不確定性城市生活垃圾管理規劃及其應用

摘要：通過對城市生活垃圾管理過程中的經濟成本和環境影響分析，建立了機會約束區間不確定性線性規劃模型(ICILP)．將該模型應用于北京市海淀區城市生活垃圾管理規劃，并在不同違反概率下進行求解分析．結果表明：處理設施容量約束的違反概率越大，焚燒和堆肥在垃圾處理中所占比例越大，但系統成本并未隨之增加．提出了海淀區新的城市生活垃圾處理方案，即在現有填埋處理的基礎上增加焚燒和堆肥2種處理設施，使城市生活垃圾流量逐漸由填埋轉向焚燒和堆肥．該模型的優化結果雖然會在一定程度上導致系統成本的增加，但是填埋場的壽命被有效延長，并且達到了減小環境污染的目的，從長遠的角度看是可行的．

關鍵詞：機會約束；區間規劃；不確定性；城市生活垃圾

近年來，城市生活垃圾產生量不斷增加，對城市環境造成嚴重污染，日益增加的城市生活垃圾處理成本對政府開支形成了沉重的負擔．對城市生活垃圾管理系統進行合理的規劃，可以減小環境污染，降低管理成本，并在一定程度上實現垃圾資源化．早期，國內學者曾以區域優化、長期優化和綜合管理優化為基本準則，分別以處理成本最小為目標建立了城市生活垃圾管理系．但是在模型建立、求解、參數選取等過程中存在很大的不確定性，常見的處理形式有模糊不確定性、隨機不確定性和區間不確定性．

區間規劃能夠有效處理模型目標函數和約束方程左手邊的不確定性，然而在生活垃圾管理模型中，處理設施容量(右手邊約束)常以隨機形式存在，并且允許一定程度上的違反概率慷．因此，將機會約束、區問線性規劃引入存在不確定性的城市生活垃圾管理系統中，能夠有效地解決城市生活垃圾管理系統中復雜的不確定性．國內外研究大都是通過線性規劃、非線性規劃、整數規劃等方法把城市現有處理設施以成本最低為目標進行優化，鮮有提出新建處理設施進行后優化的研究．筆者將區間規劃和機會約束規劃相結合處理我國大中城市的固體垃圾優化問題，將該模型應用到北京市海淀區，提出海淀區新的城市生活垃圾處理方案，并與現行方案進行比較，以期為管理者提供決策支持．