不確定性城市生活垃圾管理規(guī)劃及其應(yīng)用

摘要：通過對城市生活垃圾管理過程中的經(jīng)濟成本和環(huán)境影響分析，建立了機會約束區(qū)間不確定性線性規(guī)劃模型(ICILP)．將該模型應(yīng)用于北京市海淀區(qū)城市生活垃圾管理規(guī)劃，并在不同違反概率下進行求解分析．結(jié)果表明：處理設(shè)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(tǒng)成本并未隨之增加．提出了海淀區(qū)新的城市生活垃圾處理方案，即在現(xiàn)有填埋處理的基礎(chǔ)上增加焚燒和堆肥2種處理設(shè)施，使城市生活垃圾流量逐漸由填埋轉(zhuǎn)向焚燒和堆肥．該模型的優(yōu)化結(jié)果雖然會在一定程度上導(dǎo)致系統(tǒng)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(huán)境污染的目的，從長遠的角度看是可行的．

關(guān)鍵詞：機會約束；區(qū)間規(guī)劃；不確定性；城市生活垃圾

近年來，城市生活垃圾產(chǎn)生量不斷增加，對城市環(huán)境造成嚴(yán)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(fù)擔(dān)．對城市生活垃圾管理系統(tǒng)進行合理的規(guī)劃，可以減小環(huán)境污染，降低管理成本，并在一定程度上實現(xiàn)垃圾資源化．早期，國內(nèi)學(xué)者曾以區(qū)域優(yōu)化、長期優(yōu)化和綜合管理優(yōu)化為基本準(zhǔn)則，分別以處理成本最小為目標(biāo)建立了城市生活垃圾管理系．但是在模型建立、求解、參數(shù)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(qū)間不確定性．

區(qū)間規(guī)劃能夠有效處理模型目標(biāo)函數(shù)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(shè)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(qū)問線性規(guī)劃引入存在不確定性的城市生活垃圾管理系統(tǒng)中，能夠有效地解決城市生活垃圾管理系統(tǒng)中復(fù)雜的不確定性．國內(nèi)外研究大都是通過線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃等方法把城市現(xiàn)有處理設(shè)施以成本最低為目標(biāo)進行優(yōu)化，鮮有提出新建處理設(shè)施進行后優(yōu)化的研究．筆者將區(qū)間規(guī)劃和機會約束規(guī)劃相結(jié)合處理我國大中城市的固體垃圾優(yōu)化問題，將該模型應(yīng)用到北京市海淀區(qū)，提出海淀區(qū)新的城市生活垃圾處理方案，并與現(xiàn)行方案進行比較，以期為管理者提供決策支持．