一　概述

　　隨著城市人口的增加，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生活垃圾的數(shù)量日益增多，分布更廣，垃圾問題逐漸成為人們關(guān)心的一個嚴(yán)峻的社會問題，急需得到解決。

　　城市生活垃圾收運(yùn)系統(tǒng)是生活垃圾管理的重要組成部分，也是城市垃圾收運(yùn)管理系統(tǒng)中的重要步驟，是其中操作最為復(fù)雜、人力物力需求最多的階段。城市生活垃圾從收集、運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)到處理，構(gòu)成了城市生活垃圾的處理系統(tǒng)。有數(shù)據(jù)顯示， 處理系統(tǒng)費(fèi)用的75%—85% 歸因于收集和運(yùn)輸。所以，選取合適的垃圾清運(yùn)方式，設(shè)計合理有效的收運(yùn)路線，對城市垃圾收運(yùn)系統(tǒng)是十分重要的。并且，隨著城市生活垃圾產(chǎn)生量的迅速增加，收運(yùn)系統(tǒng)對環(huán)境及社會系統(tǒng)造成的壓力也日益凸現(xiàn)。因此對垃圾車的收運(yùn)路線進(jìn)行合理優(yōu)化，不僅可以降低收運(yùn)系統(tǒng)成本，減少環(huán)境污染與社會影響。根據(jù)不同地方區(qū)域的實(shí)際情況設(shè)計合理的收運(yùn)路線，還能夠使區(qū)域內(nèi)的垃圾及時快捷的被清除，讓大家的生活環(huán)境更加清潔、舒適。

　　二　收運(yùn)線路優(yōu)化設(shè)計的意義

　　城市垃圾收運(yùn)并非單一階段操作過程，通常由三個階段構(gòu)成一個收運(yùn)系統(tǒng):第一階段是從垃圾發(fā)生源到垃圾桶的過程，即搬運(yùn)貯存（簡稱運(yùn)貯）; 第二階段是垃圾的清除（簡稱清運(yùn)），通常指垃圾的近距離運(yùn)輸，一般用清運(yùn)車輛沿一定的路線收集清除容器和其他貯存設(shè)施中的垃圾，并運(yùn)至垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站，有時也可就近直接送至垃圾處理廠和處置場; 第三階段為轉(zhuǎn)運(yùn)，特指垃圾的遠(yuǎn)途運(yùn)輸，即在轉(zhuǎn)運(yùn)站將垃圾裝載至大容量運(yùn)輸工具上，運(yùn)往遠(yuǎn)處的處理處置廠。在城市垃圾收集操作方法、收集車輛類型、收集勞力、收集次數(shù)和作業(yè)時間確定以后。收集清運(yùn)工作安排的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性關(guān)鍵就是合理的收運(yùn)路線。

　　根據(jù)中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在2008 頒發(fā)并開始實(shí)行的《城鎮(zhèn)市容環(huán)境衛(wèi)生勞動定額》中的規(guī)定，城市垃圾收集和運(yùn)輸?shù)姆绞街饕ǎ喝斯ど祥T收集，機(jī)動車?yán)占\(yùn)輸和非機(jī)動車?yán)\(yùn)輸（人力車）。其中機(jī)動車?yán)占\(yùn)輸?shù)脑O(shè)備主要有：自裝卸式垃圾車、集裝箱式垃圾車、車廂可卸式垃圾車、機(jī)械裝自卸式垃圾車、定點(diǎn)收集人工裝自卸式垃圾車，密閉罐裝式餐廚垃圾車等。在每種人工機(jī)械設(shè)備在每日勞動定額一定的情況下，選擇合理的垃圾收運(yùn)車輛和路線，可減少行駛距離，節(jié)約時間；可高效的調(diào)度收運(yùn)車輛，減少投入車輛數(shù)；車輛的維修費(fèi)用、燃油費(fèi)也相應(yīng)減少。同時，人力資源也可發(fā)揮更大的效率。因此可以看出通過對垃圾收運(yùn)車輛行車路線的優(yōu)化，可以很大程度的節(jié)省收運(yùn)費(fèi)用，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

　　同時，環(huán)衛(wèi)和垃圾收運(yùn)車輛在行駛工作的過程中，由于本身排量較大，再結(jié)合本身的工作性質(zhì)，會產(chǎn)生大量的尾氣排放和不可避免的垃圾二次污染，同時也會對環(huán)境產(chǎn)生一定的噪聲污染，對收運(yùn)線路的優(yōu)化設(shè)計可以通過減少不必要的車輛使用，減少車輛行駛對大氣造成的污染和工作過程中對環(huán)境的二次污染。

　　一些發(fā)達(dá)國家對垃圾收運(yùn)線路的設(shè)計也十分重視，不少國家都制定了垃圾車收運(yùn)線路圖。例如德國的城市拉圾收運(yùn)系統(tǒng)比較完備，各清掃局都有垃圾車收運(yùn)路線圖和道路清掃圖，收運(yùn)路線圖和清掃圖把全市分為若干個收集區(qū)，明確規(guī)定掃路機(jī)的清掃路線以及這個地區(qū)的垃圾收集日、收集容器的數(shù)量及其車輛行駛路線等，收集地區(qū)的容器數(shù)量和安放位置等在路線圖上都有明確標(biāo)記，司機(jī)只需按照路線圖的標(biāo)志，在規(guī)定的收集日按收運(yùn)路線去收集垃圾或進(jìn)行清掃作業(yè)。

　　三　收運(yùn)線路優(yōu)化設(shè)計的方法

　　對于目前垃圾收運(yùn)路線優(yōu)化設(shè)計，常見的考慮因素包括經(jīng)濟(jì)因素和環(huán)境及社會影響因素，但結(jié)合我國目前環(huán)境管理信息與交通運(yùn)輸信息不完善的情況，即使有少數(shù)考慮環(huán)境及社會影響的模型也需要大量的數(shù)據(jù)，為此，從我國環(huán)境管理特點(diǎn)出發(fā)，以經(jīng)濟(jì)因素為主，利用加權(quán)法建立可同時實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會綜合效益最優(yōu)的收運(yùn)路線模型，并利用禁忌搜索算法求解，是目前較為可行的解決方案之一。

　　城市生活垃圾收運(yùn)系統(tǒng)是由處理系統(tǒng)的收集、運(yùn)輸和中轉(zhuǎn)三個環(huán)節(jié)組成，其硬件主要有各種收集和運(yùn)輸車輛、輸送設(shè)備、運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備及輔助設(shè)備，相應(yīng)的操作規(guī)程、管理制度和作業(yè)方式等為該系統(tǒng)的支持軟件。要對收運(yùn)線路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，首先需要確定城市生活垃圾的收運(yùn)模式。收運(yùn)系統(tǒng)模式設(shè)計內(nèi)容包括：

　　1. 確定采用有中轉(zhuǎn)收運(yùn)模式或無中轉(zhuǎn)站模式；

　　2. 確定生活垃圾收集方式，即流動車輛收集或收集站收集；

　　3. 配置系統(tǒng)硬件（包括車輛、中轉(zhuǎn)站布點(diǎn)及設(shè)備等）；

　　4. 配置作業(yè)規(guī)程（包括垃圾收運(yùn)線路的設(shè)計和優(yōu)化）。

　　收運(yùn)系統(tǒng)模式設(shè)計的一般步驟為：首先進(jìn)行城市生活垃圾產(chǎn)量、成分、分布的統(tǒng)計及預(yù)測，按照可持續(xù)發(fā)展要求，制定城市生活垃圾處理規(guī)則，包括處理工藝的確定，處理場布點(diǎn)及處理能力確定； 其次要按照整潔、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)、方便、協(xié)調(diào)原則確定生活垃圾的收集方式和是否要使用中轉(zhuǎn)站；最后根據(jù)經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)及城市基本情況配置系統(tǒng)硬件，制定作業(yè)規(guī)程。優(yōu)化設(shè)計垃圾收運(yùn)路線的同時還應(yīng)該遵守以下原則：

　　1. 收運(yùn)路線應(yīng)盡可能緊湊，避免重復(fù)或斷續(xù);

　　2. 收運(yùn)路線應(yīng)能平衡工作量，使每個作業(yè)階段、每條線路的收集和清運(yùn)時間大致相等;

　　3. 收集路線應(yīng)避免在交通擁擠的高峰時間段收集、清運(yùn)垃圾;

　　4. 收運(yùn)路線應(yīng)當(dāng)首先收集地勢較高地區(qū)的垃圾;

　　5. 收集路線起始點(diǎn)最好位于停車場或車庫附近;

　　6. 收運(yùn)路線在單行街道收集垃圾，起點(diǎn)應(yīng)盡量靠近街道入口處，沿環(huán)形路線進(jìn)行垃圾收集工作。

　　一條完整的收集清運(yùn)路線大致由“實(shí)際路線”和“區(qū)域路線”組成。前者指垃圾收集車在指定的街區(qū)內(nèi)所遵循的實(shí)際收集路線；后者指裝滿垃圾后，收集車為運(yùn)往中轉(zhuǎn)（或垃圾場）需走過的地區(qū)或街區(qū)。

　　在垃圾收運(yùn)路線的設(shè)計中，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計合理的收運(yùn)路線在一定程度上可以非常有效地提高城市垃圾收運(yùn)水平。垃圾收運(yùn)路線的設(shè)計一般有四種方案：

　　第一種方案是每天按固定路線收運(yùn)。這是目前采用最多的收集方案。環(huán)衛(wèi)工人每天按照預(yù)設(shè)固定路線進(jìn)行收集。該法具有收集時間固定、路線長短可以根據(jù)人員和設(shè)備進(jìn)行調(diào)整的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是人力設(shè)備使用效率較低，在人力和設(shè)備出現(xiàn)故障時會影響收集工作的正常進(jìn)行，而且當(dāng)路線垃圾產(chǎn)生量發(fā)生變化時，不能及時調(diào)整收集路線。

　　第二種方案是大路線收運(yùn)，允許收集人員在一定時間段內(nèi)，自己決定何時何地進(jìn)行哪條路線的收集工作。此法的優(yōu)缺點(diǎn)與第一種方法相似。

　　第三種方案是車輛滿載法。環(huán)衛(wèi)人員每天收集的垃圾是運(yùn)輸車輛的最大承載量。此方發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是可以減少垃圾運(yùn)輸時間，能夠比較充分的利用人力和設(shè)備，并且適用于所有收集方式。缺點(diǎn)是不能準(zhǔn)確預(yù)測車輛最大承載相當(dāng)于多少居民或企事業(yè)單位的垃圾產(chǎn)生量。

　　第四種方案是采用固定工作時間的方法。收集人員每天在規(guī)定的時間內(nèi)工作。這樣可以比較充分利用有關(guān)的人力和物力，但是由于本方法規(guī)律性不明顯，一般人員很少了解本地垃圾收集的具體時間。

　　在進(jìn)行實(shí)際優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合該地區(qū)垃圾的各種特點(diǎn)、垃圾容器、垃圾估計產(chǎn)量以及車輛、道路、交通等各方面因素，確定使用某一種方案進(jìn)行優(yōu)化或是兩種及以上方案相結(jié)合，再根據(jù)設(shè)計收集路線的步驟: 首先準(zhǔn)備適當(dāng)比例的地域地形圖，圖上標(biāo)明垃圾清運(yùn)區(qū)域邊界、道口、車庫和通往各個垃圾集裝點(diǎn)的位置、容器數(shù)、收集次數(shù)等，如果使用固定容器收集法，應(yīng)標(biāo)注各集裝點(diǎn)垃圾量；然后進(jìn)行資料分析，將資料數(shù)據(jù)概要列為表格；進(jìn)而開始初步設(shè)計收集路線；之后再為初步收集路線進(jìn)行比較，通過反復(fù)進(jìn)一步均衡收集路線，使每周各個工作日收集的垃圾量、行駛路程、收集時間大致相等，最后將確定的收集路線畫在收集區(qū)域圖上。

　　例如：第一種方案與第三種方案結(jié)合的收運(yùn)路線設(shè)計方案可以表示為：垃圾收集車每天按照預(yù)設(shè)固定路線進(jìn)行收集，直到收集的垃圾是運(yùn)輸車輛的最大承載量，返回垃圾處理處置場，清空垃圾后再次出發(fā)按照既定路線繼續(xù)收集。這種方法是根據(jù)實(shí)際情況將兩種方案結(jié)合而成，更適合于實(shí)際的具體情況。以優(yōu)化垃圾收運(yùn)車的調(diào)配時間和行進(jìn)路線為手段，使得垃圾能夠高效、及時地轉(zhuǎn)運(yùn)，避免垃圾在收集點(diǎn)或轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)滯留。必要時，應(yīng)對一級、二級和多級轉(zhuǎn)運(yùn)的不同方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)成本的比較分析，選擇最為經(jīng)濟(jì)的收運(yùn)方式。通過對收集密度和運(yùn)輸距離兩個關(guān)鍵因素的分析，提出與區(qū)域具體情況相適應(yīng)的垃圾收運(yùn)線路。

　　除此之外，由于地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)的快速發(fā)展，以及其自身具有的大數(shù)據(jù)處理和快速可視化等功能，因此GIS 技術(shù)也越來越多地應(yīng)用在城市生活垃圾處理領(lǐng)域，但現(xiàn)階段主要集中在收集點(diǎn)、中轉(zhuǎn)站、填埋場等相關(guān)設(shè)施的選址輔助決策方面。個人認(rèn)為有效的利用GIS 技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)研究成果，將其合理的運(yùn)用到城市生活垃圾收運(yùn)路線優(yōu)化領(lǐng)域，會起到更加明顯的優(yōu)化效果，作為一個可行的垃圾收運(yùn)線路優(yōu)化設(shè)計方法，存在著廣闊的發(fā)展前景。

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