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ゾーン内収集運搬モデル

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Academic year: 2022

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(1)土木学会第55回年次学術講演会(平成12年9月). Ⅶ-293. 新しいリサイクル処理体制を考慮した広域的一般廃棄物処理システム整備計画モデルの開発研究 立命館大学 理工学部. 正会員. 立命館大学 大学院(博) 学生員. 1.はじめに. 近年、環境的側面、資源的側面などから廃棄物 処理システムの変革への社会的要望が強まって いる。これに対し、本研究ではリサイクル処理体 制を導入したシステムへの効率的な移行を実現 するための有効な廃棄物処理技術・システム・施 設の選択や処理システム建設・運営に関する経済 的な妥当性、最終埋立処分場の残余容量に対する 考慮などを内包した一般廃棄物処理システム整 備計画モデルの開発研究を行い、一般廃棄物処理 システム整備計画問題に対する総合的かつ現実 レベルでのモデル分析を行った。 ゾーン内収集運搬モデル. INPUT: 積み荷下ろし施設の種類、順番、可能処理量、立地場所 OUTPUT: ゾーン内最短収集・ 運搬ルート&費用. 立命館大学 大学院. 学生員. 瀬川 喜臣. 立命館大学 大学院. 学生員. 橋本 拓磨. 2.一般廃棄物処理システム整備計画モデルの概要 一般廃棄物処理システム整備計画モデルは図―1 にあるように、 「ゾーン内収集・運搬システム計画モ デル」と「ゾーン間収集・運搬システム計画モデル」 及び「一般廃棄物施設整備計画モデル」の3っつの モデルで構成され、各モデル間で情報をインプットしあ いながら最終的に計画期間の最適システムを算出す る。 3.一般廃棄物処理施設整備計画モデル化の検討 一般廃棄物処理施設整備計画モデルは、整備計画 問題を時間軸で捉えた動学モデルであり、各期ごと の対象地内の廃棄物処理施設の立地施設種類を決定. f t ( y/ (t )) = min[ g t (θ/ (t ) + y/ (t − 1)) + f t −1 ( y/ (t − 1))] 制約条件. Tl ( y k ) ≤ Tc ( y k ). y/ (0 ) = y/ 0. R (t ) = 0 (t = 2,⋅⋅ ⋅T ). 計画変数: ゾーン内収集・ 運搬ルート. θ/ (0) = 0/. 定義. y/ (t ). ゾーン間収集運搬モデル. :施設状態と財源の状態変数. y/ (t ) = { y1 (t ) ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ y k′ (t ), y k′ +1 (t )} ft ( y/ (t )). 与件:積み荷下ろし施設の種類、可能処理量、立地場所 INPUT: ① 各ゾーンでの収集・運搬費用. :状態 y(t )になるためのt期での最適政策. ② 対象地における各施設の状態 OUTPUT: 対象地での総収集・ 運搬費用&各施設での総処理量 計画変数: 各ゾーン内積み荷下ろし順の施設順列. 施設整備計画モデル 与件:各導入検討施設の建設、運営費用、耐用年数、各期の 財源、施設立地場所 等 INPUT: 各期の収集運搬&処理費用. gt ( y/ (t )) :状態y(t)でのt期でのトータルコスト g t ( y/ ( t )) = X ( t, /y (t )) + U (t , y/ ( t )). U ( t , y/ ( t )). :t期における総建設及び運営費用. X ( t, /y (t )). :t期における総収集運搬及び処理費用. Tl ( yk ). ) の期間制約 :施設状態 y(t. TcR((ty)k ) :施設kが状態 y(t)である期間. OUTPUT: 制約を満たす各期での各施設の最適な状態. :t期での最終埋立場への埋立量. 最適計画. 図−1 一般廃物処理システム整備計画 モデルの解法の流れ. 攻. ○立花 潤三. 目的関数の関係式. 与件:収集車の出発、帰着地点、各ごみステーション数&排出量、 収集車規模、各ごみ量での収集費用・ 積み込費用 等. 計画変数: 各期での各施設の状態. 春名. 図―2 一般廃棄物処理施設整備 計画モデルの定式化. キーワード:リサイクル、一般廃棄物処理システム整備計画モデル 連絡先:〒525-0058 滋賀県草津市野路東 1-1-1 (TEL 077-561-2736, FAX 077-561-2667).

(2) 土木学会第55回年次学術講演会(平成12年9月). Ⅶ-293. するモデルである。その目的関数は計画年数内での トータルコスト最小化である。その簡単な定式化を 図−2 に示す。また、そのトータルコストの内訳は、 施設の運営費用と処理費用、施設の建設費用、そし て施設立地状況での各ごみ収集運搬コストの合計で あるが、各期ごと決定された施設の状態に対しての 収集運搬と各施設での運ばれるごみ量に対する処理 費用を4の収集運搬システム計画モデルによって求 めることとした。 4.収集・運搬システム整備計画モデル化の検討 収集・運搬システム整備計画モデルは、 「ゾーン内 収集・運搬モデル」と「ゾーン間収集・運搬モデル」 で構成してた階層モデルとして構築する事とした。 まず、 「ゾーン内収集・運搬モデル」は、積み荷下ろ し施設の種類と順番、収集車スタート地点・ゴール 地点、ゾーン内積み荷下ろし回数、等々を与件とし て、ゾーン内収集・運搬の最短ルートとその費用を 組合せ最適化問題として定式化及び求解することと した。図―3にその簡単な定式化を示す。. 目的関数. ∑c. ⋅δ ij → min. j ∈ In. ∑δ. i , j∈I n. ij. 制約条件. ∑δ i∈I ′z. =1. ij. ∑ w ≤ b′ i. i∈I ′z′. ij. j∈I z′. ∑w. k i. =1. i ∈ In. ≤ bk. i∈I z. 定義. cij :ゾーン内stationiからjまでの収集運搬コスト. δ ij :ルートをi〜jを選択する時1、しないとき I z 0のクロネッカーデルタ. :ゾーンz内の収集運搬ルート. Iz = {ez , p1z , p 2z ,⋅ ⋅ g1z ⋅ ⋅ pzmz , ez }. I′z :ゾーンz内の車両基地と収集stationの集合 I ′z′ :収集車が車両基地もしくは中間、中継施設から 次の施設で積み下ろしするまでのルート. wi :stationiでのごみ排出量(t) wik :stationで排出されたごみのうち、施設kに 運ばれたごみ量(t). b′ :車両積載限界量(t) bk :施設kの限界処理量(t) 図−3 ゾーン内収集・運搬画モデルの定式化. ∑x. 目的関数. z =1. z. (ϕ/ z ) + x ′z (ϕ/ z ) ⇒ min. z′. ∑ w′. 制約条件. k. z. ≤ bk. z =1. 定義 x z (ϕ/ z ) :ゾーンzの荷下ろし施設ϕ/ z. での収集. 運搬費用. x ′z (ϕ/ z ) :ゾーンzの荷下ろし施設ϕ/ z. での各施. 設での処理費用 k′. z′. x′z (ϕ/ z ) = ∑ ∑ α k w′z k αk w′zk. k =1 z =1. :施設での単位ごみ量当りの処理 費用 :ゾーンzにおいて施設kに運ばれるご みの量. 図―4 ゾーン間収集・運搬モデルの定式化 また、 「ゾーン間収集・運搬モデル」では、各ゾーン での各積み荷下ろし種類、決定される順番でのゾーン 内収集・運搬費用を与件として、対象地全域の収集運 搬費用及び全処理費用を最小化する計画案を求める 事とした。図―4に簡単な定式化を示す。ここで求め た各ごみの収集運搬費用と各施設での運ばれるごみ 量に対する処理費用が「一般廃棄物処理施設整備計画 モデル」へINPUT情報として送られるわけである。 5.おわりに 本研究では、一般廃棄物処理システム整備計画問題 に関して、総合的で合理的な解決方法に関するシステ ム論的な検討として、 「ゾーン内収集・運搬システム計画 モデル」と「ゾーン間収集・運搬システム計画モデル」及 び「一般廃棄物施設整備計画モデル」で構成される一 般廃棄物処理システム整備計画モデルを開発し現実 レベルでのモデル分析を行うことにより、 地域にとっ. て必要な廃棄物処理システムの効果的・効率的構築 のための方法論の提案を行った。今後は、本研究に おいて与件として設定した排出量推計、施設の適地 選定、広域化に際する自治体間の費用負担問題等に 関する検討を行い、より現実レベルでの分析を進め ていきたいと考える。また、滋賀県草津市及び栗東 町を対象とした実証分析に関しては紙面の都合上割 愛し発表時に述べることとする。.

(3)

参照

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