[發明專利]基于空間數據和VRPTW的村鎮垃圾分類轉運規劃方法及系統

有效

• 申請號: 202110551707.1
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113191672B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 田禹;趙天瑞;張軍;左薇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/08;G06Q10/10;G06Q10/04;G06Q10/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

基于空間數據和VRPTW的村鎮垃圾分類轉運規劃方法及系統，屬于環境工程、環境系統模擬預測技術與計算機技術交叉領域。本發明解決了生活垃圾空間分布數據缺乏、運輸方案不優化，而導致垃圾運輸成本高，運輸效率低的問題。本發明方法包括：獲取基礎空間數據集；根據基礎空間數據集確定垃圾產量時空分布；獲取待規劃區域的空間矢量數據集；建立線性回歸算法，計算得到垃圾的日均產量值，得到垃圾日均收運負荷；設置運輸頻率；根據運輸頻率和開放時間設立工作時間窗口；獲取垃圾轉運總成本，根據以上數據建立VRP分析圖層，加入時間窗形成VRPTW模型；將以上數據輸入VRPTW模型，得到垃圾對應運輸路徑和運輸時間，計算得出日運輸成本。本發明用于垃圾分類運輸規劃。

技術領域

本發明屬于環境工程、環境系統模擬預測技術與計算機技術交叉領域，具體涉及基于空間數據和VRPTW的村鎮垃圾分類轉運規劃方法及系統。

背景技術

伴隨著我國城鎮化水平的高速發展與人口數量的增長，截至2019年，生活垃圾年產量已經上升到了1.79億噸的規模，我國村鎮的環境衛生發展面臨垃圾產生量增長快、運輸處理能力不協調、運維成本欠優化、填埋導致二次污染嚴重等現實挑戰，亟待推廣先進理念，進行精細化管理與全局的資源整合，無廢城市建設計劃應運而生。結合生態環境部于2019年6月印發的《“無廢城市”建設指標體系(試行)》中生活垃圾管理中對生活垃圾分類收運系統覆蓋率的控制需求，需要將數據的量級與時間尺度上進行細化，配合當地市政部門的精準環境管理，形成符合現實狀況的精細化生活垃圾運輸方法。生活垃圾的生命周期過程規劃管理，已經在國內外發展為重要的新興產業，作為社會的生態文明建設重要課題，引發了越來越多的關注。不僅是處理設備的更新換代，更有處理流程的現代化、系統化水平的日益提升，地理信息系統(Geo－Information system,簡稱GIS)技術作為重要工具，也廣泛應用于固體廢物的綜合管控。

面向我國未來基于無廢城市各項指標的建設需求與廣大村鎮的發展需要，首先，將GIS相關算法與當地的環衛建設結合，并不能照搬照抄經驗，需要結合當地垃圾產生的空間特點進行分析，對服務規模的擴充進行動態化的考量；其次，GIS軟件與空間地理分析技術的結合，可以使其獲得更好的研究成果，以空間地理數據的引入，增加路徑生成過程的精準性；最后，由于當地村鎮建設的需要，應當切合當地源頭減量要求以及無害化處理的現狀，制定可以覆蓋當地全域的無害化生活垃圾分類運輸路線。

針對我國村鎮場景下生活垃圾空間分布數據缺乏、運輸方案不夠優化散，而導致運輸成本高的問題，現需一種村鎮垃圾分類轉運方法來降低運輸成本。

發明內容

本發明的目的是為了解決針對我國村鎮場景下生活垃圾空間分布數據缺乏、運輸方案不夠優化，而導致垃圾運輸成本高，運輸效率低的問題，現提出基于空間數據和VRPTW的村鎮垃圾分類轉運規劃方法及系統。

基于空間數據和VRPTW的村鎮垃圾分類轉運規劃方法，包括：

步驟一、獲取基礎空間數據集，所述基礎空間數據集包括人口數值和土地利用類型數值，以柵格為單位對基礎空間數據集進行劃分，得到多個數據網格；

步驟二、根據基礎空間數據集確定網格內部不同種類垃圾的產量時空分布；

步驟三、獲取待規劃區域的空間矢量數據集，所述空間矢量數據集包括垃圾收集站點、轉運站點、村鎮多級路網、垃圾處置站點；

步驟四、根據每個網格內的人口數值、土地利用類型數值和網格內部不同種類垃圾的產量時空分布，建立線性回歸算法，通過線性回歸算法計算得到每一個網格的不同種類垃圾的日均產量值；將網格內所有不同種類垃圾的日均產量值加和，得到轉運站點所承擔的每種垃圾日平均收運負荷；

步驟五、設置不同種類垃圾運輸頻率；

步驟六、根據車輛的運輸頻率，以及垃圾轉運點和處理點的開放時間，設立工作時間窗口；