,22至B
6
25
B至25至B
12
30
B至30至B
4
31
B至31至B
3
28,29
B至28,29至B
8

B至A
5

B至A
5

B至A
5
共计

82

81

81
集装点
收集路线
距离
集装点
收集路线
距离
星期四
星期五
8
A至8
7
13
A至13
2
8至B
10
13至B
5
6
B至6至B
12
24
B至24至B
16
14
B至14至B
16
10
B至10至B
16
18
B至18至B
6
20
B至20至B
10
23
B至23至B
12
28,29
B至28,29至B
8
32
B至32至B
2
12
B至12至B
4
15,16
B至15,16至B
12
26
B至26至B
12

B至A
5

B至A
5
共计

82

82
表2 ：移动容器收集操作的收集路线

三、 确定从B点至处置场据的最远距离
1. 求出每行程的集装时间：因为使用交换容器收集操作法，故每次行程的时间不包括容器间行驶时间，即：
= = 0.025+0.025 = 0.05 h/次
2. 利用固体废物与处置课程中的有关公式求往返运距：

即 ：

解方程得x=32.86千米
3.最后确定从B点至处置长距离：因为运距X包括收集路线距离，将其扣除后除以往返双程，便可确定从B点至处置场的最远单程距离：

第二节 固定容器收集操作法的路线设计

一、 叠加所有的垃圾量可以求得每天需要收集的垃圾量 列于表3
表3 每日垃圾收集安排
收集次数
/(次·周）
垃圾量
/m³
每日收集的垃圾量/m³
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
1
1×210
66
92
26
0
26
2
2×40
0
0
40
0
40
3
3×26
26
0
26
0
26
共计
368
92
92
92
0
92

二、 固定容器收集路线
根据所收集的垃圾量，经过反复试算制定均衡的收集路线，每日收集路线列于表4，A点和B点间的每日行驶距离列于表5

星期一
星期二
星期三
星期五
集装次序
垃圾量
/m³
集装次序
垃圾量
/m³
集装次序
垃圾量
/m³
集装次序
垃圾量
/m³
12
12
13
5
12
12
19
6
5
9
18
8
10
12
12
12
4
8
11
13
14
12
6
8
1
8
7
7
20
14
10
12
15
6
2、3
12
25
4
16
6
27
15
8
10
26
14
20
14
26
14
9
9
28、29
14
26
14
31
6
24
15
30
5
28、29
14
21、22
14
17
13
32
5
23
6
总计
92
总计
92
总计
92
总计
92
表4 固定容器收集操作法收集路线
由任务书中的标尺量得14mm代表1000 m的距离，根据一周四天的行程路线分别计算可以得出：
周一：实际长为376mm，那么对应的路线长为27；
周二：实际长为332mm，那么对应的路线长为24；
周三：实际长为296mm，那么对应的路线长为21；
周五：实际长为347mm，那么对应的路线长为25.

根据以上得到的数据列下表5
表5 A点和B点间的每日行驶距离
星期
一
二
三
五
行驶距离
27
24
21
25

三、从B点到处置场的往返距离和最远距离的计算
（1）、从表4可以得知，每天行程收集的容器个数为10个，容器间的平均行驶距离为

每次行程的集装时间：

=10×（0.04+0.05+0.05×2.43）

=2.11 h/次
（2）、从B点到处置场的往返清运距离：

即
解方程得：x = 181.2km

(3) 、确定从B点到处置场的最远距离：

第三节 确定固定容器收集操作收集车的容积
一、确定每一集装点收集的垃圾平均量，

二、用下式估算收集车的容积（）：

=9，r=2

第四节 每天的收集路线走向图
周一的收集路线如下表：

周二的收集路线如下表：

周三的收集路线如下表：

周五的收集路线如下表：

第五节 结论与建议

我们在计算生活垃圾最佳收集运输路线时，因为研究点至垃圾填埋场所经路线仅有两条，所以计算时用了穷举法。如果所经路线比较多时，可利用动态规划结合建立的目标函数设计城市生活垃圾最佳收集运输路线。此外，在收集运输城市生活垃圾时，可以利用反馈系统，实现收集运输车辆和收集路线的动态分配，减少车辆资源的浪费，这对于将来城市生活垃圾的收季运输是非常重要的。
该设计方案是每天按固定路线固定时间收运，这是目前采用最多的收集方案。环卫人员每天按照预设固定路线进行收集。该法具有收集时间固定、路线长短可根据人员和设备进行调整的特点。但也存在一些不足，主要是人力设备使用利用率较低，在人力和设备出现故障时会影响收集工作的正常运行，而且当线路垃圾产生量发生变化时，不能及时调整收集路线。
城市生活垃圾收运系统是生活垃圾管理的重要组成部分，收运费用占垃圾处理处里费用的40%-50%，为降低收运系统成本，减少环境污染与社会影响，需对垃圾车的收运路线进行合理优化。并建议今后凡新建生活垃圾收运设施，均应采用密闭、环保、高效的压缩式垃圾运输车和压缩式垃圾转运站。意见同时提出，各城市可结合本地区垃圾的特性和处理方式来选择垃圾分类方法。例如，采用焚烧处理技术处理垃圾的区域，宜按可回收物、可燃垃圾、有害垃圾、大件垃圾和其他垃圾进行分类。采用卫生填埋处理技术处理垃圾的区域，宜按可回收物、有害垃圾、大件垃圾和其他垃圾进行分类。采用堆肥处理技术处理垃圾的区域，宜按可回收物、可堆肥垃圾、有害垃圾、大件垃圾和其他垃圾进行分类。

第六节 关于此次课程设计的一些个人想法

通过这次课程设计让我们对这样一类问题有了更深刻的理解，自己动手操作，解决了一些实际问题，也让我对一门课有了更直观的认识。就线路问题大家展开了激烈的讨论与探究，最终得出了结果。
在设计的过程中，我想到了，为什么不把两种方法有机的结合起来呢？设计出一个更合理更经济更实用的方案来。加深对两种方法的运用，进一步探索。当然，在设计新的方案的同时，要考虑合理运送系统与垃圾处理之间的协调，包括工艺上的以及各种现实因素的协调。然后还不要忘记考虑，在运送过程中的污染问题，如粉尘污染 噪声污染等等。
只有对此更加关注，我们才能更好的生活在一个没有污染的世界里。

参考文献
1，宁平主编，固体废物处理与处置，2007
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