垃圾產生源點之垃圾量估算

全國平均每人每日垃圾清運量依據(環保署-廢棄物管理網站)，民國 86 年度 為1.143 公斤，但自 93 年起開始推動分階段「垃圾強制分類計畫」到 97 年 12 月 全國平均每人每日垃圾清運量為0.520 公斤，本研究仍以 86 年度的資料為依據，

暫不考慮回收減量後之數據以免因垃圾量太少，發生求解時產生偏差之風險性，

在此假設以10 年之總垃圾量為垃圾產生源點的資料，詳如表 4 所示(K 表示垃圾 產生源點代號)。

表4.以民國 86 年清運量為基準，10 年內之總量 垃圾產生源點之行政區 (K) 垃圾產生源之垃圾量(噸)

鹽埕區 ₁ 116,902

鼓山區 ₂ 527,948

左營區 ₃ 788,382

楠梓區 ₄ 712,694

三民區 ₅ 1,484,793

新興區 ₆ 236,291

前金區 ₇ 123,769

苓雅區 ₈ 776,984

前鎮區 ₉ 837,031

旗津區 ₁₀ 124,591

小港區 ₁₁ 639,489

25

鳳山市 ₁₂ 1,415,422

林園鄉 ₁₃ 296,079

大寮鄉 ₁₄ 456,758

大樹鄉 ₁₅ 185,685

仁武鄉 ₁₆ 288,515

大社鄉 ₁₇ 137,182

鳥松鄉 ₁₈ 174,442

岡山鎮 ₁₉ 404,220

橋頭鄉 ₂₀ 151,675

燕巢鄉 ₂₁ 129,965

田寮鄉 ₂₂ 35,040

阿蓮鄉 ₂₃ 128,321

路竹鄉 ₂₄ 226,608

湖內鄉 ₂₅ 119,343

茄萣鄉 ₂₆ 132,284

彌陀鄉 ₂₇ 86,384

永安鄉 ₂₈ 58,958

梓官鄉 ₂₉ 153,941

旗山鎮 ₃₀ 169,907

美濃鎮 ₃₁ 182,277

杉林鄉 ₃₂ 46,630

內門鄉 33 67,744

5.2.4 最終處置場之容量

5.2.4.1 容量上限

依據環保署網站(環境品質資料倉儲系統)，本研究中各掩埋場之設計容量如表 5 所述(J 表最終處置場設施代號)。

26

Q1~Q4 為現存之焚化廠，Q5~Q10 為僅具轉運能力的中間處理設施，暫假定每天 最大處理量各為500(噸/天)，累計 10 年之量，如表 7 所示(I 表示中間處理設施代 號)。

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

表20.決策變數的最佳解(中間處理設施到最終處置場的量) Xij*(i，j) 公噸

Xij* ( 1 1) 266,578 Xij* ( 1 2) 226,172 Xij* ( 2 2) 134,950 Xij* ( 2 3) 180,000 Xij* ( 4 4) 33,850 Xij* ( 2 5) 13,550 Xij* ( 3 5) 492,750 Xij* ( 4 5) 170,204 Xij* ( 4 6) 51,464 Xij* ( 4 7) 12,732 Xij* ( 4 8) 130,000 Xij* ( 4 9) 94,500 表20 表示

1.i 設施 1(南區焚化廠)運向最終處置場 1(林園鄉垃圾掩埋場)。

2.i 設施 1(南區焚化廠)、2(中區焚化廠)運向最終處置場 2(大林蒲垃圾掩埋場)。

3.i 設施 2(中區焚化廠)運向最終處置場 3(鳥松鄉垃圾掩埋場)。

4.i 設施 4(岡山焚化廠)運向最終處置場 4(梓官鄉垃圾掩埋場)。

5.i 設施 2(中區焚化廠)、i 設施 3(仁武焚化廠)、i 設施 4(岡山焚化廠)運向最終處 置場5(燕巢鄉垃圾掩埋場)。

6.i 設施 4(岡山焚化廠)運向最終處置場 6(永安鄉垃圾掩埋場)。

7.i 設施 4(岡山焚化廠)運向最終處置場 7(岡山鎮垃圾掩埋場)。

8.i 設施 4(岡山焚化廠)運向最終處置場 8(路竹、阿蓮鄉垃圾掩埋場)。

9.i 設施 4(岡山焚化廠)運向最終處置場 9(旗山鎮垃圾掩埋場)。

又目標函數之最小成本19,733,890,000 元。

5.4 結果討論

41

1.可以順利求解，但所有的結果數據只是反應模式建立的完整性及可用性，尚無 法對實際系統做任何的決策應用。

2.此模式最佳結果:

1, … … 10，其中，

南區焚化廠 ， 中區焚化廠 ，y 仁武焚化廠 ，y 岡山焚化廠 1 因其焚化廠繼續使用，未來也不在另新建其他焚化廠。

而 ， ， ， ， ， ，最後得到中間處理設施 轉運站 楠梓轉運站 0

湖內鄉轉運站 0 內門鄉轉運站 1 燕巢鄉轉運站 0 路竹鄉轉運站 0 旗山鎮轉運站 0

以運費70 元 噸 公里 運算下，

中間處理設施只選擇 1 僅內門鄉轉運站之設置。

3.運費影響

經過多次的試算，當運費降至40 元(噸-公里)時，中間處理設施選擇之設置為:

1 中間處理設施選擇 1，湖內鄉轉運站之設置。

2 中間處理設施選擇 1，內門鄉轉運站之設置。

經過多次的試算，當運費降至38 元(噸-公里)時，中間處理設施選擇之設置為:

1 中間處理設施選擇 1，楠梓轉運站之設置。

42

2 中間處理設施選擇 1，內門鄉轉運站之設置。

歸納3.之結果，如中間處理設施之設置要選擇超過一個以上的話，運費將須降 至40 元(噸-公里)。

4.垃圾產生源點之垃圾量影響

經過多次的試算，當垃圾持續減量至以民國86 年為基準的 52%時，其中間處 理設施選擇之設置為皆不設置，因為所有垃圾產生源之垃圾量總和大約等於 Q1~Q4(南區、中區、仁武、岡山)焚化廠最少垃圾需求量之總和，即所有垃圾 量皆經由焚化廠焚化以確保焚化廠之運作。

5.未來隨模式之複雜程度增加，系統之數據龐大，決策變數及限制式加多，可能 無法使用此軟體求解之，而必須改以美國西北大學開發的MPOS 軟體系統，

如MPOS-BBMIP 為之。

43

第六章結論與建議

6.1 結論

1.本研究以合理性的假設數據代入程式中運算，並由所得的結果得知，本研究所 導衍的數學模式架構具完整性、實用性及周延性。

2.在缺少實際調查數據前提下，給予一些假設常係數及常數，發現 Lingo 可作為 本研究數學模式驗證之用，。

3.本研究因未考慮垃圾的隨機變化量，因此所建立的系統最佳化模式係為定率性 模式。

4.由本研究結果得知，中間處理設施之設置是有其必要性的，不論是焚化或轉運 的功能皆能使系統具合理性及邏輯性。

5.當運費為 41 元~70 元(頓-公里)時，只選定了 y7=1(即僅設置內門轉運站)而當運 費降至40 元(噸-公里)時，中間處理設施選擇之設置為:

1 中間處理設施選擇y 1，湖內鄉轉運站之設置。

2 中間處理設施選擇y 1，內門鄉轉運站之設置。

當運費降至38 元(噸-公里)時，中間處理設施選擇之設置為:

1 中間處理設施選擇y 1，楠梓轉運站之設置。

2 中間處理設施選擇y 1，內門鄉轉運站之設置。

綜上之結果，如轉運站之設置會得到超過一個以上，運費將須降至40 元(噸-公里)，故知運費在模式中的影響，具重要地位。

6.當垃圾持續減量至以民國 86 年為基準的 52%時，其中間處理設施選擇之設置為 皆不設置，因為所有垃圾產生源之垃圾量總和大約等於Q1~Q4(南區、中區、

仁武、岡山)焚化廠最少垃圾需求量之總和，即所有垃圾量皆經由焚化廠焚化 以確保焚化廠之運作，足見垃圾量在本研究中亦具舉足輕重之影響地位。

44

6.2 建議

1. 未來實際系統模式變大，則可使用美國西北大學開發的 MPOS 軟體系統，如 MPOS-BBMIP。

2. 未來規劃上一定要採用中間處理設施其功能包括了轉運、壓縮、資源回收、焚 化爐皆要考量。

3. 事實上垃圾產生源點垃圾量非恆定，具不確定性，未來研究建議應考慮模式中 之相關限制式嘗試加入機率項，使其模式變成序率性模式。

4. 未來研究整個系統操作上可能產生經濟效率及公平性問題，單一目標不能符合 複雜系統的多元需要，尤其多目標間可能產生衝突，在此模式將變成多目標數 學規劃問題。

5. 未來模式考慮長時間的情況下，即應納入利率之因素。

6. 未來可考慮運轉車輛之類型、數量、規格及其使用性。

7. 未來可考慮最終處置設施需要的類型及選址。

8. 未來可考慮規劃車輛清運路線而整個都會區應劃分成多少區塊。

9. 未來可考慮垃圾清運的方式及頻率，不同的方式及頻率會對模式造成甚麼影 響。

10. 未來都會區具發展具有一定優勢，如人口持續增加，對系統的最佳佈設及規 劃會產生甚麼不同的影響。

11. 未來可納入考慮政治、社會、經濟之限制式，讓模式更加完整。

45

參考文獻

中文部分

[1]. 王軍，「整數規劃在多方案選擇中的應用」，技術經濟。(2004)

[2]. 行政院環保署，「廢棄物管理-廢棄物資源循環零廢棄推動情形」。(2010) [3]. 吳明洋，「水質管理的經濟效率及公平性，第4屆水利工程研討會」，台中，

台灣，P321-331。(1988)

[4]. 吳明洋，「新都會區垃圾清運系統配置的最佳化數學分析」，土木與生態工 程研討會，高雄，台灣。(2010)

[5]. 呂鴻毅，「垃圾集運路線最適化規劃及地理資訊系統之應用」，碩士論文，

國立成功大學環境工程研究所。(1996)

[6]. 林宗儀，「垃圾公車清運系統之收集點位置規劃」，碩士論文，國立交通大 學環境工程研究所。(2001)

[7]. 翁煥廷，「汙水下水道管網系統規劃設計最佳化模式之研究」，博士論文，

國立中央大學環境工程研究所。(2006)

[8]. 高雄縣市合併專屬網站，「高雄縣市合併改制計畫核定本」，(2010)

[9]. 張祖恩，「市鎮垃圾儲存、收集、清運系統最適化之研究」，國立成功大學 環境工程研究所研究報告。(1985)

[10]. 郭孟勳，「垃圾集運路線規劃模式之研究」，碩士論文，國立台灣大學土木 工程學研究所。(1985)

[11]. 郭宗興，「廚餘收集處理模式最適化分析」，碩士論文，私立朝陽科技大學。

(2008)

[12]. 陳哲寬，「都市家戶垃圾清運頻率之研究－以高雄市為例」，碩士論文，國 立高雄第一科技大學。(2002)

[13]. 陳盛奇，「都市垃圾收集輸送系統之研究」，碩士論文，私立文化大學實業

46

計畫研究所。(1986)

[14]. 黃仁杼，「垃圾轉運政策研擬及設置可行性研究－以桃園縣為例」，碩士論 文，元智大學機械工程研究所。(1994)

[15]. 黃承威，「以工作負荷與轉彎合適性為基準之垃圾車巡迴路線規劃」，碩士 論文，國立交通大學環境工程研究所。(1998)

[16]. 楊光宗，「警察派出所人員排班問題之研究」，碩士論文，國立海洋大學航 運管理學系。(2002)

[17]. 廖育英，「市鎮垃圾儲存、收集、清運系統最適化之研究」，碩士論文，國 立成功大學。(1986)

[18]. 謝哲隆，「桃園縣環保局廢棄物分類篩選清理計劃」，(2002)。

[19]. 顏上堯、杜宇平、陳怡妃，「因應臨時事件機場共用櫃檯即時指派之研究」，

運輸計劃季刊，第33 卷，第1 期，第 59-81 頁。(2004)

[20]. 顏上堯、周榮昌、李其澧，「交通建設計畫評選模式及其解法之研究-以中 小型交通建設計畫的評選為例」，運輸計畫季刊，第三十一卷第一期，

PP.143~170。(2002)

英文部分

[21]. Alexander Mitsos , Paul I. Barton., "Parametric mixed-integer 0–1 linear programming: The general case for a single parameter", European Journal of Operational Research, Volume 194, Issue 3 , Pages 663-686(2009)

[22]. Chow,V.T., Eliassen, R. and Linsley,R.K. , " Solid Wastes :Engineering Principles and Management Issues " , McGraw Hill , Inc.( 1977)

[23]. Claudia Andrea Arribas , Carola Alejandra Blazquez , Alejandro Lamas ., "Urban solid waste collection system using mathematical modelling and tools of

geographic information systems", Waste Management & Research, Vol.28, No. 4, 355-363. (2010)

47

[24]. Erhan Erkut., " A multicriteria facility location model for municipal solid waste management in North Greece", European Journal of Operational Research Volume 187, Issue 3 , Pages 1402-1421.(2008)

[25]. Ernst, A.T., Krishnamoorthy, M., "Exact and heuristic alogorithms for the uncapacitated multiple allocation p-hub median problem". European Journal of Operational Research 104, 100-112.(1998)

[26]. Garrick Louis, Jhih-Shyang Shih., "A flexible inventory model for municipal solid waste recycling", Socio-Economic Planning Sciences Volume 41, Issue 1, Pages 61-89.(2007)

[27]. Giacomo Galante, Giuseppe Aielloa, Mario Eneaa, Enrico Panascia., "A multi-objective approach to solid waste management", Waste Management Volume 30, Issues 8-9, Pages 1720-1728.(2010)

[28]. Joaquin Bautista, Jordi Pereira., "Modeling the problem of locating collection areas for urbanwaste management.An application to the metropolitan area of Barcelona", journal Omega .Volume 34, Pages 617-629, Issue 6.(2006)

[29]. Madsen, B.G. , , " Methods for Solving Combined Two Level Location Routing Problems of Realistic Dimensions " , European Journal of Operational Research 12 , pp.295-301.( 1983)

[30]. Panagiotis Mitropoulos, Ioannis Giannikos, Ioannis Mitropoulos., "Exact and heuristic approaches for the locational planning of an integrated solid waste management system", Operational Research Volume 9, Number 3.(2009) [31]. Semih Onut, Selin Soner., "Transshipment site selection using the AHP and

TOPSIS approaches under fuzzy environment", Waste Management Volume 28, Issue 9 , Pages 1552-1559.(2008)

[32]. Wu, Edward M., "Multiobjective Programming models for the planning of offshore and onshore natural gas pipeline systems", Ph. D. Dissertation , Jhons

48

Hopkins Universtity, Baltimore, Maryland, U.S.A. (1991)

[33]. Yong P. Li, Guo H. Huang, Brian W. Baetz., "Environmental Management Under Uncertainty—An Internal-Parameter Two-Stage Chance-Constrained Mixed Integer Linear Programming Method", Environmental Engineering Science, 23(5): 761-779.(2006)

[34]. Z.A. Muisa, H. Hashima, Z.A. Manana, F.M. Tahab, P.L. Douglasc., "Optimal planning of renewable energy-integrated electricity generation schemes with CO 2 reduction target", Renewable Energy Volume 35, Issue 11, Pages

2562-2570.(2010)

49

50

+@SUM(Mid(i):@SUM(Final(j):

CI(i,j) * XI(i,j)))

+@SUM(Mid(i):@SUM(Source(k):

CK(k,i) * XK(k,i)));

!---限制式---;

! --- constraint ---;

! X S k 1,2， … … … … p ;

@FOR(Source(k):

@SUM(Mid(i):XK(k,i))>=S(k));

! --- constraint ---;

! X X

P

i 1,2， … … … … m ;

@FOR(Mid(i):

@SUM(Final(j):XI(i,j))

=@SUM(Source(k):XK(k,i))* Afa(i));

! --- constraint ---;

! X

P

Q y i 1,2， … … … … m ;

@FOR(Mid(i):

@SUM(Source(k):XK(k,i))<=Q(i)*Y(i));

51

! --- constraint ---;

! D X D j 1,2， … … … … n ;

@FOR(Final(j):

@SUM(Mid(i):XI(i,j))>=Dl(j));

@FOR(Final(j):

@SUM(Mid(i):XI(i,j))<=Du(j));

! --- constraint ---;

! X A i 1,2， … … … … 4 ;

@FOR(Mid(i)|i #LE# 4:

@SUM(source(k):XK(k,i))>=Al(i));

! --- constraint ---;

! 1 1,2, … … … … 4 ;

@FOR(Mid(i)|i #LE# 4:

Y(i)=1);

! --- constraint ---;

! X ，X 0 非負條件 ;

! ---非負限制為內定限制--- ;

! --- constraint ---;

!

1，如中間處理設施有設置 或

0，否則

;

@FOR(Mid(i):

@BIN(Y(i)));

52

53

!---;

!Cki**=Cki′+tk+vi =由k產生源點運到i設施且處理的單位成本 , 合併後輸入;

CK =

!---;

!Cij*=Cij+rj =由i設施運到最終處置場處置的單位成本, 合併後輸入;

CI =

!---;

ENDDATA END

在文檔中 I-Shou University Institutional Repository:Item 987654321/11075 (頁 34-0)