摘 要

社会经济的发展，人民生活水平的提高，带来了更多的城市生活垃圾，让社会与环境平衡发展问题成为全世界普遍关注的焦点问题。如何正确有效的处理好日益增长的城市生活垃圾与经济发展之间的关系，不仅仅是社会和国家发展的需求，更与人类的未来息息相关。随着习近平总书记全面加强生态环境保护建设策略的提出，生态文明建设以及可持续发展成为我国当前发展的核心战略，有效处理生活垃圾既符合城市可持续发展又促进资源循环利用，满足了我国当前的发展战略需求。因此，研究城市生活垃圾物流网络相关问题具有很强的现实意义。

该设计首先对全国以及w市的城市生活垃圾及物流网络情况进行了阐述和分析，从而得出w市城市生活垃圾的组分及特点；采用三种方法对w市的城市生活垃圾物流量进行了预测，在此基础上，收集点、转运站、处理点以及垃圾物流设备四个方面对w市的城市生活垃圾物流网络进行了优化，并运用逆向物流网络的模型结构，对w市现有的城市生活垃圾物流网络进行了优化处理。

结果显示：通过与高新技术相结合，用现代化的方式提高了垃圾回收的能力，提升了垃圾中转能力，加快了垃圾无害化进程，改进了w是城市生活垃圾物流网络，提高了w市的城市生活垃圾处理能力。

关键词：城市生活垃圾物流；物流网络；优化

Abstract

With the development of social economy and the improvement of people's living standard, more and more municipal solid waste has been produced, which makes the balanced development of society and environment become the focus of the world. How to correctly and effectively deal with the relationship between the growing urban domestic waste and economic development is not only the needs of social and national development, but also closely related to the future of mankind. With the general secretary Xi Jinping's strategy of Comprehensively Strengthening the construction of ecological environment protection, the construction of ecological civilization and sustainable development have become the core strategy of China's current development. Effective disposal of domestic waste is in line with the city's sustainable development and promoting the recycling of resources, and meets the current development strategy needs of China. Therefore, it is of great practical significance to study the problems related to the logistics network of municipal solid waste.

The design firstly expounds and analyzes the situation of domestic garbage and logistics network in the whole country and in w City, and then obtains the components and characteristics of domestic garbage in w City. Three methods are used to predict the logistics volume of domestic garbage in w City. On this basis, the collection point, transfer station, treatment point and garbage logistics equipment are used to analyze the domestic garbage in w City The flow network is optimized, and the existing municipal solid waste logistics network in W city is optimized by using the model structure of reverse logistics network.

The results show that through the combination of high and new technology, the ability of garbage recovery, the ability of garbage transfer, the process of garbage harmless, the logistics network of urban domestic garbage and the treatment ability of urban domestic garbage in w City are improved.

Keywords: Urban domestic waste logistics; logistics network; optimization

目录

第1章 绪论 1

1.1 选题背景及意义 1

1.1.1 选题背景 1

1.1.2 选题意义 2

1.2 国内外现状 3

1.2.1 城市生活垃圾物流研究现状 3

1.2.2 逆向物流研究现状 4

1.3 设计说明书 5

1.3.1设计目标与基本要求 5

1.3.2主要设计内容 6

1.3.3 技术方案 6

第2章 w市生活垃圾物流网络现状及物流量预测 8

2.1 城市生活垃圾概况 8

2.1.1 城市生活垃圾物流的特点 8

2.1.2 城市生活垃圾物流存在的问题 8

2.2 w市生活垃圾物流概述 9

2.2.1 生活垃圾情况概况 9

2.2.2物流网络基本现状 10

2.3 城市生活垃圾物流量的预测 13

2.3.1物流量现状 14

2.3.2 垃圾物流量预测 16

第3章 w市生活垃圾物流网络方案设计及优化—以x区为例 18

3.1 物流网络方案设计 18

3.1.1 问题描述 18

3.1.2网络设计 18

3.2 物流网络优化方案 19

3.2.1 优化模型的构建 19

3.2.3优化模型求解 20

第4章 w市生活垃圾物流网络发展建议 22

4.1 收集系统的改进 22

4.2 转运系统的优化 23

4.3 处理系统的改进 25

4.4 物流设备的改进 27

4.5 逆向物流系统的运用 27

第五章 结论与展望 30

5.1 结论 30

5.2 展望 30

第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.1.1 选题背景

城市生活垃圾是指在城市日常生活或者为城市日常生活提供服务活动中产生的固体废物，以及法律、行政法规规定为生活垃圾提供的固体废物。

随着城市的发展和人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾的种类和数量迅速增加，对环境的影响日益严重，对城市形象、人民生活乃至社会经济产生了巨大的影响。生活垃圾处置不当会造成城市景观的破环，可用土地的面积减少，土壤营养的破环，空气质量的降低，地下水资源的污染，疾病的传播以及居民健康的影响。生活垃圾的处理已成为全人类社会共同面临的问题。随着人们对垃圾处理的不断关注和垃圾分类相关法律法规的颁布，垃圾物流已成为物流研究领域的重要课题。我国部分地区将逆向物流与城市生活垃圾物流相结合，垃圾处理效果初见成效。

2018年，200个大中城市生活垃圾产生量21147.3万吨，处置量21028.9万吨，处置率达到99.4%。城市生活垃圾产生量最大的是上海，为984.3万吨，其次是北京、广州、重庆和成都，分别为929.4万吨、745.3万吨、717万吨和623.1万吨。十大城市城市生活垃圾产生总量为6256万吨，占信息发布城市总量的29.6%。

中国2012到2018年的城市生活垃圾清运量见图1-1

图1-1 2012-2018年中国城市生活垃圾清运量

我国对城市生活垃圾处理问题十分关心，党中央、国务院高度重视固体废物污染环境防治工作。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央做出了一系列保护生态环境的重大决策和部署。中共中央国务院颁布了《大气、水、土壤污染防治行动计划》，将我国的生态环境保护建设提升到了新的高度。固体废物的产生、收集、贮存、运输、利用和处置涉及到了生产者、消费者、回收者、使用者和处置者等诸多利益相关集团，需要政府、企业和公众的协调管理和共同治理。这不仅是提高生态环境质量的客观要求，是深化生态环境工作的重要内容，也是建设生态文明社会的现实需要^[[1]]。

我国的城市生活垃圾处理能力在不断提升的同时，所面临的挑战也越来越大，2020年疫情期间，在疫情的压力下，部分地区的城市生活垃圾清运陷入停滞的局面，导致城市生活垃圾造成堆积的情况，影响了疫情防控的正常进行以及居民的正常生活，虽然后续过程中加大力度清理恢复了城市的干净整洁，但还是可以看出，在特殊时期，我国的城市生活垃圾物流网络仍存在一定问题，难以面对突发风险的挑战，垃圾物流网络优化势在必行。

1.1.2 选题意义

当今社会，环境与发展问题已经成为全世界重点关注的核心问题。世界各国都将垃圾处理与可持续发展上升到国家级战略发展问题的高度，作为当今世界最大的发展中国家，我国每年的城市生活垃圾产量位居世界前列，然而与此同时，我国的垃圾处理却并未达到世界一流水平。随着我国社会的快速进步与发展，我国城市生活垃圾产量也急速增加。高速增长的垃圾产量、日渐复杂的生活垃圾成分和相对缺乏的城市生活垃圾处理手段，已经严重阻碍了我国社会及经济的发展。对城市垃圾的合理处理，能够美化环境，改善城市面貌，更深层次上，对居民个人来说，可以保护健康，减少疾病的产生及传播，对国家和社会来说，有利于城市管理的有效发展，将废弃物回收进行利用，更是对可持续化发展有着重要的意义。

我国要实现垃圾物流网络的高效处理，逆向物流是必不可少的物流方式，城市生活垃圾回收体系中的逆向物流是指由居民生活垃圾经垃圾收集点进行收集分类后经由中转站进行转运最后由处理点进行处理的物流网络。

逆向物流的发展，不仅能提高潜在事故的透明度；增加竞争优势；减少耗费成本，还能够减少产品对环境的污染及资源的消耗，符合了科学发展观的理念。我国的逆向物流大多为回收物流，即对废弃物的中有利用价值的部分进行回收整合；这不但能够减少资源使用，并通过减少使用资源来完成对城市生活垃圾数量的控制，同时现有的物流系统更有效率。 其次，对我国实现绿色物流有着积极的意义。

1.2 国内外现状

1.2.1 城市生活垃圾物流研究现状

现代社会的高速发展，给人们的生活带来便利的同时，城市生活垃圾所带来问题也日益严重。我国在发展成为世界第二大经济体的同时，城市生活垃圾的产量也跃居世界前三，我国的城市生活垃圾物流存在着起步晚，成型慢，种类复杂等问题。相比较于国外已经成熟的城市生活垃圾物流体系，我国的城市生活垃圾物流还存在着管理体制，规章制度和技术政策方面的问题。

与我国相比，国外城市生活垃圾的物流体系相对完善。Fleischmann等学者提出了单一产品、无限产品回收物流网络设计模型，并将其用于分析复印机再制造。这种物流模式已经成为许多外国企业加工单一产品的主要物流手段，没有限制产品的能力 [^[2]]；Seoideh开发了一个双层混合整数线性规划模型。下层包括固体废物收集站的选址和建设成本，上层包括废物分配到各个中心。针对固体废弃物收集的不确定性，提出了一种基于场景的鲁棒优化方法。与多目标模型相比，考虑到该模型的层次性，将使分析更加恰当。该模型同时解决了选址和配置问题，从经济优化的角度考虑，考虑了物流的效率和经济性[^[3]]。这两种模型，已经是相对完善并且部分投入使用的模型，然而由于国情以及社会性质的差异，这两种模型并不能直接适用于我国的城市生活垃圾物流体系，但可以给我国城市生活垃圾物流网络的研究提供新的思路。

近年来，我国的城市生活垃圾物流体系的研究已经由不被重视转变为广泛关注。赵长东等人从城市生活垃圾物流的四大流程入手，对整个物流系统运作的流程瓶颈进行了分析。[^[4]]。从总体上提供了建立城市生活垃圾物流系统的方法。陈海滨等从单个环节提出了垃圾转运系统的模块化设计体系，并结合实际情况，对经济性进行了说明[^[5]]。邱江等人对转运站的选址、规模、工艺、运行成本等因素进行了深入分析，提出了提高转运站转运效率的方法和措施，以转运站效率的提高为切入点，优化我国现有的城市固体废物物流网络。 [^[6]]。他们将转运作为重点，从优化转运站方面提出思路。张静等人结合了城市垃圾物流与信息管理系统的成果，提出构建以源头文件、收集运输计量和过程监管为核心的生活垃圾物流信息管理系统。在分析物联网技术在生活垃圾分类、收集和运输中应用的基础上，提出了垃圾物流信息管理系统的关键技术和设备方案[^[7]]。吴加广就城市生活固体废弃物物流展开研究,分析了城市生活固体废弃物物流现状,并介绍了绿色发展的内涵,最后在绿色发展视域下论述了城市生活固体废弃物物流的发展对策。[^[8]]王强通过网络平台与城市垃圾站点的实际结合,利用平台功能协调整个回收系，用二维码技术与智能回收技术，为生活垃圾物流网络提出了新的思路[^[9]]。徐颖等人基于信息不完全和有限理性的假设，构建了竞争性企业参与市场化运作模式的“居民、垃圾分类收集运输企业、政府”三方逆向物流博弈模型，并运用演化博弈复制动态方法分析各利益相关者的行为关系和最优稳定策略选择[^[10]]。田凤权以辽宁省为例，介绍了辽宁省城市生活垃圾现状及处理工艺，优化了城市生活垃圾逆向物流流程，为我国北方城市的城市生活垃圾逆向物流优化提供了思路 [^[11]]。顾倩男通过对现有垃圾压缩转运站的合理利用，并借助模拟退火算法，对城建局发布的三个备选压缩转运站进行了优化，选择了垃圾压缩转运站的较好位置，并有计划地规划和调整垃圾收集站的流量分布、车辆配置和物流中心之间的运输数量，在此基础上完善秦皇岛市生活垃圾物流网络[^[12]]。这种方法可以结合国内各城市的情况，进行深入开发研究。

1.2.2 逆向物流研究现状

逆向物流作为新崛起的物流方式，在网购日渐成为人们主要消费方式的今天，成为了众多学者研究的重点，而随着逆向物流的研究，逆向物流更多的方式被开发，不仅仅运用于网购，也在城市生活垃圾物流体系的建设中发挥出重要的作用。

黄睿基于道路元结构的建模方法，用一系列清晰的模型描述需求驱动的完整业务流程，从而优化了传统的业务流程建模方法。并且结合所建立的模型，分析了逆向物流系统建立中存在的问题，并提出了建议[^[13]]。国外学者Shih等人研究了台湾地区废旧家电和电脑产品的逆向物流网络模型，在各种不同的回收率和回收生产条件下，通过混合整数规划（MILP）来决定最优系统 [^[14]]。Sheu考虑了废旧产品回收率和相应从政府组织获得的补贴等因素，构造了多目标规划化气箱除气的逆向网络结构设计问题，运用了整数规划模型决定除气设备的最有数量和地理分布流基础设施设计中的不完全信息，提出了随机规划模型来解决产品回收网络中不确定性。完善了逆向物流在废旧产品回收物流网络中的运用 [^[15]]。

本设计在国内外研究的基础上，拟通过对w市的城市生活垃圾物流网络进行分析，对w市的城市生活垃圾物流网络进行构建及优化，提高w市城市生活垃圾的处理能力。

1.3 设计说明书

1.3.1设计目标与基本要求

设计目标：通过文献阅读与现状研究,对生活垃圾物流网络基础理论进行分析与阐述, 得出网络设计的影响因素、原则和基本内容。应用物流网络设计理论与方法，构建相应数学模型，对生活垃圾物流网络布局进行优化设计：网络结构及层次、垃圾收集点、中转站、处理中心等关键节点布局及优化等。在此基础上，提出生活垃圾物流今后发展的对策与建议。