中北大学朔州校区垃圾收集路线课程设计说明书教材.docx
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中北大学朔州校区垃圾收集路线课程设计说明书教材
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：
中北大学朔州校区教研室：
环境工程
学号
1227014119
学生姓名
吉力
专业班级
12270141
课程设计（论文）题目
中北大学朔州校区校园垃圾收集路线的设计
课程设计（论文）任务
（1）撰写课程设计说明书；
（2）收集最佳线路图若干张。
进度计划
1）设计动员，布置任务，提出要求，答疑。
时间0.5天；
2）文献查阅，了解、学习城市垃圾收集设计的方法，调查校园垃圾实际收集情况，时间3天；
3）进行设计计算，时间3天；
4）绘制校区简略图、收集最佳线路图，时间0.5天；
5）编写设计说明书（含计算），时间2天；
6）评议，时间1天。
课程设计总时间10天。
指导教师评语及成绩
平时：
论文质量：
答辩：
总成绩：
指导教师签字：
年月日
注：
成绩：
平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算
摘要
城市生活垃圾现已成为中国城市环境的主要污染之一。
我们必须依靠科技进步，使城市生活垃圾收集、运输及处置系统科学化、系统化、规范化，实现中国城市生活垃圾处置“减量化，资源化、无害化”的目标，这是一项重要的社会发展战略任务。
城市生活垃圾收集运输路线设计的理想目标是垃圾运输成本最低，即荷载运输路线最短和运输过程中对周围环境影响小，但在实际运行中的两者不可能同时满足。
因此综合考虑荷载运输路线距离及各路段的居民环境要求，对荷载运输路线距离和运输过程中对周围环境影响分别赋予权重，并考虑区域环境目标要求不同，给垃圾运输对各区域的环境影响赋予权重，建立目标函数，通过比较各路线的目标函数值，获得垃圾收集最佳路线。
中北大学（朔州校区）位于朔州市开发区长宁街，规划占地面积1283.02亩，建筑总面积33万平方米，由教学区、办公区、生活区、文体活动区四大功能区组成，设计规模全日制在校本科生10000-12000人。
一期工程占地500亩，于2011年7月正式开工建设，2014年可完成工程项目建设；二期工程占地783.02亩，建筑面积11万平方米。
根据我校区先状况，本设计采用固定容器收集操作设计清运路线和拖拽式操作路线进行最佳路线的设计。
关键词：
污染垃圾收集清运路线校园垃圾
1.概述
随着城市坏进程加快，我国城市面临着日益严重的环境问题，尤其是生活垃圾污染问题。
城市生活垃圾不仅影响了城市环境，还危害到居民的身心健康，成为当今社会最严重的危害之一。
当前，如何有效地解决城市生活垃圾污染问题，再现一个洁净、健康的城市生存环境，已经成为值得我们考虑的问题。
我们也应该提高认识，认识他，解决他。
中北大学（朔州校区）（原中北大学朔州电力学院）创建于2012年，是经山西省人民政府批准，由中北大学和朔州市人民政府合作筹办的全日制本科院校。
2013年7月4日，山西省教育厅、朔州市政府与中北大学三方签署共建协议，将“中北大学朔州电力学院”正式更名为“中北大学（朔州校区）”。
校区依托中北大学丰富的教育资源和朔州地方雄厚的煤电能源基础，以培养煤电能源类技术与应用型人才为主。
中北大学（朔州校区）位于朔州市开发区长宁街，规划占地面积1283.02亩，建筑总面积33万平方米，由教学区、办公区、生活区、文体活动区四大功能区组成，设计规模全日制在校本科生10000-12000人。
一期工程占地500亩，于2011年7月正式开工建设，2014年可完成工程项目建设；二期工程占地783.02亩，建筑面积11万平方米。
针对我校现阶段的状况此次要求我们为校区设计最佳收集垃圾路线。
根据《固体废物处理与资源化》课程学习，现对中北大学朔州校区的校园垃圾进行垃圾收集、运输与处理。
其中垃圾收运是垃圾护理系统中一个重要的环节，其费用占整个垃圾处理系统的60%~80%。
生活垃圾收运的原则是：
在满足环境卫生要求的同时，收运费用最低，并考虑后续处理阶段，使垃圾处理系统的总费用最低。
因此，科学合理地制定收运计划非常关键。
生活垃圾收运并非单一阶段操作过程，通常需包括三个阶段：
第一阶段是从垃圾发生源到垃圾桶的过程，及搬运于贮存；
第二阶段是垃圾的清除（简称清运），通常指垃圾的近距离运输；
第三阶段为转运，特指垃圾的远距离运输，即在转运站将垃圾转载至大容量运输根据校园垃圾的特点，可把垃圾分成三类。
可回收垃圾分为：
纸类、金属（易拉罐、罐头盒、牙膏皮等）、塑料（各种饮料瓶等），废旧作业本、报纸等；不可回收垃圾主要是指瓜果皮核、杂草、烟蒂、尘土、纸巾等；有害垃圾分为：
废电池、废日光灯、实验室废水等，这些垃圾需要特殊地安全处理
本次设计是针对中北大学朔州校区校园垃圾进行及时收集及清运，通过校园垃圾的日产生量、合理布置垃圾分布点，及各个分布点垃圾桶数量，设计最省的垃圾清运路线，力求经济合理的收集校园垃圾，为生活创造美好的环境。
2.设计目的
2.1通过设计进一步消化和巩固本门课程所学内容，并使所学知识系统化，培养运用所学理论知识进行生活垃圾收集路线设计的初步能力；
2.2了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定固体废物收集系统的设计方案，进行设计计算，应用技术资料，编写设计说明书的能力。
3.设计题目
中北大学朔州校区校园垃圾收集线路的设计
4.设计内容和要求
4.1原始资料：
下图是为中北大学朔州校区校园平面布局图，校园拖曳收运系统和固定容器收运系统拟定共有18个收集点和20个容器，从调研掌握的校园垃圾容器实际位置中自行选定18个收集点和20个容器，并编号（即相同编号的容器参数是已知的，但每个人选择的容器位置应不一样）。
收集车车库A定于校园东区食堂后侧垃圾站处，转运站B点定于校园西区食堂后侧垃圾收集站处，校园垃圾由B点运往处置场。
已知条件如下：
（1）两种收集操作方法均在每日8小时中完成收集任务；
（2）一周两次收集频率的容器必须在周三和周五收集；
（3）一周三次收集频率的容器必须在周一、周三和周五收集；
（4）容器可以在它们放置的十字路口的任意一边装载；
（5）每天都要在车库开始和结束任务；
（6）对拖曳收运系统来说，收集应该在周一到周五；
（7）拖曳容器收集操作法按交换模式进行；
（8）对固定容器收运系统来说，收集应该是每周四天（周一、周二、周三和周五），每天一趟；
（9）容器的平均填充系数为0.6，固定容器收集操作的收集车采用压缩比为1.7的后装式压缩车；
（10）拖曳容器收集操作作业数据：
容器集装和放回时间为0.031h/次；卸车时间为0.04h/次；
（11）固定容器收集操作作业数据：
容器卸空时间为0.05h/个；卸车时间为0.15h/次；
（12）容器间估算行驶时间常数为a=0.08h/次，b=0.06h/km；
（13）确定两种收集操作的运输时间、使用运输时间常数为a=0.07h/次，b=0.045h/km；
（14）两种收集操作的非收集时间系数均为0.19。
SW单位容器垃圾量，m3
100050001000
N容器数量
F收集频率，次/周
O容器编号单位：
m
附：
1、每个放置点单个容器垃圾量、容器数量及收集频率
①②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪⑫
2X代表所在组数，C、D、E、F、G、H、I、J分别代表相应放置点。
（N均为1）
C点代表放置点⑬
SW=X+1当X≤2时F=1当X＞2时F=2
D点代表放置点⑭
SW=X+2当X≤2时F=2当X＞2时F=1
E点代表放置点⑮
SW=X+3当X≤2时F=1当X＞2时F=2
F点代表放置点⑯
SW=X+4当X≤2时F=2当X＞2时F=1
G点代表放置点⑰
SW=X+1当X≤2时F=1当X＞2时F=3
H点代表放置点⑱
SW=X+2当X≤2时F=3当X＞2时F=1
I点代表放置点⑲
SW=X+3当X≤2时F=1当X＞2时F=3
J点代表放置点⑳
SW=X+4当X≤2时F=3当X＞2时F=1
4.2设计内容
（1）了解垃圾收集路线的确定基本原则及实际路线的设计；
（2）调查朔州校区校园垃圾容器位置及数目，自行选定并编号18个收集点、20个容器；
（3）编写设计说明书（包括封面、前言、正文、结论和建议、参考文献等部分）；
（4）分别设计拖曳容器系统、固定容器系统的收集路线；
（5）确定处置场距校园西区食堂后侧垃圾收集站B点的最远距离；
（6）计算固定容器收集操作收集车的容积；
（7）确定最佳的收集路线，并将其画在校区简略图（CAD自画）上，以能清楚显示每条收集路线为原则；
4.3设计要求
编写设计说明书：
设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、有关设计的简图等内容。
设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简洁、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。
5.设计的工作任务
5.1撰写课程设计说明书；
5.2收集最佳路线路图若干张；
6.垃圾点分布状况和及设置点容器数量
序号
容器情况
分布情况
序号
容器情况
分布情况
①②
好未来餐厅
⑦
明学楼
③
半亩唐
⑧
学术广场
④
⑨
学术广场
⑤
笃学楼
⑩
⑥
博学楼
⑪⑫
文澜苑文灝苑
⑬
礼仪广场
⑭
操场
⑮
礼仪广场
⑯
明学楼
⑰
博学楼
⑱
新天地学府餐厅
⑲
慎学楼
⑳
文瀚元
7.收集路线的设计
7.1拖拽式容器系统的路线设计
7.1.1路线设计第一步
画出垃圾点分布及设置点容器数量的平面简略图
7.1.2路线设计的第二步
根据图提供的资料进行分析、列表。
分析：
收集区域共有集装点18个，其中收集次数每周3次的有18和20两个点，每周共收集6次行程，时间要求在星期一、三、五；收集次数每周两次的有11（12）、14、16三个点，每周共收集6次行程，时间要求在星期三、五；其余还有13个点，每周共收集13次行程，时间要求在星期一至五。
合理的安排是使每周各个工作日集装的容器数大致相等以及每天的行驶距离相当。
三种收集次数的集装点每周共需行程25次，因此平均安排每天收集5次，分配办法列成表2-1。
表2-1容器收集安排
收集次数/周
集装点数
行程数/周
每日倒空的容器数
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
1
13
13
3
5
0
5
0
2
3
6
0
0
3
0
3
3
2
6
2
0
2
0
2
共计
18
25
5
5
5
5
5
7.1.3路线设计的第三第四步：
通过反复试算，设计均衡的收集路线。
在满足表2-1规定的次数要求的条件下，找到一种收集路线方案，使每天的行程大致相等。
每周收集路线设计与距离计算结果在表2-2中列出。
表2-2拖拽容器系统每周收集路线设计与距离计算结果
收集顺序
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
收集路线
距离/km
收集路线
距离/km
收集路线
距离/km
收集路线
距离/km
收集路线
距离/km
A→15
0.72
A→19
0.50
A→18
1.25
A→1.2
0.16
A→14
1.30
1
15→B
0.78
19→B
0.82
18→B
0.12
1.2→B
1.20
14→B
0.13
2
B→18→B
0.24
B→3→B
0.40
B→11/12→B
0.83
B→8→B
1.40
B→11/12→B
0.83
3
B→20→B
2.12
B→13→B
1.30
B→16→B
1.20
B→6→B
1.88
B→16→B
1.20
4
B→7→B
1.06
B→9→B
1.50
B→14→B
0.25
B→10→B
0.74
B→18→B
0.24
5
B→5→B
0.94
B→17→B
1.70
B→20→B
2.12
B→4→B
0.81
B→20→B
2.12
B→A
0.88
B→A
0.88
B→A
0.88
B→A
0.88
B→A
0.88
共计
6.74
7.10
6.65
7.07
6.70
7.1.4确定B点到处置场的最远距离。
7.1.4.1求出每次行程的集装时间由于是交换模式，故每次行程时间不包括容器间不包括容器间行驶时间，求得：
，h/次；
7.1.4.2求得往返运输距离为：
得出：
7.1.4.3确定从B点到处置场距离因为运输距离x包括收集距离在内，将其扣除后除以往返双程，便可得从B点到处置场最远单程距离
7.2固定式容器系统的路线设计
7.2.1用相同的方法求得每天需收集的垃圾量，制成表2-3
表2-3每日垃圾收集量安排
收集次数/周
总垃圾量/
每日收集的垃圾量//
星期一
星期二
星期三
星期五
1
27
37
6
7
2
0
0
20
20
3
10
0
10
10
共计
147
37
37
36
37
7.2.2根据所收集的垃圾量，经反复试算制定均衡的收集路线，A点和B点间的每日行驶距离列于表2-4，每日收集路线列于表2-5.
表2-4固定容器收集操作法A点B点间的每日行驶距离
星期
一
二
三
五
行驶距离/km
1.51
1.56
1.51
1.55
表2-5固定式容器收集操作法收集路线的集装次序
星期一
星期二
星期三
星期五
收集顺序
垃圾量
收集顺序
垃圾量
收集顺序
垃圾量
收集顺序
垃圾量
20
6
1
6
2
6
20
6
19
5
6
6
20
6
8
7
17
3
13
2
16
6
16
6
9
6
5
10
12
5
12
5
15
5
7
4
11
5
11
5
3
8
4
5
18
4
18
4
18
4
10
4
14
4
14
4
总计
37
总计
37
总计
37
总计
37
7.2.3从表2-5中可以看出，每天行程收集的容器为10个，故容器间的平均行驶的距离为
利用式（2-14）可以求得每次行程的集装时间
7.2.4利用式（2-18）可求得B点到处置场的往返运距
7.2.5确定从B点至处置场的最远距离
7.2.6收集车容积：
得
V---收集车容积，
r——收集车压缩比。
8.结语
考虑生活垃圾运输过程中对周围环境的影响，通过建立目标函数设计生活垃圾收集路线，对减少生活垃圾收集运输过程中的环境污染和保障城市环境管理具有重要意义。
该设计方案是每天按固定路线固定时间收集，这是目前采用最多得到收集方案，环卫工人每天按照预设固定路线进行收集，该方法具有收集时间固定、路线长短可根据人员和设备进行调整的特点。
但也存在一些不足，主要是人力设备使用利用率低，在人力和设备出现故障的时候会影响收集工作的正常运行，而且当路线垃圾产生量发生变化时，不能及时调整收集路线。
我觉得还有一点需要注意，随着学校的发展和二期工程的建设进度，校区校园垃圾量会发生变化，那么相应的垃圾分布、种类、数量等也会随着时间发生变化，所以，垃圾收运的路线也应当不断的完善，以满足垃圾收运工作的实际需求和变化。
9.参考文献
[1]赵由才等编.《固体废物处理与资源化》.化学工业出版社.2006年2月
[2]芈振明等编.《固体废物处理与处置》.高等教育出版社，1993年
[3]聂永丰主编.《三废处理工程技术手册—固体废物卷》.化学工业出版社
[4]宁平等编.《固体废物处理与处置实践教程》.化学工业出版社，2005年
10.附图
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