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住宅区垃圾收集线路的设计


《固废监测与治理》 课程设计说明书

设计题目:

住宅区垃圾收集线路的设计

姓 学 专 年



何志标 周健斌

号 20123403009;20120129047 业 级 环境监测与治理技术 2012 级 刘琼霞 2013.11.20.

r />指导教师 完成时间

1





前言 .................................................................................... 错误!未定义书签。 某生活区垃圾收集线路的设计任务书 .................... 错误!未定义书签。 第一节 移动容器收集操作法的路线设计 .................... 错误!未定义书签。 第二节 固定容器收集操作法的路线设计 .................... 错误!未定义书签。 一、每日垃圾收集安排 ............................................ 错误!未定义书签。 二、收集路线 ............................................................ 错误!未定义书签。 第三节 每天的收集路线走向图 .................................... 错误!未定义书签。 第四节 结论和建议 ........................................................ 错误!未定义书签。 第五节 关于本次设计的一些想法 ................................ 错误!未定义书签。 参考文献 .......................................................................... 错误!未定义书签。

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随着城市化进程的加快和城市人口的增加, 城市生活垃圾的产生量增长 迅速,城市生活垃圾已经成为中国城市环境的主要污染源之一。因此,依 靠科技进步,使城市生活垃圾收集、运输及处置系统科学化、系统化、规 范化,实现中国城市生活垃圾处置“减量化、资源化、无害化”的目标, 这是一项重要的社会发展战略任务。 城市生活垃圾收集运输路线设计的理想目标是垃圾运输成本最低, 即荷 载运输路线最短和运输过程中对周围环境影响最小,但在实际运行中两者 不可能同时满足。因此综合考虑荷载运输路线距离及各路段的居民环境要 求,对荷载运输路线距离和运输过程中对周围环境影响分别赋予权重,并 考虑区域环境目标要求不同,给垃圾运输对各区域的环境影响赋予权重, 建立目标函数,通过比较各路线的目标函数值,获得垃圾收集最佳路线。 本设计采用固定容器收集操作法设计清运路线。垃圾车到各容器集装点装 载垃圾,容器倒空后固定在原地不动,车装满后运往转运站或处理处置场。 固定容器收集法的一次行程中,装车时间是关键因素。装车又分为机械操 作和人工操作之分,本设计采用人工操

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某住宅区垃圾收集线路的设计任务书
一、课程设计的题目 某生活区垃圾收集线路的设计 二、设计原始资料 下图是为某生活区设计的移动容器收运系统和固定容器收运系统。总共有 48 个收 集点。已知条件如下: 1、两种收集操作方法均在每日 8 小时中完成收集任务; 2、一周两次收集频率的容器必须在周三和周五收集; 3、一周三次收集频率的容器必须在周一、周三和周五收集; 4、容器可以在它们放置的十字路口的任意一边装载; 5、每天都要在车库开始和结束任务; 6、对移动容器收运系统来说,收集应该在周一到周五; 7、移动容器收集操作法按交换模式进行; 8、对固定容器收运系统来说,收集应该是每周四天(周一、周二、周三和周五) ,每天 一趟; 9、容器的平均填充系数为 0.8,固定容器收集操作的收集车采用压缩比为 2,容量 40m3 后装式压缩车; 10、 移动容器收集操作作业数据: 容器集装和放回时间为 0.025h/次; 卸车时间为 0.04h/ 次; 11、固定容器收集操作作业数据:容器卸空时间为 0.04h/个;卸车时间为 0.10h/次; 12、容器间估算行驶时间常数为 a=0.05h/次,b=0.05h/km; 13、确定两种收集操作的运输时间、使用运输时间常数为 a=0.06h/次,b=0.025h/km; 14、两种收集操作的非收集时间系数均为 0.15。

4

三、设计要求 1、编写设计说明书(包括封面、前言、正文、结论和建议、参考文献等部分) ; 2、确定处置场距 B 点的最远距离; 3、计算固定容器收集操作收集车的容积; 4、确定最佳的收集路线,并将其画在主图上。 (平面图见附图 1)

SW 单位容器垃圾量,m3
SW N/F

N

容器数量
1000 500 0 1000

F 收集频率,次/周 ○ 容器编号

单位:m

容器编号


14 2 /1


6 1/ 2


8 1/1


8 1/ 2


9 3 /1


5 1/1


12 1/ 3


5 1/ 2


9 1/1

10 11 12 ○ ○ ○
11 2/2 10 1/ 3 7 3/ 2

SW N/F
容器编号

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
5 1/1 8 2/3 6 2 /1 6 2 /1 12 1/ 2 8 1/ 3 15 3/ 2 10 1/1 6 2 /1 7 2 /1 6 1/ 3 7 2 /1

SW N/F
容器编号

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
7 2/2 10 1/ 2 8 2 /1 7 2 /1 4 1/1 11 1/ 2 6 1/ 3 6 1/ 2 9 1/ 2 5 1/1 6 1/1 12 1/1

SW N/F

5

第一节

移动容器收集操作法的路线设计

根据设计任务书提供的资料进行分析、列表。 收集区域共有集装点 36 个,容器 53 个。其中收集次数 3 次的有⑦11141823316 个点,7 ○○○○○ 个容器,所以每周共收集 3*7=21 次行程,时间要求在星期一、三、五这三天;收集次 数每周 2 次的有②④⑧○○○○○○○○○ 个点, 个容器, 10121719252630323312 18 所以每周共收集 2*18=36 次行程,时间要求在星期三、五两天;其余 18 个点收集次数为 1 次,28 个容器,所以 行程为 28 次,时间在星期一至星期五每天。三种收集次数的集装点,每周共需 21+36+28=85 次,因此,平均每天安排收集 11 次,周四、周五 17 次 集装点 数 (/次) 1 2 3 共计 18 12 6 36 每天倒空的容器数 行程数 (/周) 28 36 21 85 星期一 4 7 11 星期二 12 星期三 0 18 7 25 星期四 12 星期五 0 18 7 25

(次/周)

12

12

注:1、黑色为每周一次,蓝色为每周两次,红色为每周三次 2、纸上 1cm 等于实际 1km

星期一

星期二
6

星期三

集装 点

收集路线

距离 /km

集装 点

收集路线

距 离 /km 15. 2 26. 1 13. 1 15. 7 15. 7

集 装 点

收集路线

距离 /km

A至5 5 5至B B至5至B B至5至B 16 B 至 16 至 B

7.2 17.1 17.1 17.1 12.8 1 9 13 15

A至1 1至B B至9至B B 至 13 至 B B 至 15 至 B

A至2 2 4 8 10 2至B B至4至B B至8至B B 至 10 至 B B 至 10 至 B

15.2 26.1 23.8 13.1 9.7 9.7

B 至 12 至 B 20.3 11 B 至 11 至 B 10 20 B 至 20 至 B 5.7 12 B 至 12 至 B B 至 12 至 B 18 B 至 18 至 B 6.2 2.4 17.1 21 22 24 B 至 21 至 B B 至 22 至 B B 至 24 至 B 2 12. 2 5.7 12. 31 7 B 至 31 至 B B至7至B 19 B 至 19 至 B B 至 19 至 B 30 25 14 B 至 14 至 B B 至 14 至 B 23 B 至 23 至 B 15.7 15.7 12.2 28 27 B 至 27 至 B B 至 27 至 B B 至 28 至 B B 至 28 至 B 8.2 26 8.2 32 5.3 5.3 33 11 18 B 至 32 至 B B 至 32 至 B B 至 11 至 B B 至 18 至 B 6.2 6.2 10 6.2 B 至 25 至 B 8.2 B 至 30 至 B B 至 25 至 B B 至 25 至 B 5.8 5.8 2 11.1 11.1 17 B 至 17 至 B B 至 19 至 B 20.3 20.3 9.2 5.8

7

31 7 14

B 至 31 至 B B至7至B B 至 14 至 B

2.4 17.1 15.7

B 至 14 至 B 15.7 B 至 23 至 B 12.2 23 共计 150. 6 148 .6 309.2

集装点

收集路线 星期四 A至1 1至B

距离 /km 15.2 26.1
8

集装点

收集路线 星期五 A至2 2至B

距离 /km 15.2 26.1

1

2

3 6 15 16 21 22 24 29

B至3至B B至6至B B 至 15 至 B B 至 16 至 B B 至 21 至 B B 至 22 至 B B 至 24 至 B B 至 29 至 B

23.8 17.1 15.7 12.8 5.7 12.2 12.2 2 19 30 25 26 32 33 11 18 31 7 14 23 10 12

4 8

17

34 35 36

B 至 34 至 B B 至 38 至 B B 至 36 至 B

3.4 0 0

B至4至B B至8至B B 至 10 至 B B 至 10 至 B B 至 12 至 B B 至 12 至 B B 至 12 至 B B 至 17 至 B B 至 19 至 B B 至 19 至 B B 至 19 至 B B 至 30 至 B B 至 25 至 B B 至 25 至 B B 至 26 至 B B 至 32 至 B B 至 33 至 B B 至 11 至 B B 至 18 至 B B 至 31 至 B B至7至B B 至 14 至 B B 至 14 至 B B 至 23 至 B

共计 156.2 使用移动容器收集操作法每日行驶路线: 每周 距离/km 周一 150.6 周二 148.6 周三 309.2 周四 156.2

23.8 13.1 9.7 9.7 20.3 20.3 20.3 9.2 5.8 5.8 5.8 2 11.1 11.1 8.2 6.2 6.2 10 6.2 2.4 17.1 15.7 15.7 12.2 309.2 周五 309.2

第二节

固定容器系统的路线设计

一、每日垃圾收集安排
用相同的方法求得每天需要收集的垃圾量,概要制成表 2-4。
9

表 2-4 收集次数 垃 圾 量
/(次 ? 周-1 )
/ m3

每日垃圾收集量安排

每日收集的垃圾量 / m 3 星期一 77 0 58 135 星期二 136 0 0 136 星期三 0 169 58 227 星期四 0 0 0 0 星期五 0 169 58 227

1 2 3 共计

1×213 2×169 3×58 725

二、收集路线
根据收集的垃圾量, 经反复试算制定均衡的收集路线, 每日收集路线列于表 2-5, A 点和 B 点间的每日的行驶距离列于表 2-6 表 2-5 固定容器收集操作法收集路线的集装次序 星期一 集装 次序 11 18 9 16 7 14 15 22 23 24 29 垃圾 量/m3 10 8 9 12 12 16 12 14 6 14 4 集装 次序 6 5 3 1 13 27 34 28 20 35 36 星期二 垃圾 量/m3 5 27 8 28 5 16 5 14 10 6 12 集装 次序 11 10 8 7 14 4 2 12 23 25 26 星期三 垃圾 量/m3 10 22 5 12 16 8 6 21 6 14 10 集装 次序 11 10 8 7 14 4 2 12 23 25 26 星期五 垃圾 量/m3 10 22 5 12 16 8 6 21 6 14 10

10

21 31

12 6

17 32 33 18 19 30 31

12 6 9 8 45 11 6 227

17 32 33 18 19 30 31 总计

12 6 9 8 45 11 6 227

总计

135

总计

136

总计

注:白色框为每周收集一次,蓝色框为每周收集两次,黄色框为每周收集三次;由任务 书中的标尺量得 1cm 代表 1000m 的距离,根据一周四天的行程路线分别计算可以得出: 周一:第一次的实际长为 21.3cm,那么对应的路线长为 21.3km; 第二次的实际长为 25.7cm,那么对应的路线长为 25.7km; 周二:第一次的实际长为 18.7cm,那么对应的路线长为 18.7km; 第二次的实际长为 22.5cm,那么对应的路线长为 22.5km;
11

周三 周五:第一次的实际长为 17.7cm,那么对应的路线长为 17.7km; 第二次的实际长为 11.9cm,那么对应的路线长为 11.9km; 第三次的实际长为 5.9cm,那么对应的路线长为 5.9km; 表 2-6 A 点和 B 点间的每日行驶距离 星期 行驶距离 /km 第一次 第二次 第三次 一 21.3 25.7 二 18.7 22.5 三 17.7 11.9 5.9 五 17.7 11.9 5.9

第三节

每天的收集路线走向图
星期一第一次

12

注: 周一第一次垃圾收集从点 11—15, 垃圾收集量为 79m3; 实际路线长为 21.3cm, 对应路线长为 21.3km(收集垃圾车的最大容积为 80m3) 。

星期一第二次

13

注: 周一第二次垃圾收集从点 22—31, 垃圾收集量为 56m3; 实际路线长为 25.7cm, 对应路线长为 25.7km(收集垃圾车的最大容积为 80m3) 。

14

星期二第一次

注:周二第一次垃圾收集从点 6—13,垃圾收集量为 73m3;实际路线长为 18.7cm, 对应路线长为 18.7km(收集垃圾车的最大容积为 80m3) 。

星期二第二次
15

注: 周二第二次垃圾收集从点 27—36, 垃圾收集量为 63m3; 实际路线长为 22.5cm, 对应路线长为 22.5km(收集垃圾车的最大容积为 80m3) 。

星期三第一次
16

注:周三第一次垃圾收集从点 11—2,垃圾收集量为 79m3;实际路线长为 17.7cm, 对应路线长为 17.7km(收集垃圾车的最大容积为 80m3) 。

17

星期三第二次

注: 周三第二次垃圾收集从点 12—33, 垃圾收集量为 78m3; 实际路线长为 11.9cm, 对应路线长为 11.9km(收集垃圾车的最大容积为 80m3) 。

18

星期三第三次

注:周三第三次垃圾收集从点 18—31,垃圾收集量为 70m3; 实际路线长为 5.9cm,对应路线长为 5.9km(收集垃圾车的最大容 积为 80m3) 。

19

星期三、五总路线

第四节

结论和建议
20

考虑生活垃圾运输过程中对周围环境影响, 通过建立目标函数设 计城市生活垃圾收集路线, 对减少城市生活垃圾收集运输过程中的环 境污染和保障城市环境管理具有重要意义。 我们在计算生活垃圾最佳收集运输路线时, 因为研究点至垃圾填 埋场所经路线仅有两条,所以计算时用了穷举法。如果所经路线比较 多时, 可利用动态规划结合建立的目标函数设计城市生活垃圾最佳收 集运输路线。此外,在收集运输城市生活垃圾时,可以利用反馈系统 实现收集运输车辆和收集路线的动态分配,减少车辆资源的浪费,这 对于将来城市生活垃圾的收季运输是非常重要的。 该设计方案是每天按固定路线固定时间收运, 这是目前采用最多 的收集方案。环卫人员每天按照预设固定路线进行收集。该法具有收 集时间固定、路线长短可根据人员和设备进行调整的特点。但也存在 一些不足,主要是人力设备使用利用率较低,在人力和设备出现故障 时会影响收集工作的正常运行,而且当线路垃圾产生量发生变化时, 不能及时调整收集路线。
我觉得还有最后一点需要注意, 就是随着城市的发展,该生活区的垃圾有 可能会发生变化(当然每天不会有太大的波动) ,那么相应的这些垃圾的分布、 种类、数量等等也会随着时间发生变化,所以,垃圾收运的路线也应当不断完 善,以满足垃圾收运工作的实际需要和变化。

第五节

关于本次设计的一些想法

在做该设计的过程中,我有种这样的想法:针对任务书里面已经
21

给出的拖曳式容器计算法的相关数据, 如果能再加上这两种方案的一 些成本, 然后我们可以通过用两种方法来设计出一个更合理更经济更 实用的垃圾清运方式。 这样一来, 我们可以加深两种计算方法的印象, 而且考虑到一些成本问题,可以把该设计做得更完善,更能清晰的决 定采用哪种方案更有利。 合理的收运系统应注意与垃圾处理之间的协调: 包括工艺的协调 和结合点的协调。此外,还要注意对环境的影响,包括垃圾的二次污 染、噪声污染和视觉污染等。 在本次设计过程中,还注意到了这样一些问题:需要按照该小区 的基本情况和经济协调以及系统硬件的特性来定制作业规程。 在这里 我们理应考虑到该小区的人口密度、 街道空间等因素是否利于车辆进 出。车辆流动收集方式的优点是其灵活性大,垃圾的收集点可以随意 变更,但由于车辆必须到收集点进行作业,对收集点周围环境造成影 响,如噪声,粉尘等。 针对以上的这些想法,我觉得流动式收集应该更注重实际情况, 譬如一些对噪声等噪声污染控制要求较高的城市或小区, 应采用中转 站的收集方式,然后实行上门收集或分类收集。
垃圾系统模式设计一般需要有一个反复的过程, 通过各种因素的比较和权 衡,最后获得最佳的生活垃圾收运模式。各个环节的合理配置、协调配合可获 得最大的环境、社会和经济利益,相反则会造成环境的污染,劳动条件的恶化 和费用支出的增加。这是我在本次设计过程中的一点想法。

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