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1、垃圾回收物流仿真系统设计1垃圾回收物流系统介绍城市某一区域，共有7 个居民小区，每个小区有一个固定垃圾投放处，两个垃圾箱分别投放完全废弃垃圾和可回收利用垃圾；每天有专门公司（垃圾处理公司）派运输车收集垃圾，将垃圾从居民区运送之中转站，再由中转站运至目的地垃圾处理中心。仿真程序研究如何设计物流系统，能够使收集系统在满足时间约束、载重约束的条件下，使垃圾处理公司的物流总成本最低。系统配置的项目主要有车辆载重量、随车工作人员数、客户满意度。2数据信息仿真系统涉及的数据信息如下：（1） 地理及需求信息各个收集点所有的人口数、距离垃圾转运站、公司停车场的距离信息如表一所示。各收集点之间以及停车场和转运站
2、之间的距离信息如表二所示。表一收集点信息距离停车场距收集点居民数距离垃圾转运站距收集点离people(i)(千离名称distance(ip)人 )distance(it)(km)（ km）Dump0011.5616Dump0021.451627Dump0031.652624Dump0041.853836Dump0051.42826Dump0062.051614Dump0071.6108表二点间距离路径起点路 径 终距离符号点（ km）Tran_stationCorp11Distance(pt)parkDump001Dump00210Distance(12)Dump002Dump00310Dis
3、tance(23)Dump003Dump00412Distance(34)Dump004Dump00510Distance(45)Dump005Dump00612Distance(56)Dump006Dump0076Distance(67)（2）与收集车辆有关的信息 固定成本 price(i)：收集车辆的购买费用； 可变成本 cost(i)：车辆的行驶费用、维护费用和雇员工资；行 驶 速 度 ： 分 为 空 车 行 驶 速 度 unloadspeed(i)和 载 重 行 驶 速 度loadspeed(i)； 收集时间 loadtime(i)：在垃圾收集点收集垃圾所需的时间 卸载时间 unloa
4、dtime(i)：在转运站卸载垃圾所需的时间具体信息如表三所示：表三收集车辆信息车辆载重固定成本可变成本载重速度空载速度人员人员工资收集时间卸载时间名称t万元元/kmkm/hkm/h人元/天.人minmin车 1XXX6072P60PXP12+1113+y*6/13+1*6/1车 2XXX6072P60PXP22+1.2*2222+y*8/22+2*6/2说明：车 1 用来收集不可回收垃圾；车2 用来收集可回收利用垃圾；X1，X2 为现有两种车的吨位数，X1 取值： 3，4 或 5 吨；X2 取值： 1.5 ；2；2.5 ；y 为每次收集的垃圾量，单位- 吨；P1， P2 为两种车可配备的随车
5、工作人员数（可以是1， 2， 3）。（3）与垃圾相关的信息 人均垃圾量：平均每人每天产生的垃圾数量 垃圾比例：各种垃圾成分所占比例假设人均垃圾量服从均值为1.2kg/ 天的埃尔郎分布，垃圾成分分为两类：一类为可重复利用资源，一类为无用需销毁垃圾，两者比例为1：2。（4） 收集垃圾的成本函数现在假设仿真一年365 天的垃圾回收工作，决定两种型号的车配置何种吨位以及随车工作人员数，垃圾回收物流成本（Total Logistic Cost， TLC）最低。TLC=车 1 成本车 2 成本车 I 所耗成本 =I 的固定成本 +I 的可变成本 +I 的服务时间成本 +I 的人员成本即：TLC=CC1+C
6、C2CCi =Xi +Vi +Si +Pi *365*60Si =(runtime i -240)*mSi 为垃圾回收的服务时间成本，m 为收集时间对服务时间成本的惩罚因子。垃圾回收公司在十二点之前收集完毕，社会效应好，给予奖励；在十二点后完成，社会满意度低，影响公司信誉，成本增加。runtime i 为垃圾车将垃圾全部回收完成的最终时间，也即垃圾车每天的运行时间；3系统逻辑结构此垃圾回收物流系统的逻辑结构分为四个字模块：垃圾产生模块、 叫车模块、收集模块、收工模块、数据处理模块。（1）垃圾产生模块每天收集工作开始时，系统根据小区的人数、人均垃圾量、两种垃圾量的比例，通过爱尔朗随机分布函数，随
7、机产生各个小区的两种垃圾数量，分别存放入各个小区的两个垃圾箱内。（2）叫车模块在垃圾存放入各个小区的两个垃圾箱过程中，根据每种垃圾的总量以及每种垃圾车的载重量，生成叫车的次数。（3）收集模块叫车次数确定之后，车辆根据需求，沿着最短路径依次收集垃圾。在收集过程中，在一个垃圾点，如果垃圾车收集满了或当天的收集工作全部完成，车辆驶向垃圾中转站，进行卸载操作；如果垃圾车未满，则驶向下一最近垃圾收集点继续收集。（4）收工模块 当天的收集工作全部完成之后，车辆驶向公司停车场，当天收集工作完毕。（5）数据处理模块每天车辆收工时，4仿真模型的建立根据系统逻辑结构和数据信息，我们建立具有7 个垃圾收集点、一个垃
8、圾转运站的 WITNESS垃圾回收仿真模型。具体步骤如下：（1） 元素定义 Difine建立仿真模型时，首先定义仿真模型中所需的元素，并设计它们的可视效果。我们将设计的元素分为两类实体元素和逻辑元素，名称如下。表四实体元素列表：元素名称类型说明dumpa(1) dumpa(7)Part七个小区不可回收的垃圾dumpb(1) dumpb(7)Part七个小区可回收利用的垃圾dumpcart(1)Vehic专门回收 dumpa的垃圾回收车ledumpcart(2)Vehic专门回收 dumpb的垃圾回收车lebuffera(1) buffera(7)Buffe各小区不可回收垃圾的垃圾箱rbuffe
9、rb(1) bufferb(7)buffe各小区可回收利用垃圾的垃圾箱rCorpparkTrack公司停车场，Transfer_stationBuffe垃圾转运站rroad(i ， j)Track由节点实体 i 向节点实体 j 方向的道路road(j ， i)track由节点实体 j 向节点实体 i 方向的道路Geta(1)geta(7)Track车辆将通过它们来进行垃圾a 的回收Getb(1)getb(7)Track车辆将通过它们来进行垃圾b 的回收表五逻辑元素变量列表：变量名称类型说明people(7)integer各小区的居民数量capacitycart(2)integer两种垃圾车每次
10、可收集的垃圾数量，即载重量ndemand(2)integer每天对两种垃圾车的需求次数labor(2)integer两种垃圾车的随车工作人员数SalaryReal工作人员每天工资price(2)Real两种垃圾车的购买价格costrate(2)Real两种垃圾车的运行费率unloadspeed(2)Real两种垃圾车的空载速度loadspeed(2)Real两种垃圾车的实载速度loadnum（ 2）integer两车辆到达垃圾收集点可收集的垃圾数量nfree(2)integer两车辆剩余载重能力Nparts7)integer每一垃圾收集点在特定仿真时点剩余垃圾量loadtime(2)Real两
11、车辆收集垃圾所需的时间unloadtime(2)Real两车辆卸载垃圾所需的时间runtime(2,3)Real存储车辆的时间参数， runtime(k,1) 存储仿真钟的当前数值， runtime(k,2) 存储车辆 k 在当天的运行时间，runtime(k,3) 存储车辆 k 在仿真过程中总的运行时间TimeweighReal时间惩罚因子timecost(2)Real时间惩罚成本sumcostReal目标函数 objfun 中用于统计系统运行的总费用定义一个实数型逻辑函数objfun()，用于计算和统计系统运行一年365 天所花费的总费用。（2） 元素显示 display各个元素的显示设置如下图所示。（3） 元素详细设计在该子模块中定义随着仿真钟的推进，装载垃圾的逻辑条件。该系统的工作班次制度采用每天工作8 小时，每一仿真时间等价于现实时间一分钟。为了实现系统的仿真运行，需要对系统中的元素进行详细设计。具体设计如下：a 系统初始化程序设计（initialize actions）personum (1) = 1.5personum (2) = 1.45personum (3) = 1.65perso
