[发明专利]基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法及系统

权利要求书

1.基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法，其特征在于，包括：

步骤一、获取基础空间数据集，所述基础空间数据集包括人口数值和土地利用类型数值，以栅格为单位对基础空间数据集进行划分，得到多个数据网格；

步骤二、根据基础空间数据集确定网格内部不同种类垃圾的产量时空分布；具体过程为：

从多个数据网格中选取一个数据网格进行垃圾采样，得到该网格内每天的垃圾产量和垃圾种类比例分布；基于每天的垃圾产量和垃圾种类比例分布，利用最小二乘法建立线性回归模型，对线性回归模型进行拟合，并优化参数权重，得到优化后的线性回归模型；将所有数据网格内的人口数值和土地利用类型数值输入优化后的线性回归模型，计算得到每个网格内的垃圾产量和垃圾种类比例分布；根据每个网格内的垃圾产量和垃圾种类比例分布确定垃圾的产量时空分布；

步骤三、获取待规划区域的空间矢量数据集，所述空间矢量数据集包括垃圾收集站点、转运站点、村镇多级路网、垃圾处置站点；

步骤四、根据每个网格内的人口数值、土地利用类型数值和网格内部不同种类垃圾的产量时空分布，建立线性回归算法，通过线性回归算法计算得到每一个网格的不同种类垃圾的日均产量值；将网格内所有不同种类垃圾的日均产量值加和，得到转运站点所承担的每种垃圾日平均收运负荷；

步骤五、设置不同种类垃圾运输频率；

步骤六、根据车辆的运输频率，以及垃圾转运点和处理点的开放时间，设立工作时间窗口；

步骤七、获取时间成本、运输成本和固定成本，作为垃圾转运的总成本，

步骤八、根据转运站点所承担的每种垃圾日平均收运负荷，空间矢量数据集，垃圾转运的总成本，不同种类垃圾运输频率、车辆运输起点、转运站点、运输终点，建立VRP分析图层，并加入步骤六设立的时间窗口，形成VRPTW模型；将转运站点所承担的每种垃圾日平均收运负荷，空间矢量数据集，垃圾转运的总成本，不同种类垃圾运输频率、车辆运输起点、转运站点、运输终点输入VRPTW模型中，基于VRP运算，输出得到不同种类垃圾对应的运输路径和运输时间，根据不同种类垃圾对应的运输路径和运输时间计算得出日运输成本；

步骤九、将各类垃圾的日运输成本进行加和，乘以时间单位，得到待规划区域的垃圾运输最低总成本。

2.根据权利要求1所述基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法，其特征在于，所述产量时空分布为不同时间场景下每个网格内部的不同种垃圾产量。

3.根据权利要求2所述基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法，其特征在于，所述垃圾种类包括：干垃圾、湿垃圾、可回收垃圾和有害垃圾。

4.根据权利要求3所述基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法，其特征在于，所述步骤五中对垃圾设置的运输频率具体为：

运输湿垃圾的运输频率为至少一天一次；

运输干垃圾的运输频率为至少两天一次；

运输可回收垃圾的运输频率为至少三天一次；

运输有害垃圾的运输频率为至少五天一次。

5.根据权利要求4所述基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法，其特征在于，所述时间成本包括车辆转运时间和车辆在转运点的停留时间；所述运输成本包括单位时间内车辆所耗油量对应价格；所述固定成本包括垃圾装卸中的固定电量对应价格和运输人员工资。

6.根据权利要求1所述基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法，其特征在于，所述空间矢量数据通过ArcMap10.7获取。

7.根据权利要求1所述基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法，其特征在于，每个数据网格为100m*100m。

8.根据权利要求1所述基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法，其特征在于，所述VRP分析图层通过Network Analysis建立得到。

9.基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划系统，其特征在于：该系统用于执行权利要求1至权利要求8之一的基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法。