垃圾回收物流仿真系统设计
1．垃圾回收物流系统介绍
城市某一区域，共有7个居民小区，每个小区有一个固定垃圾投放处，两个垃圾箱分别投放完全废弃垃圾和可回收利用垃圾；每天有专门公司（垃圾处理公司）派运输车收集垃圾，将垃圾从居民区运送之中转站，再由中转站运至目的地—垃圾处理中心。
仿真程序研究如何设计物流系统，能够使收集系统在满足时间约束、载重约束的条件下，使垃圾处理公司的物流总成本最低。系统配置的项目主要有车辆载重量、随车工作人员数、客户满意度。
2．数据信息
仿真系统涉及的数据信息如下：
（1） 地理及需求信息
各个收集点所有的人口数、距离垃圾转运站、公司停车场的距离信息如表一所示。
各收集点之间以及停车场和转运站之间的距离信息如表二所示。
表一 收集点信息
收集点
名称 收集点居民数people(i)(千人) 距离停车场距离distance(ip)（km） 距离垃圾转运站距离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 点间距离
路径起点 路径终点 距离（km） 符号
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）与收集车辆有关的信息
① 固定成本[price(i)]：收集车辆的购买费用；
② 可变成本[cost(i)]：车辆的行驶费用、维护费用和雇员工资；
③ 行驶速度：分为空车行驶速度[unloadspeed(i)]和载重行驶速度[loadspeed(i)]；
④ 收集时间[loadtime(i)]：在垃圾收集点收集垃圾所需的时间
⑤ 卸载时间[unloadtime(i)]：在转运站卸载垃圾所需的时间
具体信息如表三所示：


表三 收集车辆信息
车辆
名称 载重
t 固定成本
万元 可变成本
元/km 载重速度
km/h 空载速度
km/h 人员
人 人员工资
元/天.人 收集时间
min 卸载时间
min
车1 X1 2+ X1 X1 60 72 P1 60 3+y*6/ P1 3+ X1*6/ P1
车2 X2 2+1.2* X2 X2 60 72 P2 60 2+y*8/ P2 2+ X2*6/ P2
说明：
车1用来收集不可回收垃圾；车2用来收集可回收利用垃圾；
X1，X2为现有两种车的吨位数，X1取值：3，4或5吨；X2取值：1.5；2；2.5；
y为每次收集的垃圾量，单位--吨；
P1，P2为两种车可配备的随车工作人员数（可以是1，2，3）。
（3）与垃圾相关的信息
① 人均垃圾量：平均每人每天产生的垃圾数量
② 垃圾比例：各种垃圾成分所占比例
假设人均垃圾量服从均值为1.2kg/天的埃尔郎分布，垃圾成分分为两类：一类为可重复利用资源，一类为无用需销毁垃圾，两者比例为1：2。
（4） 收集垃圾的成本函数
现在假设仿真一年365天的垃圾回收工作，决定两种型号的车配置何种吨位以及随车工作人员数，垃圾回收物流成本（Total Logistic Cost，TLC）最低。
TLC=车1成本＋车2成本
车I所耗成本=I的固定成本+I的可变成本+I的服务时间成本+I的人员成本
即：
TLC=CC1+CC2
CC[i]=X[i]+V[i]+S[i]+P[i]*365*60
S[i]=(runtime[i]-240)*m
S[i]为垃圾回收的服务时间成本，m为收集时间对服务时间成本的惩罚因子。垃圾回收公司在十二点之前收集完毕，社会效应好，给予奖励；在十二点后完成，社会满意度低，影响公司信誉，成本增加。
runtime[i]为垃圾车将垃圾全部回收完成的最终时间，也即垃圾车每天的运行时间；
3．系统逻辑结构
此垃圾回收物流系统的逻辑结构分为四个字模块：垃圾产生模块、叫车模块、收集模块、收工模块、数据处理模块。
（1）垃圾产生模块 每天收集工作开始时，系统根据小区的人数、人均垃圾量、两种垃圾量的比例，通过爱尔朗随机分布函数，随机产生各个小区的两种垃圾数量，分别存放入各个小区的两个垃圾箱内。
（2）叫车模块 在垃圾存放入各个小区的两个垃圾箱过程中，根据每种垃圾的总量以及每种垃圾车的载重量，生成叫车的次数。
（3）收集模块 叫车次数确定之后，车辆根据需求，沿着最短路径依次收集垃圾。在收集过程中，在一个垃圾点，如果垃圾车收集满了或当天的收集工作全部完成，车辆驶向垃圾中转站，进行卸载操作；如果垃圾车未满，则驶向下一最近垃圾收集点继续收集。
（4）收工模块 当天的收集工作全部完成之后，车辆驶向公司停车场，当天收集工作完毕。
（5）数据处理模块 每天车辆…………

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