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基于单亲遗传算法的城市垃圾收运路线优化研究

作　者: 王文梅
导　师: 刘丹
学　校: 西南交通大学
专　业: 市政工程
关键词: 城市垃圾 收运路线 单亲遗传算法 时间窗
分类号: TU993
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 456次
引　用: 5次
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内容摘要


探讨应用单亲遗传算法求解城市垃圾收运路线的优化问题。论文阐述了单亲遗传算法的基本理论、计算步骤及在求解组合优化问题上所具的优势,并将其应用于城市垃圾收运路线的优化和各因素约束条件下优化模型的建立与求解。 通过对城市垃圾收运系统的详细分析,准确地建立了单因素的城市垃圾收运路线模型和多因素的时间窗收运路线模型。以成都市金牛区一收运区域为例,提出以2t垃圾车的单位收运费为经济衡量标准。以收运路线运距最小化为目标,在只考虑经济因素条件下,运用单因素收运路线模型对该区垃圾收运路线进行优化计算,得到该区垃圾的单位收运费为32.35元/t,比现状模式下收运每吨垃圾节省0.37元,每车每年节省679.32元;若金牛区城市垃圾仅采用该收运模式,则每年可节省垃圾收运费近12万元,具有可观的直接经济效益。在该模型基础上考虑环境因素,提出用时间窗来量化环境因素的影响,采用时间窗收运路线模型对现状进行优化,算得该区的单位收运费为33.22元/t,较之单因素收运路线模型的计算结果,收运每吨垃圾要多支付0.87元。表明在环境因素起主导作用时,环卫管理者得付出一定的经济代价。 根据成都市2004～2010年城市规划,在金牛区增设一转运站,分别采用上述两种模型对其进行优化计算。结果表明,在仅考虑经济因素影响时,该区的单位收运费为30.58元/t,较之现状的优化结果,每吨垃圾可节省收运费1.77元;多因素影响下,该区域的单位收运费为31.18元,与现状时间窗收运模型优化结果相比,收运每吨垃圾节省了2.04元。可见转运站的增设有助于减少垃圾收运费用。 本研究是为城市垃圾收运路线优化提供了一条有效途径,对城市垃圾收运系统的科学设计和运行管理具有重要的参考价值。

全文目录


第1章 绪论  8-17
  1.1 问题的提出  8-11
    1.1.1 城市垃圾及其收运系统  8-9
    1.1.2 城市垃圾收运路线优化的必要性  9-10
    1.1.3 城市垃圾收运路线问题的分类  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 城市垃圾收运系统的研究现状  11-13
    1.2.2 VSP求解方法研究现状  13-14
  1.3 论文的选题、主要研究内容及技术路线  14-17
    1.3.1 论文选题及研究目的  14
    1.3.2 研究内容  14-15
    1.3.3 技术路线  15-17
第2章 单亲遗传算法基本理论及实现技术  17-29
  2.1 遗传算法概述  17-20
    2.1.1 遗传算法的发展  17
    2.1.2 遗传算法概要  17-18
    2.1.3 遗传算法的基本流程  18
    2.1.4 传统遗传算法的不足  18-20
  2.2 单亲遗传算法基本理论及运行过程  20-22
    2.2.1 单亲遗传算法基本理论  20
    2.2.2 单亲遗传算法的运行过程  20-22
  2.3 单亲遗传算法的基本实现技术  22-28
    2.3.1 编码方式  22
    2.3.2 遗传算子  22-25
    2.3.3 适应度函数  25-26
    2.3.4 选择方式  26-27
    2.3.5 停机条件  27-28
  2.4 单亲遗传算法的特点  28-29
第3章 城市垃圾收运路线优化设计  29-43
  3.1 城市垃圾收运系统分析  29-31
    3.1.1 城市垃圾的收集方式、方法和收运模式  29-30
    3.1.2 收集容器系统  30-31
  3.2 模型分析  31-40
    3.2.1 单因素收运路线模型  32-33
    3.2.2 单因素模型的求解  33-36
    3.2.3 时间窗收运路线模型  36-38
    3.2.4 时间窗模型的求解  38-40
  3.3 算法验证  40-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章 应用实例  43-60
  4.1 成都市金牛区现有收运模式概述  43-44
  4.2 实例分析  44-48
    4.2.1 收运现状  44-46
    4.2.2 经济性分析  46-48
  4.3 基于现状优化方案  48-53
    4.3.1 单因素收运路线模型优化方案  48-49
    4.3.2 时间窗收运路线优化方案  49-53
  4.4 基于规划优化方案  53-57
    4.4.1 单因素收运路线模型优化方案  53-54
    4.4.2 时间窗收运路线模型优化  54-57
  4.5 方案比较分析  57-59
  4.6 本章小结  59-60
结论  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-69
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  69-71

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 市政工程 > 公共卫生工程
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