化学工业出版社编辑宋薇

化学工业出版社编辑宋薇

这今年数学建模的题吗，孩子，自己想吧，我也不会啊，都想一天了。。。。
浅析城市生活垃圾收运系统中的数学模型
仝欢欢，孙旭，赵由才
（同济大学环境科学与工程学院，上海200092）
摘要：简述了城市生活垃圾产生量的3 种预测方法，即单指数平滑法、线形回归分析法、灰色系统模型分析
法，并参照物流配送系统对运输车辆的优化调度，建立了垃圾收运的优化模型。
关键词：生活垃圾； 收运系统； 系统模型
中图分类号：X32 文献标识码：A 文章编号：1005－8206 （2009） 04－0043－03
Preliminary Analysis of Mathematical Models Applied to MSW Collection And Transportation System
Tong Huanhuan, Sun Xu, Zhao Youcai
（Department of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092）
Abstract：Three methods for forecasting MSW output were introduced, including single exponential smoothness, regression
analysis method and grey system model. According to optimization dispatch of transportation vehicle by logistics distribution
system, optimization model for waste collection and transportation was built.
Key words：domestic waste；collection and transportation system；model
收稿日期：2009-02-01
城市垃圾收运是由产生垃圾的源头运送至处
理处置场的全过程操作，包括3 个阶段：①收
集———垃圾从产生源到公共贮存容器的过程；②
清运———指清运车沿一定路线清除贮存容器内垃
圾并将其转运到垃圾转运站的过程（在一定情况
下，清运车可直接将垃圾运送至处理处置场）；③
中转———指在转运站将垃圾装载至大容量转运车，
远途运输至处理处置场。前1 个阶段需要对垃圾
产生源分布情况、垃圾产生量及成分等进行调查
和预测；后2 个阶段需要运用最优化技术对清运
线路和转运站垃圾分配运输进行优化。
1 城市生活垃圾产生量预测方法
城市生活垃圾收运模式的设计是在对生活垃
圾产生量作正确预测的条件下进行的，因为设计
的收运模式，不仅应满足当前垃圾产生量的需求，
而且应该能够应对未来几年的变化。目前，国内
外较为普遍使用的数理统计方法为单指数平滑法、
线性回归分析法、灰色系统模型分析法。
1. 1 单指数平滑法
Yt+1=aXt+（1-a）Yt。（1）
式中：t 为时间；a 为指数平滑系数，介于0~
1；Xt 为t 时垃圾产生量的实际观测值；Yt 为t 时
垃圾产生量的预测值；Yt+1 为t+1 时垃圾产生量的
预测值。
1. 2 线形回归分析法
Y=a0+a1x1+a2x2+…+amxm。（2）
式中：Y 为垃圾预测产生量；xi 为影响垃圾
产生的多个因素（i=1，2，…，m）；ai 为回归系
数（i=1，2，…，m）。
影响垃圾产生的因素有很多，如人口数量、
工资收入、消费水平、生活习惯、燃料结构等。
对于众多因素，可以采用变量聚类法，对数据进
行预处理。据介绍，经过数据处理后多元回归分
析法中很多变量都属“同解”，经过变量与处理
后，实际运算时，相当于一元回归的“人口模式”
预测法〔1〕。
1. 3 灰色系统模型分析法
灰色系统模型（GM） 包含模型的变量维数m
和阶数n，记作GM （n，m）。在生活垃圾产生量
预测中普遍使用GM（1，1） 模型。通过对原始的
时间序列数据进行累加处理后，数据便会出现明
显的指数规律，通过进一步分析，可以进行垃圾
产生量预测。
在实际应用中，灰色系统模型预测法会产生
正误差，而线形回归分析方法的预测结果偏小。
因此可以结合2 种预测方法的特点，运用2 种预
测值的加权平均值作为垃圾产生量的推荐值〔2〕。
2 垃圾清运路线优化
垃圾物流是一种具有“产生源高度分散、处
置高度集中、产生量和品质随季节变化”特点的
“倒物流”系统，是从分散到集中的过程；而生活
物质供应“正物流”是商品从集中到分散的过程。
虽然2 种物流在表现上有所区别，但也有本质联
系。在环卫作业中采用先进的生活垃圾物流管理
环境卫生工程
Environmental Sanitation Engineering
Vol．17 No.4
August 2009
第17 卷第4 期
2009 年8 月·43·
环境卫生工程第17 卷
技术，可以有效提高效率，降低成本。因此垃圾
清运车辆选择、路线优化可以参照物流配送系统
对运输车辆的优化调度。
车辆调度问题一般定义为：对一系列发货点／
收货点，组织适当的行车路线，使车辆有序地通
过它们，在满足一定的约束条件（如货物需求量、
发送量、交发货时间、车辆容量限制、行驶里程
限制、时空限制等） 下，达到一定的目标（如路
程最短、费用极小、时间尽量少、使用车辆尽量
少等）〔3〕。
比照物流学中车辆调度问题〔4〕，建立垃圾清
运的基本模型。
用0 标志垃圾转运站；设有n 个清运点，分
别用标志1，2，…，n；完成清运任务需要的车
辆数为m，每个车辆的载质量为c；每个清运点
的垃圾产生量为gi （i=1，2，…，n）；转运站和
各清运点中任意两点之间的运距用dij （i =
0，1，2，…，n；j=0，1，2，…，n） 表示；第
k 辆车的行车路线称为第k 条子路径，其包含清
运点的数目为nk，Pk 表示第k 条子路径中nk 个清
运点组成的集合，其中的元素Pki
（i=1，2，…，
nk） 代表第k 条子路径中顺序为i 的清运点；Pk0、
Pknk+1
均表示转运站，即Pk0=Pknk+1=0。
Minz=
m
k = 1 ∑
ni+1
i = 1 ∑ dPki-1 Pk i
， 1≤nk≤n， k =1， 2，
…，m； （3）
m
k = 1 ∑nk=n； （4）
nk
i = 1 ∑gPk≤c，Pk= {Pki |i=1，2，…nk}，k=1，2，
…，m； （5）
Pk1∩Pk2 =Φ；k1≠k2 k1=1，2，…，m；k2=
1，2，…，m。（6）
经证明：一般车辆优化调度问题属于组合优
化领域的NP-hard 问题，通常采用启发式算法进
行求解。例如Eugênio de Oliveira Simonetto 等综
合运用启发式算法、拍卖算法和动态惩罚法求解
了巴西的阿雷格里港24 辆清运车的调度问题。该
问题中包含1 个车库，在清运该市60 t 垃圾的同
时，满足8 个垃圾分选场的最小需求〔5〕。Andrzej
Jaszkiewicz 等用保距重组算子的遗传局部搜索算
法解决了1 个固体废物管理公司清运30 000 个垃
圾容器的车辆运输问题。该问题包含1 个车库，2
个垃圾填埋场〔6〕。
该优化问题不仅要总路线最短，而且要实现
经济、环境与社会三方共赢。宋薇等提出可将环
境与社会因素的信息加至优化模型中，即对实际
路线长度进行加权改造。得到综合路线长度公式
为〔7〕：
C=α1α2α3Cs。（7）
式中：C 为综合路线长度，km；Cs 为实际路
线长度，km；α1 为噪声影响权重；α2 为大气影响
权重；α3 为交通状况权重。
3 转运站设置
设置垃圾转运站可以更有效地利用人力和物
力，充分发挥垃圾清运车的效益，保证载质量较
大的垃圾转运车经济而有效地进行长距离运输，
从而降低垃圾收运的总费用。所以，一般来说，
当转运距离超过一定临界值时，需要设置转运站。
目前，多目标评价模型〔8〕、整数规划模型〔9〕被广
泛应用于转运站的选择决策中。
4 转运优化
城市垃圾转运的优化属于运输问题，主要是
根据不同处置方式的处置量，以及各转运站至不
同处置场所的运输路线及距离来确定各转运站向
不同处置场所分配和运输垃圾的量。
如设有m 个转运站A1、A2、…、Am，分别产
生的垃圾量为a1、a2、…、am。另有垃圾处理处置
点n 个，分别为B1、B2、…、Bn，可接收的处置
量分别为b1、b2、…、bn。从Ai 到Bj 的运输距离
（体现运能的经济性） 为cij，在产生量与处置量平
衡的条件下，
m
i = 1 ∑ai=
n
j = 1 ∑bj，求最经济（运输距离
最小） 的调运方案〔10〕。
数学模型：设从Ai 到Bj 的发运量为xij，则
Min
m
i = 1 ∑
n
j = 1 ∑cijxij。（8）
n
j = 1 ∑ xij=ai，
m
i = 1 ∑ xij=bj，xij≥0， （i=1，2，…，
m；j=1，2，…，n）。（9）
5 结束语
在决策中引入定量模型，可以提高决策的质
量和水平，但应该注意城市生活垃圾收运系统的
规划设计牵涉到许多相互关联、相互制约的因素，
涵盖经济、环境、社会多个方面。因此，在建立
模型时应该综合考虑各种因素，经过反复比较和
权衡，最后获得最佳的生活垃圾（下转第48 页）
·44·
环境卫生工程第17 卷
收运模式。
参考文献
〔1〕 李国建，赵爱华，张益. 城市垃圾处理工程〔M〕. 北京：科学出版社，
2003.
〔2〕 李金惠，王伟，王洪涛. 城市生活垃圾规划与管理〔M〕. 北京：中国环
境科学出版社，2007.
〔3〕 郭耀煌，李军. 车辆优化调度问题的研究现状评述〔J〕. 西南交通大学学
报，1995，30 （4） : 376-381.
〔4〕 张翠军，刘坤起，刘永军. 求解一般车辆优化调度问题的一种改进遗
传算法〔J〕. 计算机工程与应用，2004，33：207-211.
〔5〕 Eugênio de Oliveira Simonetto，Denis Borenstein. A Decision Support System
for the Operational Planning of Solid Waste Collection〔J〕. Waste Manage，
2007，27：1286-1297.
〔6〕 Andrzej Jaszkiewicz，Pawei Kominek. Genetic Local Search with Distance
Preserving Recombination Operator for a Vehicle Routing Problem〔J〕. Eur J Oper
Res，2003：352-364.
〔7〕 宋薇，刘建国，聂永丰. 城市生活垃圾收运路线优化研究〔J〕. 环境卫生
工程，2008，16 （1）：11-15.
〔8〕 Gil Yitzhak，Kellerman Aharon. A Multicriteria Model for the Location of
Solid Waste Transfer Stations: The Case of Ashdod，Israel 〔J〕. Geo Journal，1993，
29 （4） : 377-384.
〔9〕 贾传兴，彭绪亚，刘国涛，等. 城市垃圾中转站选址优化模型的建立
及其应用〔J〕. 环境科学学报，2006，26 （11）：1927-l931.
〔10〕 尹建刚，杨凯. 上海中心城区生活垃圾收运处置规划的多维度分析
〔J〕. 世界地理研究，2005，14 （2）：44-50.
作者简介：仝欢欢（1985—），硕士，主要从事垃圾收运系统优化方面的
研究。
进行模糊运算，各项权重应归一化，见表2。
3. 3 综合评价结果
将R、A 进行模糊复合运算，可得到综合评
价结果。
污泥样1：A°R= （0. 022，0，0. 033，0. 945）；
污泥样2：A°R的值无法实现；
垃圾样3：A°R= （0. 747，0. 253，0，0）。
评价结果表明，污泥堆肥样1 中，“腐熟”
等级隶属度为0. 022，“较好腐熟”等级隶属度
为0，“基本腐熟”等级隶属0. 033，“未腐
熟” 等级隶属度为0. 945，根据最大隶属度原
则，该堆肥样品等级为“未腐熟”。污泥堆肥样2
中，由于污泥起始C/N （7. 13） 低于堆肥结束时
的C/N （16），导致A°R的值无法实现，说明当污
泥堆肥C/N 初≤C/N 终时，该方法不适用。垃圾堆
肥样品3 根据最大隶属度原则，评定该堆肥样品
等级为“腐熟”。评价结果与实际相符合。
4 结论与展望
在高温好氧堆肥处理中，对适合污泥（C/N 初
≤C/N 终） 堆肥、生活垃圾堆肥的腐熟度可以采用
统一的评价指标，如堆肥高温期持续时间、ηC/N、
NH3-N/NO3-N、GI、NH3-N 降解速率（ηNH3-N
） 5
个指标通过模糊数学综合方法对堆肥质量进行客
观的综合评价。在众多堆肥物料中，本研究所建
立的模糊数学模型仅应用于（C/N 初≤C/N 终） 的污
泥和生活垃圾堆肥腐熟度的评价，而其它堆肥物
料还需进一步验证，以便更好地优化腐熟度指标
参数，提高其普遍适用性，以完善堆肥腐熟度的
评价体系。
参考文献
〔1〕 汤江武，吴逸飞，薛智勇，等. 畜禽固弃物堆肥腐熟度评价指标的研
究〔J〕. 浙江农业学报，2003，15 （5）： 293-296.
〔2〕 焦仲阳，吴星五. 污泥堆肥腐熟度的检测与评价〔J〕. 中国给水排水，
2004，20 （7）：28-30.
〔3〕 任顺荣，邵玉翠. 畜禽废弃物堆肥化过程中的腐熟度评价方法〔J〕. 天津
农业科学，2005，11 （3）：34-36.
〔4〕 鲍艳宇，周启星，颜丽，等. 鸡粪堆肥过程中各种氮化合物的变化及
腐熟度评价指标〔J〕. 农业环境科学学报，2007，26 （4）：1532-1537.
〔5〕 Domeizel M，Khalil A，Prudent P. UV Spectroscopy：A Tool for Monitoring
Humification and for Proposing an Index of the Maturity of Compost〔J〕. Bioresour
Technol，2004，94：177-184.
〔6〕 Jeanine I B B，Jack T T，Greg J B. A Polyphasic Approach for Assessing
Maturity and Stability in Compost Intended for Suppression of Plant Pathogens
〔J〕. Appl Soil Ecol，2006，34 （1） 65-81.
〔7〕 黄红丽，曾光明，黄国和，等. 灰色聚类法在堆肥腐熟度评价中的应
用〔J〕. 安全与环境学报，2005，5 （6）： 87-90.
〔8〕 薛文博，张增强，易爱华，等. 灰色关联分析法在堆肥腐熟度评价中
的应用〔J〕. 环境卫生工程，2006，14 （5）：7-8.
〔9〕 钱学玲，孙义，李道棠. 模糊综合评价法判别堆肥腐熟度研究〔J〕. 上海
环境科学，2001，20 （2）：85-87.
〔10〕 蔡华帅，彭绪亚，李明，等. 模糊数学方法在垃圾堆肥质量评价中的
应用〔J〕. 重庆建筑大学学报，2006，28 （4）：87-89.
〔11〕 王敦球，潘盛. 模糊综合评价法在评价堆肥腐熟度中的应用〔J〕. 农业
环境科学学报，2005， 24 （S）：212-215.
〔12〕 李承强. 污泥堆肥的腐熟度研究〔D〕. 北京：中科院生态环境研究中心，
1999.
〔13〕 袁荣焕. 城市生活垃圾堆肥腐熟度的实验研究〔D〕. 重庆：重庆大学，
2004.
〔14〕 GB 7959—1987 粪便无害化卫生标准〔S〕. 1987.
〔15〕 金龙，赵由才. 计算机与数学模型在固体废弃物处理与资源化中的应
用〔M〕. 北京：化学工业出版社，2006.
作者简介：张永涛（1980—），硕士，主要从事固体废物资源化与处置的
研究与教学。
（上接第44 页）
·48·

电影构成的基本要素?

电影构成的基本要素包括技术和放映两个部分。

1、技术

摄影术同样产生于19世纪的欧洲。1839 年，法国人达盖尔根据文艺复兴以后在绘画上的小孔成像的原理，并使用化学方法，将形象永久地固定下来，“达盖尔照相法”产生。1872 年，最先将“照相法”运用于连续拍摄的，是摄影师爱德华·幕布里奇。

国内第一本引进讲解拍摄的图书为电子工业出版社的《大师镜头：低成本拍大片的100个高级技巧》，第一次将电影拍摄技术介绍给非专业人群。内容涵盖拍摄打斗镜头、追逐镜头、恐怖镜头、出场与退场、车内场景、对话场景、争吵冲突场景、爱情激情场景等各种技巧。

2、放映

1895 年卢米埃尔兄弟向大众展现《火车进站》的画面时，观众被几乎是活生生的影像吓得惊惶四散。从此，由他们所启动的活动摄影（cinematogrphy）不只在人类纪实工具的发展史上展现了划时代的意义，火车进站的镜头也象征了电影技术发展的源起。

随着互联网的发展，P2P作为一种新兴的网络电影播放形式，以其速度快，少缓冲，人越多越不卡的优点成为广大网友所喜欢的一些电影播放形式，网络中的电影播放形式又叫在线电影，让你足不出户就可以在网络的海洋里，看到你所想看到的电影。

扩展资料：

中国电影之最

中国最早放映的电影——1896年8月11日法国商人在上海徐园“又一村”茶楼内放映的“西洋影戏”。

中国第一部电影是戏曲片京剧《定军山》，内有《请缨》、《舞刀》等片断，1905年（清光绪三十一年），由北京丰泰照相馆摄制。无声片，长约半小时。

中国第一部短故事片是《难夫难妻》（又名《洞房花烛》），1913年在上海拍摄，无声片，郑正秋编剧，郑正秋和张石川联合导演。此片是由亚细亚影戏公司开张后的第一部作品，首开家庭伦理剧之先河。

中国第一部长故事片——1921年中国影戏研究社在上海拍摄第一部长故事片《阎瑞生》。

中国现存最早的一部可放映电影——1922年由张石川导演的《劳工之爱情》又名《掷果缘》，是现存尚可放映的最早的一部中国电影，也是中国现存最早的故事片。