[发明专利]一种乡村生活垃圾收转运路径与周期优化方法

权利要求书

1.一种乡村生活垃圾收转运路径与周期优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、以实地调研法为基础，根据垃圾车的吨位统计生活垃圾的平均日清运量，采用改进车吨位法估算原住民生活垃圾日产生量y_d，公式如(1)所示：

y_d＝y_q×k_s×k_c(1)

式(1)中，

y_q为按车吨位统计的生活垃圾平均日清运量，单位为千克每日(kg/d)；

k_s为垃圾渗沥液系数；

k_c为垃圾车的载质量利用系数；

对y_d进行汇总统计并依次测算“村收集、镇转运、县处理”三个层级的逐日生活垃圾收转运规模；

步骤2、基于蚁群算法，将垃圾车视为蚂蚁，根据各个节点(居民点)连接路径上的信息素浓度决定其下一个访问节点；确定主要变量及参数，包括蚂蚁数量k、节点i、j、信息素常量Q、信息素因子α、启发函数因子β、信息素挥发因子ρ、最大迭代次数t；

所述蚂蚁数量k为工作的垃圾车数量，其取值依各乡镇而定；

所述节点i、j为垃圾收集与转运点，其取值依各乡镇而定；

所述信息素常量Q表示蚂蚁循环一次所释放的信息素总量；

所述信息素因子α表示信息素浓度的重要性与蚁群搜索范围，

所述启发函数因子β反映了启发式信息在指导蚂蚁搜索中的相对重要程度，蚁群寻优过程中先验性、确定性因素作用的强度；

所述信息素挥发因子ρ反映了信息素的挥发程度，1-ρ反映了信息素的保持水平，为信息素残留系数；

所述最大迭代次数t为达到最佳路径而重复计算的次数；

步骤3、综合考虑收转运过程中的额外经济成本，将时间成本代替原路径距离，

进行生活垃圾收转运路径计算，公式如下式(2)：

式(2)中，

l_ij为垃圾车从节点i至节点j所经道路长度；

v_ij为垃圾车的行驶速度；

步骤4、当所有的蚂蚁完成一次循环后，各个节点间连接路径上的信息素浓度需进行更新，计算公式如下式(3)、(4)：

τ_ij(t+1)＝(1-ρ)τ_ij(t)+Δτ_ij    (3)

式(3)、(4)中，

表示t时刻第k只蚂蚁在节点i与节点j连接路径上释放的信息素浓度；

Δτ_ij(t)表示t时刻所有蚂蚁在节点i与节点j连接路径上释放的信息素浓度之和；

基于蚁周模型，利用全局信息进行运算；计算公式如下式(5)：

式(5)中，

Q为信息素常数；

T_k为第k只蚂蚁从节点i到j之间的时间成本；

步骤5、基于最优路径，进行农村牧区生活垃圾收转运路径与周期优化；结合农村牧区生活垃圾产生量与现有路网，在生活垃圾产生量明显较少的月份减少垃圾车清运频率；对于地理位置偏远地区每5天左右清运一次；合理调整收集路线，实现生活垃圾收转运的周期最优化。

2.如权利要求1所述乡村生活垃圾收转运路径与周期优化方法，所述步骤2中，其特征在于，

所述信息素常量Q取值范围为10≤Q≤10000；

所述信息素因子α取值范围为0≤α≤5；

所述启发函数因子β取值范围为0≤β≤5；

所述信息素挥发因子ρ取值范围为0ρ1；

所述最大迭代次数t取值范围为100≤t≤500。

3.如权利要求1所述乡村生活垃圾收转运路径与周期优化方法，所述步骤2中，其特征在于，

所述信息素常量Q取值为100；

所述信息素因子α取值为1；

所述启发函数因子β取值为2；

所述信息素挥发因子ρ取值为0.1；

所述最大迭代次数t取值为200。