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基于GIS技术的城市生活垃圾物流管理优化研究

基于GIS技术的城市生活垃圾物流管理优化研究

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作者：刘炳凯上海交通大学

学位级别：硕士

城市生活环境面临着因城市人口急剧膨胀、生活不断丰富引起的城市生活垃圾剧增的严重挑战。垃圾长时间驻留垃圾贮存设施,造成垃圾二次污染的隐患。城市生活垃圾快速有效地处理成为现代城市生活垃圾业的迫切要求。而另一方面,处理成本在... 详细信息

城市生活环境面临着因城市人口急剧膨胀、生活不断丰富引起的城市生活垃圾剧增的严重挑战。垃圾长时间驻留垃圾贮存设施,造成垃圾二次污染的隐患。城市生活垃圾快速有效地处理成为现代城市生活垃圾业的迫切要求。而另一方面,处理成本在一定程度上制约垃圾及时处理。处理成本主要由垃圾的消纳成本和运输成本组成,消纳成本通常通过技术的革新和进步来降低,短时间内不会有太大改变。相较而言,运输成本的降低空间很大,通过对垃圾运输的有效管理和科学规划可在短时间内实现。本文从物流的角度出发,分析城市生活垃圾生产、运贮、收运、转运和消纳等整个过程的物流特征并建立整个物流过程的信息模型,包括与物流密切相关的地理数据模型和各类生活垃圾实体信息模型。信息模型的建立采用面向对象的信息建模方法。地理信息系统是信息模型析取数据的技术平台,其强大的大数据量处理能力和快速可视化技术提供城市生活垃圾物流所需要的基础地理数据并直观展现垃圾的物流过程。为适应城市生活垃圾处理业的特定数据需求,本文改进地理信息的数据组织形式,以满足基础地理数据的方便处理和快速提供垃圾物流优化的基础地理数据。依据所建立的信息模型,为实现混装垃圾资源回收利用最大化,针对具有物流较大可优化空间的收运过程,构建采用分堆策略具有资源含量区分的垃圾收运数学模型,建立遗传模拟退火算法求解优化数学模型,得到较为理想的结果。最后,开发一套城市生活垃圾物流管理优化系统。该系统提供友好的人机交互界面,使得管理者方便直接地管理垃圾相关设施和监控垃圾运输过程,并应用所建立的模型和算法分析处理浦东某区域垃圾产生数据和垃圾收运状况,得到该区域内所选择收运车辆的优化垃圾配置和优化运输路线。地理信息系统和物流优化方法引入城市生活垃圾处理,给其带来新的生机和技术活力,使得从一个新的角度考量垃圾处理的收运过程得到新的概念和方法。针对城市生活垃圾专有特性所给出的模型和方法给予垃圾收运过程新的技术和手段。基于地理信息系统的全垃圾处理流程的优化,仍然需要进一步的研究和实践检验。

关键词：城市生活垃圾管理地理信息系统垃圾物流优化遗传模拟退火算法资源回收

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