2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛

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Y=D*d(柴油单价) D=k* (最小值)(j=A1)

其中Dij*Dij=(Xi-Xj)+(Yi-Yi) (j=A1) 其中约束条件为:

Aij的和小于200(j=A1) Ni=(Mi-Aij)/0.25(结果取整数) Aij≤Mi

6.1.2 模型一的求解

由于所分配的大、小处理设备必须能将南山区的所有厨余垃圾当天处理完全才会达到最佳的环保效果,因此可得不等式: 200A1+0.25A2≥512(A1、A2为整数) 1. 当A1=0时,A2≥2048 2. 当A1=1时A2≥1248 3. 当A1=2时,A2≥448 4. 当A1=3时,A2=0

可分别求得建设大、小型设备的投资金额分别为: 1. J1=2048*28=57344万元

2. J2=1*4500+1248*28=39444万元 3. J3=2*4500+228*28=21544万元 4. J4=3*4500=13500万元 由上面问题分析可知:小型处理设备数量越多越能减小运输成本,大型设备数量越多越能增加成本。再结合建设大小型处理设备的投资金额,可知应在2、 3两种方案中去选,得出最佳的分布设计方案。 方案一:A1=1,A2=1248 投入经济总费用:

M=J1+(200*0.015+0.25*1248*0.02)+(m1+n1)*3500/30+Y1-(512*0.125)-(256*5%*1000+256*35%*1000*215+256*6%*1000*0.5+256*4%*1000*2.5) 方案二:A1=2,A2=448 投入经济总费用:

M=J2+(200*0.015*2+0.25*448*0.02)+(m2+n2)*3500/30+Y2-(512*0.125)-(256*5%*1000+256*35%*1000*215+256*6%*1000*0.5+256*4%*1000*2.5) 由Mathlab编程求得方案一、二的总运行路程为: 方案一: 方案二:

可知方案一更优,故只需求得方案一中大型设备的具体坐标,方案一的投入经济总费用以及清运路线。

再次利用Mathlab编程(具体程序见附录四)找出了方案一中大型设备的最佳安放位置坐标为(3108,4710),即在朗山二路和五号路交叉点附近。其投入经济总费用为

利用Mathlab编程(具体程序见附录四)找出了方案一中大型设备的最佳安放位置坐标为(3108,4710),即在朗山二路和五号路交叉点附近。其投入经济总费用为

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转运站周围的小型设备台数 Z30 17 Z6 18

Z14 21 Z22 16 Z21 15 Z10 20 Z36 18 Z23 14 Z24 22 Z8 13 Z20 17 Z7 18 Z13 20 Z29 18 Z37 22 Z19 23 Z26 16 Z4 19 Z3 21 Z38 12 Z25 18 Z34 17 Z33 16 Z5 12 Z32 16 Z11 22 Z31 17

6.2 模型二:线性回归分析法模型

线性回归分析方法确定各小区日产垃圾量 K=a0+a1x1+a2x2+……+amxm K :小区每日垃圾预测产生量

xi :影响垃圾产生量的多个因素(i=1、2、3……m) ai :为回归系数(i=1、2、3……m)

影响垃圾产生的因素有很多,如人口数量、消费水平、燃料结构等。

7 模型的评价、改进及推广

7.1模型评价

优点:

10

(1) 利用加权改进的模型,将复杂的问题简单化,使得处理简洁。本论

文中,我们将垃圾转运站到大、小型设备的路程直接用两点之间的距离计算,再将最终结果乘以模糊参数k,以减小误差。

(2) 采用了单目标非线性规划的模型,在多个约束条件下,使用Mathlab

软件编程,求得复杂问题。

(3) 使用了线性回归分析法确定各小区日产垃圾量,使得结果更精确,

运算更简单。

缺点:使用加权模型,还是存在着误差,而且在处理垃圾转运站与小型设备的距离时,认为将小型设备分布在垃圾转运站的周围,没有将其实际距离计算在内。

7.2 模型改进

将所给地图网格化,且所分网格尽可能的多,增加结果的可信度。这样以计算网格数目来代替运输车辆所走的实际路程,可以相对减小误差。

7.3 模型的推广

我们所建的模型不仅可用于垃圾运输处理,还可以用于交通路线的设

计、资源的合理分配等问题中。

参考文献

(1)《数学建模方法》建材编写组,杨学桢主编,河北大学出版社 2001,6 (2)《2009高教杯全国大学生数学建模竞赛》三峡大学优秀论文 (3)数学建模垃圾运输问题论文 百度文库

附录

附录一

新型垃圾转运站垃圾转运量等情况统计表

填报单位(盖章):南山区环境卫生管理总站 南山区垃圾清运总量 1280 吨/日,除去经转运站的外,其余直接送入垃圾焚烧厂或填埋场。

运营单位 德盈利公司 1 20

序号 垃圾转运站名称 位置 厢数 垃圾转运 量(吨/日) 深南大1 九街站 道南头中学旁

玉泉路德盈利公2 25 2 玉泉站 宝龙路口

11

司 德3 动物园站 西丽湖路旁 盈利公司 德2 20

4 平山村站 南山区平山村内 盈利公司 1 25

5 牛城村站 南山区牛成村内 科苑南环卫总站 环卫总站 环2 20 1 5

6 科技园站 路与滨海大道交汇处西侧

7 同乐村站 同乐村内 高新北卫总站 环卫总站 环卫总站 环卫总站 德2 5

8 松坪山(二)站 区朗山一路绿地内 2 10

9 大新小学站 南头街大新小学旁 东滨路1 30

10 南山村站 与前海路交汇处 2 25

阳光(白南山区白芒关外 西部绿化长廊盈利公司 1 10 11 芒关外)站 月亮湾大道站

12 环卫4 40

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