[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

说明书

基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法及系统，属于环境工程、环境系统模拟预测技术与计算机技术交叉领域。本发明解决了生活垃圾空间分布数据缺乏、运输方案不优化，而导致垃圾运输成本高，运输效率低的问题。本发明方法包括：获取基础空间数据集；根据基础空间数据集确定垃圾产量时空分布；获取待规划区域的空间矢量数据集；建立线性回归算法，计算得到垃圾的日均产量值，得到垃圾日均收运负荷；设置运输频率；根据运输频率和开放时间设立工作时间窗口；获取垃圾转运总成本，根据以上数据建立VRP分析图层，加入时间窗形成VRPTW模型；将以上数据输入VRPTW模型，得到垃圾对应运输路径和运输时间，计算得出日运输成本。本发明用于垃圾分类运输规划。

技术领域

本发明属于环境工程、环境系统模拟预测技术与计算机技术交叉领域，具体涉及基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法及系统。

背景技术

伴随着我国城镇化水平的高速发展与人口数量的增长，截至2019年，生活垃圾年产量已经上升到了1.79亿吨的规模，我国村镇的环境卫生发展面临垃圾产生量增长快、运输处理能力不协调、运维成本欠优化、填埋导致二次污染严重等现实挑战，亟待推广先进理念，进行精细化管理与全局的资源整合，无废城市建设计划应运而生。结合生态环境部于2019年6月印发的《“无废城市”建设指标体系(试行)》中生活垃圾管理中对生活垃圾分类收运系统覆盖率的控制需求，需要将数据的量级与时间尺度上进行细化，配合当地市政部门的精准环境管理，形成符合现实状况的精细化生活垃圾运输方法。生活垃圾的生命周期过程规划管理，已经在国内外发展为重要的新兴产业，作为社会的生态文明建设重要课题，引发了越来越多的关注。不仅是处理设备的更新换代，更有处理流程的现代化、系统化水平的日益提升，地理信息系统(Geo－Information system,简称GIS)技术作为重要工具，也广泛应用于固体废物的综合管控。

面向我国未来基于无废城市各项指标的建设需求与广大村镇的发展需要，首先，将GIS相关算法与当地的环卫建设结合，并不能照搬照抄经验，需要结合当地垃圾产生的空间特点进行分析，对服务规模的扩充进行动态化的考量；其次，GIS软件与空间地理分析技术的结合，可以使其获得更好的研究成果，以空间地理数据的引入，增加路径生成过程的精准性；最后，由于当地村镇建设的需要，应当切合当地源头减量要求以及无害化处理的现状，制定可以覆盖当地全域的无害化生活垃圾分类运输路线。

针对我国村镇场景下生活垃圾空间分布数据缺乏、运输方案不够优化散，而导致运输成本高的问题，现需一种村镇垃圾分类转运方法来降低运输成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决针对我国村镇场景下生活垃圾空间分布数据缺乏、运输方案不够优化，而导致垃圾运输成本高，运输效率低的问题，现提出基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法及系统。

基于空间数据和VRPTW的村镇垃圾分类转运规划方法，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；

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；