垃圾回收物流仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1．垃圾回收物流系統(tǒng)介紹
城市某一區(qū)域，共有7個(gè)居民小區(qū)，每個(gè)小區(qū)有一個(gè)固定垃圾投放處，兩個(gè)垃圾箱分別投放完全廢棄垃圾和可回收利用垃圾；每天有專門公司（垃圾處理公司）派運(yùn)輸車收集垃圾，將垃圾從居民區(qū)運(yùn)送之中轉(zhuǎn)站，再由中轉(zhuǎn)站運(yùn)至目的地—垃圾處理中心。
仿真程序研究如何設(shè)計(jì)物流系統(tǒng)，能夠使收集系統(tǒng)在滿足時(shí)間約束、載重約束的條件下，使垃圾處理公司的物流總成本最低。系統(tǒng)配置的項(xiàng)目主要有車輛載重量、隨車工作人員數(shù)、客戶滿意度。
2．?dāng)?shù)據(jù)信息
仿真系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)信息如下：
（1） 地理及需求信息
各個(gè)收集點(diǎn)所有的人口數(shù)、距離垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站、公司停車場(chǎng)的距離信息如表一所示。
各收集點(diǎn)之間以及停車場(chǎng)和轉(zhuǎn)運(yùn)站之間的距離信息如表二所示。
表一 收集點(diǎn)信息
收集點(diǎn)
名稱 收集點(diǎn)居民數(shù)people(i)(千人) 距離停車場(chǎng)距離distance(ip)（km） 距離垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站距離distance(it)(km)
Dump001 1.5 6 16
Dump002 1.45 16 27
Dump003 1.65 26 24
Dump004 1.85 38 36
Dump005 1.4 28 26
Dump006 2.05 16 14
Dump007 1.6 10 8

表二 點(diǎn)間距離
路徑起點(diǎn) 路徑終點(diǎn) 距離（km） 符號(hào)
Tran_station Corp park 11 Distance(pt)
Dump001 Dump002 10 Distance(12)
Dump002 Dump003 10 Distance(23)
Dump003 Dump004 12 Distance(34)
Dump004 Dump005 10 Distance(45)
Dump005 Dump006 12 Distance(56)
Dump006 Dump007 6 Distance(67)

（2）與收集車輛有關(guān)的信息
① 固定成本[price(i)]：收集車輛的購(gòu)買費(fèi)用；
② 可變成本[cost(i)]：車輛的行駛費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用和雇員工資；
③ 行駛速度：分為空車行駛速度[unloadspeed(i)]和載重行駛速度[loadspeed(i)]；
④ 收集時(shí)間[loadtime(i)]：在垃圾收集點(diǎn)收集垃圾所需的時(shí)間
⑤ 卸載時(shí)間[unloadtime(i)]：在轉(zhuǎn)運(yùn)站卸載垃圾所需的時(shí)間
具體信息如表三所示：


表三 收集車輛信息
車輛
名稱 載重
t 固定成本
萬元 可變成本
元/km 載重速度
km/h 空載速度
km/h 人員
人 人員工資
元/天.人 收集時(shí)間
min 卸載時(shí)間
min
車1 X1 2+ X1 X1 60 72 P1 60 3+y*6/ P1 3+ X1*6/ P1
車2 X2 2+1.2* X2 X2 60 72 P2 60 2+y*8/ P2 2+ X2*6/ P2
說明：
車1用來收集不可回收垃圾；車2用來收集可回收利用垃圾；
X1，X2為現(xiàn)有兩種車的噸位數(shù)，X1取值：3，4或5噸；X2取值：1.5；2；2.5；
y為每次收集的垃圾量，單位--噸；
P1，P2為兩種車可配備的隨車工作人員數(shù)（可以是1，2，3）。
（3）與垃圾相關(guān)的信息
① 人均垃圾量：平均每人每天產(chǎn)生的垃圾數(shù)量
② 垃圾比例：各種垃圾成分所占比例
假設(shè)人均垃圾量服從均值為1.2kg/天的埃爾郎分布，垃圾成分分為兩類：一類為可重復(fù)利用資源，一類為無用需銷毀垃圾，兩者比例為1：2。
（4） 收集垃圾的成本函數(shù)
現(xiàn)在假設(shè)仿真一年365天的垃圾回收工作，決定兩種型號(hào)的車配置何種噸位以及隨車工作人員數(shù)，垃圾回收物流成本（Total Logistic Cost，TLC）最低。
TLC=車1成本＋車2成本
車I所耗成本=I的固定成本+I的可變成本+I的服務(wù)時(shí)間成本+I的人員成本
即：
TLC=CC1+CC2
CC[i]=X[i]+V[i]+S[i]+P[i]*365*60
S[i]=(runtime[i]-240)*m
S[i]為垃圾回收的服務(wù)時(shí)間成本，m為收集時(shí)間對(duì)服務(wù)時(shí)間成本的懲罰因子。垃圾回收公司在十二點(diǎn)之前收集完畢，社會(huì)效應(yīng)好，給予獎(jiǎng)勵(lì)；在十二點(diǎn)后完成，社會(huì)滿意度低，影響公司信譽(yù)，成本增加。
runtime[i]為垃圾車將垃圾全部回收完成的最終時(shí)間，也即垃圾車每天的運(yùn)行時(shí)間；
3．系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)
此垃圾回收物流系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)分為四個(gè)字模塊：垃圾產(chǎn)生模塊、叫車模塊、收集模塊、收工模塊、數(shù)據(jù)處理模塊。
（1）垃圾產(chǎn)生模塊 每天收集工作開始時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)小區(qū)的人數(shù)、人均垃圾量、兩種垃圾量的比例，通過愛爾朗隨機(jī)分布函數(shù)，隨機(jī)產(chǎn)生各個(gè)小區(qū)的兩種垃圾數(shù)量，分別存放入各個(gè)小區(qū)的兩個(gè)垃圾箱內(nèi)。
（2）叫車模塊 在垃圾存放入各個(gè)小區(qū)的兩個(gè)垃圾箱過程中，根據(jù)每種垃圾的總量以及每種垃圾車的載重量，生成叫車的次數(shù)。
（3）收集模塊 叫車次數(shù)確定之后，車輛根據(jù)需求，沿著最短路徑依次收集垃圾。在收集過程中，在一個(gè)垃圾點(diǎn)，如果垃圾車收集滿了或當(dāng)天的收集工作全部完成，車輛駛向垃圾中轉(zhuǎn)站，進(jìn)行卸載操作；如果垃圾車未滿，則駛向下一最近垃圾收集點(diǎn)繼續(xù)收集。
（4）收工模塊 當(dāng)天的收集工作全部完成之后，車輛駛向公司停車場(chǎng)，當(dāng)天收集工作完畢。
（5）數(shù)據(jù)處理模塊 每天車輛…………

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