城市固体废物管理的模糊优化模型

软计算快报3（2021）100019城市沼气生产的模糊优化模型固体废物Abbas Al-Refaie*，Ahmad Al-Hawadi，Natalija Lepkova工业工程UJ：约旦大学，约旦A R T I C L EI N FO保留字：城市固体废物（MSW）优化多期温室气体（GHG）排放废物废物管理A B标准约旦不可再生化石燃料的供应继续减少，这增加了对能源的依赖，例如从城市固体废物中产生的甲烷气体。此外，于COVID-19疫情期间，固体废物显著增加，尤其是在封城期间，此增加需要通过改善城市固体废物管理系统立即应对此全球紧急情况。不幸的是，很少有以前的研究工作已经针对提出优化模型，该优化模型利用来自不同类型和容量的运输卡车的可用资源来同时优化经济和环境方面。因此，本研究开发了一种有效的城市生活垃圾管理系统的优化模型，以增加从多个仓库运送到厌氧消化厂（ADP）或回收中心的垃圾的百分比。优化模型的目标函数是双重的;最大化运输废物的数量，并最小化运输成本和不同类型的运输卡车在六天内产生的温室气体（GHG）排放。案例研究，优化结果表明，平均1236.36兆瓦时（MWh）的能源潜力，在最低的平均处理成本为165.22美元/吨，可以产生从运输3540吨废物超过六天。这些能源可用于促进可持续发展和发展由可再生能源驱动的生态城市。总之，所提出的模型被发现有效地提高了现有的城市固体废物的性能，并导致显着降低环境影响和运输成本，最大限度地提高卡车和设施的利用率。1. 介绍对于低收入国家，城市固体废物（MSW）管理是一个关键问题，由于废物产生量、处理和处置方法，它会影响环境、通常，城市固体废物系统处理从产生到最终处置的废物，包括所有操作和废物的转化[1]。通常，MSW具有若干来源，即，住宅、商业和市政服务[2]，这使得城市固体废物的管理成为许多发展中国家的持续挑战[3]。实际上，MSW填埋场对环境造成非常有害的影响，因此可以实施许多处理方法，包括回收、焚烧和机械生物处理，以减少负面的环境影响[4]。有机废物通过厌氧过程分解产生甲烷气体。虽然，将排放气体升级为甲烷气体的过程是可行的，所产生的甲烷气体复杂且昂贵，可用作能源以促进可持续性。多年来，约旦产生的城市固体废物净额及其对环境的影响显著增加[5]。研究表明[6]，大约70-90%的废物被收集，但只有大约5-10%的固体废物被回收利用。 一个主要的问题是，这个系统不包括可回收和不可回收的固体废物的分离。理想情况下，废物分类需要个人的坚定此外，目前的城市固体废物管理缺乏关键的专用设施，如回收中心和好氧消化厂，这是必要的，以提高控制和利用产生的固体废物倾倒量的能力。因此，大量的垃圾堆积在垃圾填埋场，这提醒决策者有必要建立回收中心，好氧消化厂和开发具有成本效益和环境友好的* 通讯作者。电子邮件地址：abbas. ju.edu.jo（A.Al-Refaie）。https://doi.org/10.1016/j.socl.2021.100019接收日期：2021年6月17日;接收日期：2021年8月28日;接受日期：2021年9月2日2021年9月20日在线发布2666-2221/©2021的作者。发表通过ElsevierB.V.这是一个开放接入文章下的CCby-NC-ND许 可 证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）中找到。可在ScienceDirect上获得目录列表软计算快报杂志首页：www.sciencedirect.com/journal/soft-computing-lettersA. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）1000192--交通系统。此外，现有的设施之间的废物运输系统遭受运输卡车的不良规划，这可能由于设施之间的行程次数过多而导致对环境的负面影响，并导致高运输成本。 为了改善目前的城市生活垃圾管理系统，提高其效率，本研究分析了目前的城市生活垃圾的有效性，然后建立了一个优化模型，以最大限度地提高城市生活垃圾管理系统中的甲烷气体收集，通过最大限度地增加运输废物，并最小化运输成本和温室气体排放，同时考虑卡车类型和容量。本文件的其余部分，包括导言，概述如下。第2节是文献综述。第三节建立了优化模型。第四节阐述了优化模型并讨论了研究结果。第五部分总结了研究结论。本研究的结果可为日本城市的决策者提供如何建立和发展可持续的城市生活垃圾管理系统的帮助。2. 文献综述近年来，城市生活垃圾管理受到了广泛的关注。例如，Badran和El-Haggar[1]提出了埃及塞得港城市固体废物管理系统的混合整数规划模型。它包括使用收集站的概念，埃及尚未使用这种概念。结果表明，最佳模式为27个日处理能力为15吨的收集站和2个日处理能力为10吨的收集站。任何转让垃圾收集站和垃圾填埋场之间的垃圾不应该发生。Mora等人[7]提出了一种混合整数线性模型，通过最大限度地减少意大利某城市“kerbsid e”废物收集系统的不同成本来减少经济和环境影响。应用启发式方法得到了实际问题的一些可容许解。从经济性角度比较了5种不同的路缘系统方案，即分区数量分散、车辆同步性和弧线方向性。最后，使用生命周期评估作为工具，比较路边收集系统的替代方案的整体潜在环境影响，并比较路边系统与传统的带来一个。波普尔德努尔克[8]评估了在农村城市对纸张和生物废物进行源头分类的环境和经济可行性，提高了行政效率，经济成本效益导致废物管理行政重组，以及通过城市间废物收集区优化城市废物收集物流的选择。结果表明，在农村地区，集中收集来源分类的生物废物在经济和环境上都不可行，但是，如果通过城市间合作应用，集中收集来源分类的纸质废物可能会被认为对环境有益。 Zhao和Zhu[9]建立了一个多仓库的车辆路径模型，通过两种商品流的形式，使总成本和总风险最小化，同时规划爆炸废物收集的行程和车辆获取，并设计收集中心和回收中心之间的返回行程。最后，以四川省南川市为例，对所提出的方法进行了验证。Habibi等人[3]提出了一个城市固体废物管理系统的多目标鲁棒优化模型，并通过最小化总成本、温室气体排放和由此产生的视觉污染，同时解决了经济、环境和社会问题。通过检查五个候选地点建设新设施，使用真实数据对德黑兰城市固体废物管理系统的长期规划进行了验证Trochu等人[10]在针对建筑、翻新和拆除（CRD）行业回收木材的环境政策下，解决了逆向物流网络设计问题。主要目的是确定分拣设施的位置和容量，以确保符合新 的 法 规 和 防 止 木 材 被 大 规 模 填 埋 使 用 混 合 整 数 线 性 规 划 模 型（MILP），以尽量减少从CRD网站收集的木材回收过程的总成本。建议MILP模型应用于案例研究，在加拿大魁北克省的CRD行业。Tsai等人[11]应用探索性因子分析，在不确定性条件下检验越南城市生活垃圾属性的有效性和可靠性。模糊集理论被用来翻译的语言参考到城市生活垃圾管理的定性属性。决策试验和评价实验室用于处理属性之间的相互关系。确定了14个属性之间的因果关系。结果表明，技术整合和社会可接受性是推动城市生活垃圾管理的两个方面，而处理创新、安全与健康、经济效益、技术功能性和适用性则被确定为联系标准。最后，还介绍了城市之间的区别。Tsai等人。[12]提出了一个系统的数据驱动的文献计量学分析，将城市固体废物管理作为循环经济的基础，并应用熵权法将频率转换为权重，并基于数据库进行区域比较。进行了文献耦合分析，发现非洲和北美的研究比其他地区。Xiao等[13]提出了系统动态模型，模拟了上海市城市生活垃圾产生、分类、收集、最终处理的全过程，从动态、复杂的角度分析了政策对城市生活垃圾管理的影响。设定了七种情景来模拟这些政策的影响。结果表明，经济政策对未来城市生活垃圾管理的影响最大，如果国内生产总值增长率下降1%，2035年的城市生活垃圾产生量将减少325万吨Istrate等人[14]完成了对已发表的城市固体废物管理系统生命周期评估研究的审查，目的是确定废物转化为能源的解决方案及其对系统环境表现的影响。在将有机废物从焚烧转移到厌氧消化和将废物从焚烧转移到机械生物处理厂的环境后果Deus等人[15]为圣保罗州（巴西）小城市的城市固体废物管理的环境影响评估制定了综合指标此外，这项研究的目的是建立一个城市分类结果表明，北京市城市生活垃圾平均产生量为223.89 kg，人均CO2e排放量为0.166 t 1年 1)平均节能量是51.37千瓦时Tong等人[16]采用系统思维方法分析了越南非正规部门在SWM系统中的关键作用。该分析建立在实地调查的基础上，包括对36家废品经销商、127家废品收购商和760户家庭的系统要素和关键驱动力，以及对越南湄公河三角洲地区专家的深入访谈。结果表明，应将非正式系统纳入SWM进程。Batur等人[17]制定了 城市固体废物管理系统长期规划的一个混合整数线性规划模型，该模型同时考虑了在复杂的废物管理过程中可能出现的不同过程、容量和位置的可能性。研究结果表明，该模型为财务-环境-社会成本的多目标优化以及生命周期评价等决策工具的不确定性问题的解决提供了极大的便利。Iyamu等人[18]回顾了限制金砖四国（巴西、俄罗斯、印度和中国）城市固体废物管理可持续性的共同主题，以及美国、日本、丹麦和澳大利亚等一些高收入国家城市固体废物管理向可持续水平的历史转变。 他们集中讨论了城市固体废物管理与技术系统、社会经济因素、相关环境问题、对政策和决策的影响的相互作用。MSWM的主要研究结果被用于开发一个matic框架，该框架由以下不同的相互作用因素支撑：A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）1000193=政策、环境、社会经济和技术。Pinha和Sagawa[19]提出了一个MSW管理的系统动力学模型，其中涉及资源，废物的目的地和服务/系统的成本结构。作为一个案例研究，巴西的一个23万居民的城市的背景下进行了建模，并提出了10年的方案。在可行投资的情况下，效果更好的方案规定，公共收集的干废物从8.5%增加到15%，同时提高分类过程的生产率。模拟表明，来自可回收物的收入不足以支付服务提供商的支出，并允许指出使提供商减少对政府补贴依赖的情景。Paul和Bussemaker[20]开发了一个基于网络的决策支持系统，可用于城市固体废物的规划和管理，以评估废物价值在特定位置的适用性，例如英国的废物类型，废物数量和相关废物承包商。还通过网络应用程序确定了废物市场机会和循环经济伙伴，并在废物衍生供应链决策的背景Hajar等人[21]研究了城市固体废物管理部门的发展，从可持续发展的角度对约旦进行了研究，并制定了实现约旦2025年愿景目标的潜在情景，并逐步将该部门置于绿色增长道路上，可持续性窗口分析工具被用于评估2010- 2015年期间所研究部门的可持续性利用可持续性窗口工具提出并比较了三种方案：机械生物处理-厌氧消化、机械生物 处 理 - 堆 肥 和 焚 烧 。 从 可 持 续 性 窗 口 分 析 得 出 的 结 论 是 ，2010Pinupolu和raja Kommineni建议城市固体废物管理的一种方法，通过公私合作伙伴关系（PPP）的Vijayawada市，面临的问题，处置和处理的城市固体废物。装置成本、拟议固体废物处理所需的土地和人口是以几何级数法评估的，预计到2051年。结果表明，2051年产生的评估固体废物总量为2788吨/天。Sarbassov等人[23]对阿斯塔纳国际机场产生的城市固体废物进行了成分分析，并评估了不同的废物管理方案在温室气体排放方面。可回收和可燃部分被认为是阿斯塔纳国际机场产生的城市固体废物总量的主要部分（超过50%）。 提出并讨论了四种基本温室气体排放情景。Viau等人[24]旨在批判性地评估从城市生活垃圾处理系统中回收材料的生命周期成本替代模型。他们对同行评审文献中发表的51项关于城市固体废物管理系统的生命周期评估研究进行了系统分析，发现22%的替代率仅被隐含表达。最后，还制定了替代比率文件 编 制 指 南 ， 目 的 是 进 行 更 可 信 和 更 健 全 的 分 析 。 Kulkarni 和Anantharama[25]介绍了COVID-19爆发期间城市固体废物管理的全球背景，并研究了城市固体废物管理的各个方面。数据和信息来自不同学科的多篇科学研究论文、政府和多边机构的出版物以及媒体报道。他们介绍了疫情持续后的挑战和机遇，并建议了城市固体废物处理和处置的替代方法，并概述了未来工作范围，以实现可持续废物管理。以及流行病的后果。 最近在COVID-19危机期间，从化石燃料能源到绿色能源的转变是全球应对紧急流行病和确保可持续经济的紧迫和关键问题。因此，从不同的绿色能源中考虑了新的发电研究，例如Mostafaeipour等人[26]，他研究了城市应用风力发电系统的可行性。此外，Rezaei等人[27]通过建立混合风能和太阳能发电来植物以同样的方式，Wang et al. [28]通过确定建造太阳能光伏板的最佳地点来考虑太阳能。Wang等人[29]提出了一种使用数据分析和模糊模型的清洁能源评估方法。最近在城市生活垃圾管理系统中，很少有研究致力于开发具有多个目标函数的优化模型，这些目标函数将同时的经济和环境方面与运输卡车的可用资源的利用相结合。此外，大多数建议的城市固体废物管理系统忽略了不同容量的卡车类型和每种类型的温室气体排放。因此，本文提出了多目标优化模型，包括最小化总运输量、最小化温室气体排放量和空车3. 优化模型开发固体废物链的关键要素如图1所示，包括I个仓库; i=[1，...，I ]，J个收集站; j = [1，...，J ]，R个回收厂; r = [1，...，R ]，L个填埋场，l =[1，...，L ]，M个厌氧消化厂; m [1，在任何选定的地区，废物箱将被划分为分配给仓库的集群。卡车将从每个集群的垃圾箱收集废物然后，废物将从仓库i运输到收集站j进行处理。由于很多地区并不适用于源头分类，因此废物分类是在收集站进行，以将可循环再造及不可循环再造的废物分类。处理后，可回收废物从收集站j运输到回收中心r，而不可回收废物则运输到L填埋场。最后，有机可回收废物被转化为特殊的堆肥改良剂，从回收中心r运输到厌氧消化装置m.在第t个期间，从上一个期间开始，每个阶段中存在的废物量被定义为-库存，Eb（t-1），而将留在每一阶段的本期，被定义为期末存货，Eft，并考虑这两种存货。令NTuijt、NTujlt和NTurmt表示在第t天，货车u将废物从第i个仓库运送到第j个收集站;从第j个收集站运送到第r个回收中心;从第j个收集站运送到第l个堆填区;以及第r回收中心至第m厌氧消化装置。 以GHI、GHJ、GHR和GHL表示从分别在仓库、收集站、回收中心和垃圾填埋场处理一吨废物（克/吨）。令GHu表示卡车类型u的温室气体排放量（g/km）。 每个阶段都有自己的关联，如图所示，处理废物、用卡车运输废物或两者兼而有之所产生的温室气体排放量。 二、假设：（i）废物在收集站被分离和分类，（ii）仓库、收集站、回收中心、垃圾填埋场和厌氧消化厂的固定成本日费率计算为总固定成本除以预期经济寿命（天），（iii）仓库、收集站、回收中心、垃圾填埋场和厌氧消化厂的可变费率（美元/吨）计算为每吨运营成本除以收集站的日容量，（iv）燃料和维护成本与行驶距离成比例，（v）距离从目的地的质心测量，以及（vi）第一阶段的初始库存对于所有阶段都为零3.1. 模型描述有几个决策变量和参数显示在diX A（Nominal）中。设FCi、FCj、FCr、FCl和FCm分别表示仓库、收集站、垃圾填埋场、回收中心和厌氧消化厂那么，A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）1000194（∑我J不JR不JLRM∑图1.一、优化模 型阶 段 的图示。图二、优化模 型阶 段 的图示。每日固定成本，TFC，在系统中产生的计算公式如下：（一）.从仓库i到收集站j，从收集站j到回收中心r和垃圾填埋场l，以及从回收中心rI J R L M分别输送到厌氧消化装置M。最后，设Q ijt，Q jrt，Q jlt，TFC=∑FCi+∑FCj+∑FCr+∑FLl+∑FCm（1）Qrmt表示第t天从仓库I运输至收集站j，从收集站j到回收中心r，以及可变成本是由于在第t天处理每个阶段的废物而产生的。设vj、vr、vl和vm表示收集站、回收中心、垃圾填埋场和垃圾填埋场L和从回收中心R到厌氧消化设备M，分别运输废物量的总成本，TQC，估计使用方程。（三）、厌氧消化装置，分别。 另外，设Qjt，Qrt，Qlt和Qmt表示回收中心收集站j的废物总量R、垃圾填埋场L和厌氧消化装置M。TQC =α×不t=1∑i=1∑j=1 dij× Qijt+∑t=1∑j=1∑r=1 djr× Qjrt+∑t=1∑j=1然后，总的每日可变成本，TVC，计算公式如下：（二）：×∑djl×Qjlt+∑∑∑drm×Qrmt）（三）T J T RT L Tl=1t=1r=1m=1TVC=∑ ∑vj ×Qjt +∑vr ×Qrt +∑vl ×Qlt +∑燃料消耗的总成本是通过乘以t=1j=1Mt=1r=1t=1l=1t=1燃料单位成本τ（美元/升），按U型卡车消耗的燃料（升/公里）计算，×vm×Qmt（2）m=1废物数量的总运输成本是通过运输成本率（$/ton.km）乘以行驶距离和卡车类型u运载的数量来计算的。令α-表示运输成本率（$/ton.km）。此外，令dij、djr、djl和drm表示任何两个车站之间的行程距离，以及T天内的行程次数。令TCu表示u型卡车的燃料消耗量。然后，T天内所有U型卡车在所有阶段之间的燃料消耗的总成本TTC，如等式2所示。（四）、不i=1j=1r=1l=1m=1A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）1000195（∑不我JU不JLU不JRU不RM最小Z1（∑不我JU不JMU不不JU不U公司简介不∑.. NT×U不TTC=τ ×Uu=1∑t=1∑i=1∑j=1 TCu×dij×NTuij+∑u=1∑t=1∑j=1∑l=1 TCu×djl×NTujl+∑u=1∑t=1∑j=1∑r=1 TC使用 ×djr×NTujr+∑ ∑ ∑ ∑TCu×drm×NTurm）（4）u=1t=1r=1m=1注意，运输成本取决于运输量的成本率。因此，如果运输量增加，那么运输成本将按比例增加。 而燃料消耗成本则取决于每辆运营卡车的行驶距离。实际上，运输量的成本率与燃油消耗成本不同令GHI、GHJ、GHR、GHL和GHM分别表示在I个仓库、J个收集站、R个回收中心、L个垃圾填埋场和M个厌氧消化厂处理一吨废物所排放的温室气体量（g/吨）。然后，系统中的温室气体排放总量GHE按照等式（1）计算。（五）、利用公式1至7，将开发两个目标函数;第一个目标函数Z1旨在最小化废物管理系统的总成本和环境影响，如公式（8）所示。第二目标函数Z2寻求使所有阶段对之间的输送量的总和最大化，从而如公式（9）中所述优化甲烷生产。Z1=.TFC+TVC+TQC+TTC+GHE+GHT+QTOT）（8）T I T T T RT IJT JRT R MGHE=GHI×∑ ∑Qit+GHJ×∑ ∑Qjt+GHR×∑ ∑QrtZ2=∑Qijt+∑Qjrt+∑Qrmt（九）t=1i=1TLt=1j=1TMt=1r=1MaxZt=1i=1j=1t=1j=1r=1t=1r=1m=1+GHL×∑ ∑Qlt+GHM×∑ ∑Qmt（5）令NTuijt、NTujlt和NTurmt分别表示卡车类型u在第t天将废物从仓库i运输到收集站j、从收集站j运输到回收中心r、从收集站j运输到垃圾填埋场l以及从回收中心r运输到厌氧消化设备m的行程数。 的 温室气体 发射从 U型车 类型 超过 T天是主要制约因素如下：1 第t天仓库i的废物量Qit等于第t天从不同区域运输到仓库i的废物总量Qhit和前一天（t-1）仓库i的起始库存Ebi（t-1） 这是在EQ。（十）、H计算方法是将温室气体排放量∑Qhit+Eb=Qit（10）任何一对阶段之间的行程距离和行程次数。然后，由于将废物从仓库i运输到厌氧消化厂m而排放的GHG的总量GHT估计为式（1）。（六）：h=1i（t-1）GHT=GHu ×RUu=1∑t=1∑i=1∑j=1dij×NTuijt+JL∑u=1∑t=1∑j=1U不R2 如不等式（11）所述，第t天仓库i的废物总量Qit不得超过其容量Ci。Qit≤Ci，Ci，t（11）×∑djr×NTujrt+∑djl×NTujlt+∑r=1×∑m=1drm×NTurmtu=1）t=1j=1l=1u=1t=1r=1（六）、3 令NTAuijt表示在第t天从仓库i行驶到收集站j的卡车数量。在第t天从车辆段i运输到收集站j的总数量不应超过不等式（12）中规定的卡车类型u的容量。U型运输卡车的空载容量计算如下：∑Qijt≤∑NTAuijt×Ru，i，t（12）从其能力中减去t天u令Ru表示卡车类型u的容量。然后，U型卡车的总未装满容量QTOT超过T所有阶段对之间的天数使用等式计算。（七）、Jj=1Uu=1QTOT∑ ∑∑ ∑J（（NTu右）Q）∑ ∑L（（NTu右）Q）=u=1t=1i=1j=1联系我们u --一种IJT+u=1t=1j=1l=1公司简介u --一种JLT +的（七）∑ ∑∑ ∑R（（NTuRu） -Q（t）+∑M乌鲁姆特Ru） -Qrmt）u=1t=1j=1r=1u=1t=1r=1m=12我UJRt=1l=1t=1m=1A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）1000196A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）1000197它JJR∑E≤λ×Q，i，t（16）hit∑RJT∑∑JLNTuijt≤NTAuijt，Ui，t，u（1r=1u=1Qjt-∑Qout -∑Qout=Ef， t，j（24）j=14 从仓库i运输到L L的废物总量Q ijt第t天的收集站j等于废物量Q，∑Qjlt=∑Qout，t，j（21）J J∑Qijt=∑Qout，i，t（13）13让NTA表示第t天从j=1j=1乌日尔特收集站到回收中心r由卡车u。在第t天从收集站j运输到回收中心r5 第t天J采集站的行程次数不应超过同一天可用行程的次数，不能超过等式中给出的可用行程的容量。（二十二）、不平等（14）。R U∑∑Qjrt≤∑NTAujrt×Ru，nj，t（22）6 第t天仓库i的期末库存Efit等于仓库i的废物总量减去当天离开仓库的废物量，或等式（十五）在第t天从收集站j进入回收中心r的废物的量等于在第t天离开收集站j朝向R个回收中心的废物的量Q outjrt，如等式14所示。（ 二十三）.outfR RQit-Qit=Eit，ti，t（15）∑Q_jrt=∑Q_out，t，j，t（23）7 仓库i的期末存货，Efit，不应超过每-r=1r=1如不等式（16）中所给出的，进入该仓库的总废物的百分比λ。Hfit15收集站j在第t天的期末库存Efjt等于J个收集站的废物总量减去在同一天离开收集站到R个回收中心和L个垃圾填埋场的废物量，如等式所示。（24页）。h=1R L8 第t天收集站j的废物总量Qjt不能超过其容量Cj，如不等式（17）所示。Qjt≤Cj，j，t（17）9 第t天收集站j的废物量Q ijt等于第t天从仓库i运输到收集站j的废物量加上前一天（t-1）收集站j的起始库存Ebj（t-1），如等式所示。（十八）、∑Q+Eijtjrt jltjtr=1l=1[16]第t天前往L垃圾填埋场和R回收中心的行程次数不超过同一天的可用行程次数，分别如不等式（25 a）和（25 b）所LNTujlt≤NTAujlt，Uju，j，l，t（25a）l=1∑NTujrt≤NTAujrt，nu，j，r，t（25b）i=1Bj（t-1）=Qjt，j，t（18）r=117在收集站j的期末存货Efjt不能超过10 从仓库i运输到收集站j的废物的一定比例R L进入填埋场，如等式1所示。（十九）、从所有I个仓库进入该收集站j的总废物的比率λ，如等式1所述。（26）.I LIRL×∑Qijt=∑Qjlt，j，t（19）Ef≤λ×∑Qijt，j，t（26）i=1l=1i=111 设NTAujlt表示卡车类型u在第t天从收集站j到垃圾填埋场l的可用行程数。在第t天从收集站j运送到填埋场l的数量不得超过公式（20）.18在给定的一天t，垃圾填埋场l的废物量Q lt等于从所有J个收集站运输到垃圾填埋场l的废物总量Q jlt加上从前一天开始的垃圾填埋场l的初始库存Ebl（t-1）的总和，如等式1所示。（27）.JL U∑Qjlt+Eb=Qlt，m，t（27）我l=1在第t天从仓库i离开，如等式（十三）、l=1A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）1000198Qjlt≤l=1NTAu=1联系我们Ru，j，t（20）j=1l（t-1）12.在第t天从收集站j进入填埋场l的废物量等于如等式1所述的从收集站j向填埋场l离开的废物量Q out jlt。（21）.19 如公式（28）所示，在任何给定的日期t，填埋场l处的总废物量Q lt不能超过填埋场的容量Cl。Qlt≤Cl，Cl，t（28）A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）1000199JJ∑MRMTRT20 在第t天，回收中心r处的废物量Qjrt等于Ef≤λ×∑Qjrt，r，t（36）从所有J收集站s运输到回收中心r的总废物量与回收中心r从前一天t-1开始的初始库存Ebr（t-1）之和，如等式1所示。RTj=1（29页）。∑Qjrt+Eb=Qrt，r，t（29）28第t天厌氧消化装置m处的废物量为：等于从R回收中心运输到厌氧消化装置m的废物总量和j=1r（t-1）在厌氧消化装置m处开始库存，E bm（t-1），从前一天t-1开始，如等式（1）所示。（三十七）.R21 在第t天，回收中心r处的总废物量Qrt不能∑Qrmt+Eb=Qmt，m，t（37）超过其容量Cr，如不等式（30）所述。Qrt≤Cr，r，t（30）r=1m（t-1）22 令NTAurmt表示卡车u在第t天从回收中心r到厌氧消化设备m的可用行程的数量。如不等式（31）所述，U型卡车在第t天从回收中心r运输到M厌氧消化设备的量不能超过可用行程的容量。29 如不等式（38）中所解释的，厌氧消化装置m处的废物量不能超过第m个厌氧消化装置的容量Cm。Qmt≤Cm，m，t（38）30 在任何给定的日期t，将废物从仓库i运输到收集站微米的∑Qrmt≤∑NTAurmt×Ru，r，m，t（31）站j不得超过U的可用行程的容量m=1u=1在同一天从所有I个仓库到收集站j的卡车类型，如不等式（39）所示。U I I23 为确保效率，∑ NT∑uijt×Ru≥∑Qijt，j，t（39）回收中心r在第t天到达厌氧消化装置m，等于废物量，Q出rmt，从回收中心r离开u=1i=1i=1在同一天，在Eq. （32）.31在第t天，将废物从J收集站运送到M M∑Qrmt=∑Qout，r，t（32）垃圾填埋场l不得超过从m=1m=1RMT所有收集站到垃圾填埋场l，采用U型车在同一天进行，如公式（40）所示。U J J24 废物运输量的一定比例RR∑ NT∑ujlt×Ru≥∑Qjlt，l，t（40）在第t天从J个收集站到回收中心r产生收入，REVt，如等式2所示。（三十三）。Ju=1j=1j=1RR×Qjrt=REVt，r，t（33）j=125 回收中心r在第t天的期末库存Efrt等于32在第t天，由U型卡车在第t天将废物从J个收集站运输到回收中心r的卡车数量的容量必须大于或等于由U型卡车在同一天从J个收集站运输到回收中心r的废物的数量，如不等式（41）所示。回收中心的废物总量r减去U J J数量 的 废物 离开 的 回收 中心 对厌氧∑ NT∑ujrt×Ru≥∑Qjrt，r，t（41）消化厂m和用于在同一天产生收入的数量。数学上如等式中所述。（三十四）。Qrt-∑Qout-REVt=Ef，Δr，t（34）A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）10001910∑m=126 在任何给定的一天，到厌氧消化装置的行程次数t，不超过在同一天的可用行程次数，如方程式中所述。（35）。MNTurmt≤NTAurmt，r，m，t（35）m=127 回收中心r在第t天的期末库存量Efrt不能超过公式（36）中提到的进入回收中心的总废物的比率λ。u=1j=1j=1图3.第三章。收集站利用率的梯形隶属函数。A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）10001911∑∑∑J33 用于在第t天将废物从R个回收中心运输到厌氧消化装置m的卡车数量NTurmt的容量必须大于或等于由u个卡车类型从R个回收中心运输到消化装置m的废物的量，如不等式（42）所示。d.隶属函数的值不应低于不等式（48）中所述的收集站j的最小所需利用率θj。ηj≥θj，θj（48）U R R∑ ∑NTurmt×Ru≥∑Qrmt，m，t（42）e负偏差和正偏差的范围确定为u=1r=1r=1分别在不等式（49）和（50）34 一些变量应该是整数，并且总是正的，如不等式（43）所述。NTuijt，NTujrt，NTujlt，NTurmt≥&0，u，i，j，l，r，m，t（43）3.2. 对收集站使用情况的满意度该满意度模型的目标是最大化日利用率收集站，同时处理废物量。令量的优选目标的上限和下限分别由Quj和Qlj表示。令Δ-j和Δ+j分别表示与收集站j此外，令δ-j和δ+j表示与收集站J，分别。考虑到收集站的能力和成本问题，任何收集站的利用率应在平均日产量在150吨至200吨之间，因此对利用率的满意度为100%。然而，数量超过Quj或低于Qlj将分别产生加班费或工时费。收集站j的梯形隶属函数ηj，如因此，图3被认为适合衡量对利用收集站的满意程度。如果在第t天运输到收集站j的数量Qijt落在优选限度内，则收集站j的利用率的满意度将为100%。目标函数则是使J个收集站的利用率的成员函数之和最大化，如公式（44）所示。JMaxnj（44）j=1公式（44）中的目标函数受到以下约束：a任何负偏差的量，δ-j，是输送量距离下限的距离，如不等式（45）所示。我0≤δ-j≤Δ-j，Δj（ 49）0≤δ+j≤Δ+j，Δj（ 50）3.3. 回收中心该模型的目标是最大化回收中心利用率的隶属函数，同时处理废物量的第t天。如果在第t天运输到回收中心r的量Q_jrt在优选目标内，则利用隶属函数，回收中心的ηr为100%。令量的优选目标的上限和下限分别由Qur和Qlr令Δ-r和Δ+r分别表示与回收中心r处的优选量目标的最大负允许偏差和此外，让δ-r和δ+r表示与回收中心r处的优选量目标的任何负或正偏差。目标函数是如公式（51）所示，使R个回收中心处理废物的利用满意度最大化。RMaxηr（ 51）r=1目标函数受到以下约束：i 在回收中心r处的任何负偏差δ-r的量是从J个收集站的运输量离下限有多远，如不等式（52）所示。JQjrt+δ-r ≥Δ-r，Δr，t（52）j=1ii 回收中心r处的任何正偏差δ+r的量是运输量J收集站距离上限的距离。 这是在Eq。（53）。∑Qjrt-δ+r ≥Δ+r，Δr，t（53）∑Q+δ-≥Δ-，Δj，t（45）j=1IJTJ Ji=1iii 回收中心利用率隶属函数值A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）10001912∑b任何正偏差的量δ+j是输送量与公式（46）中给出的上限的距离。r使用Eq. （54）。η+δ-r +δ+r =1，r（54）我Qijt-δ+j ≥Δ+j，Δj，t（46）i=1rΔ-rΔr+c利用率隶属函数的值使用方程计算。（47）。δ-δ +iv 隶属函数值不应低于回收中心r的最小所需利用率θ r，如等式中所述。（55）。ηr≥θr，θr（55）ηj+j+j=1，ηj（47）Δ-jΔj+v 负偏差和正偏差的范围分别在不等式（56）和（57）中示出。A. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）10001913===-JR表1图四、在QGIS地图上表示案例研究。4. 分析和结果模型参数的值。仓库厌氧消化装置（ADP）参数值参数值主要考虑了约旦首都安曼的一个选定地区，以测试所开发的模拟贡献的有效性 本研究选定地区的人口为25万，固定成本，FCi75（美元）固定成本，250法郎（美元）人均废物产生量为1.4公斤/天。平均而言可变成本-可变成本，vm8（$/吨）产能，Ci32000（吨）产能，Cm10000（吨）GHI0.9（g/km）GHM6.9（g/km）垃圾填埋场（L）回收中心（RC）每年产生的废物是12万吨。该案例研究考虑了两个仓库（I=2），三个收集站（J=3），三个回收中心（R=3），一个垃圾填埋场（L=1）和一个厌氧消化厂（M=1），固定成本，100法郎（美元）固定成本，200欧元（美元）图中的QGIS地图。 四、可变成本，vl4.5（$/吨）可变成本，vr7（$/吨）容量，Cl1000000（吨）容量，Cr20000（吨）GHL0.6（g/km）GHR6.8（g/km）收集站（CS）距离固定费用，FCj150（$）dij30（km）可变成本，vj5（美元/吨）djl29（公里）容量，Cj32000（吨）djr25（公里）GHJ5.2（克/公里）drm35（公里）R110（吨）GH11.30（克/公里）R28（吨）GH21.26（克/公里）R34（吨）GH31.18（克/公里）τ0.61（$/L）<$0.3（$/km ×g）Δ-j250（吨）Δ+j100（吨）Δ-r20（吨）Δ+r150（吨）θj0.8θr0.9三种类型的卡车（U3）将用于运输废物量。表1显示了一般模型参数[1，3]，包括所有阶段的固定和可变成本及其容量、环境参数和使用QGIS软件测量的距离。由于约旦城市固体废物管理系统的温室气体排放和成本数据库不足，因此采用了一些相关研究中的参数值，例如运营成本（固定和可变成本）以及卡车和设施的温室气体排放[3]。在6天（T6）内跟踪废物。所有阶段的期初库存均为零。在第（t1）至（t6）天进入仓库的数量分别为650、440、440、710、750和550吨。使用Lingo 18.0软件求解所提出的模型u200（吨）Qlju70（吨）Qlr150（吨）100（吨）（处理器：Intel（R）Core（TM）i7- 7700 U; CPU@3.60 GHz，3.60GHz），所获得的运输量的最佳结果，结束于-RR0.25RL0.20≤δ-r ≤Δ-r，Δr（56）0≤δ+r ≤Δ+r，Δr（57）完整的优化模型制定了结合所提出的三个模型：最小化总成本和温室气体排放量和最大化满意度的隶属函数的利用收集站和回收中心。QQA. Al-Refaie等人软计算快报3（2021）10001914所有阶段的库存量都是通过表B-1中的模型计算的，如图1所示。给定一定数量的可用行程NTA，该模型计算每种卡车类型（R1，R2，R3）运输所有废物所需的最佳行程数所获得的级间最佳跳闸次数在表B-2中以diX B表示。4.1. 优化模型计算了每个阶段的系统在6天内的最佳总成本，并在表2中显示。平均加工成本为165.22美元/吨。从表2中可以看出，收集中心1在6天内平均发生可变成本，TVC，2528.84A. Al-Refaie等人表2软计算快报3（2021）10001910制度的成本天Depot12收集1站23填埋回收利用1nter23好氧消化装置ADPTVC（美元）1--2150.001200.001200.00409.501919.001197.001206.501535.632--2690.001560.001560.00809.552665.702449.102220.154397.403--2807.001681.501668.00206.822889.712789.011863.