Dreamcatcher——公共场所垃圾桶布局的优化设计

（东北农业大学，黑龙江 哈尔滨 150030）

本文以哈尔滨市香坊区为主要研究对象。香坊区是哈尔滨市的开埠地和最早的市政区之一，位于哈尔滨市东南部，是四个中心城区之一。

影响垃圾箱摆放地点最直接的因素即每个道路或功能区的总垃圾量。为了方便解题，我们将整个香坊区垃圾箱聚集地划分为道路与功能区两类，建立数学模型对划分的不同道路区域人流量、人均垃圾量数据进行处理得出摆放地点的具体布局。我们通过卫星截图，分析香坊区垃圾桶分布现状。并最终确定选取城区主干道作为主要研究对象进行调查，从而进行了实地勘测，得到了公滨路、中山路、珠江路、红旗大街这四条主要街路的相关数据，对其进行了模型建立和求解。

调研方案

实地调查在2015年3月1日到3日间分阶段进行：第一阶段对4条既定主干道长度和所摆放的道路垃圾桶的数量、位置进行了实地勘察；第二阶段对4条道路的人流量进行分时段（包括8:00-8:30，10:00-10:30，12:00-12.30，14:00-14:30，16:00-16:30，18:00-18:30 这 6 个时段）统计，每次记录30min的人流总量。考虑到工作日和周末，各功能区人流量最大值的时间差异，我们选择以加权的方式对这三天内收集到的数据进行处理，3月1（周日）权重为0.5，3月2日（周一）和3月3日（周二）权重均为0.25。

我们实践小组分成两拨，在三天时间内分别测算了公滨路中山路及红旗大街珠江路的垃圾桶数量，得出了部分数据Table1四个主干道垃圾桶个数:

公滨路34个，中山路18个，珠江路24个，红旗大街15个。

一、模型建立

1.模型假设

（1）假设一个标准的垃圾箱的最大容积为0.08立方米；

（2）假设垃圾箱中的垃圾每天清理一次；

（3）假设我们所选香坊区大街上主干道作为研究对象；

（4）假设每个人将垃圾扔进垃圾箱的机率都是等同的；

（5）假设每个垃圾箱的更换周期相同；

(6)假设各个道路人流段时间内变化呈现直线变化；

(7)假设道路在本文中以直线形式表示。

2.变量说明

各条道路i的人均垃圾量；ri：各条道路i的日人流量；mi：各条道路i现状总的垃圾箱数量；Sij：第i条道路上第j个垃圾箱距前一个垃圾箱的距离；li：第i条道路的长度；qi：最优配置方案下各条道路的垃圾箱数量；[i]：表示i取小于值最大整数；hi：应设置的垃圾箱数目与现状设置数目之差；Pi（0或1）：第i条道路覆盖率(=1,2,...,13,14)。

3.模型建立

通过建立模型来评价香坊区垃圾箱现状布局，评价指标为每条道路上的垃圾箱数量是否满足需求，我们采用初等模型，将每条道路总垃圾量与设置的垃圾箱装载总量相减。若得出的值为正数，则说明垃圾箱设置数目偏少需增加；若得出的值为零，说明该设置数量刚刚满足需求；若得出的值为负数，说明设置的垃圾箱过多造成了浪费。

每条道路垃圾总量：ri*ni；垃圾箱装载总量：mi*0.08；则可得

当hi值为正数，则说明垃圾箱设置数目需增加hi；若hi值为零，说明该设置数量刚刚满足需求；若hi值为负数，说明设置的垃圾箱数目需削减hi。

4.模型求解

我们通过走访香坊区垃圾运输中心，获得了各个路段的垃圾总量，结合上文设立的hi值，建立模型后通过代入以上调查的数据后得到解hi值如Table 2：

Table2各道路所求hi值

这个结果显示公滨路段的垃圾桶数量过多，珠江路和中山路段垃圾桶数量略显不足，红旗大街垃圾桶还算适中。而我们实地调查时也发现，公滨路和红旗大街的卫生情况明显优于珠江路和中山路，不存在垃圾桶满溢现象，模型求解与实地调查结果一致，说明模型建立成功。

结合居民反馈意见，我们重新分配了各路段的垃圾桶数量。

?

5.评价结论

由以上模型求得的解如所示，香坊区四条主要街道来看，红旗大街卫生情况较好，公滨路存在垃圾桶过剩现象，中山路和珠江路存在垃圾桶不足的情况，尤其是珠江路垃圾桶数量严重不足，这些宽敞的大道通常街道两旁是商铺再加上主街道旁边的支路[]通常是卫生死角，更加增加了垃圾产生量。

二、模型应用

1.对东北农业大学垃圾桶分布现状做出评价

1.1 学校概况

(1)东北农业大学占地面积354.4万平方米，总建筑面积98.3万平方米，现有在校生近三万人。在校园区内，由于我们考虑的是室外的垃圾箱，室外垃圾箱中的垃圾显然不是生活垃圾。

(2)通过实地调查，我们发现，箱内垃圾主要是行人所丢弃的果皮、纸屑、包装袋等，垃圾量较小。通常情况下，人流量越大的地方，垃圾量越多。但在人流量大致相同的情况下，人均垃圾的携带量不同，垃圾量也会有所不同。

(3)影响垃圾箱摆放地点最直接的因素即校园每个道路的总垃圾量。

1.2 存在的问题

根据我们小组在东北农业大学校园里调查发现，已经设立了一些垃圾桶，并且按时进行清理。但是我们仍然发现了一些问题：

1.2.1 垃圾桶摆放过密，这让垃圾桶的利用不充分，没有发挥出它全部的价值，同时我们得出了有关垃圾桶的形状对环境的影响，敞口的垃圾桶虽然具有一定的危险性，同时对街道的整体容貌有不好的影响，但它更方便行人投放垃圾及垃圾的清运工作，而这种较新的分类垃圾桶却强化了人们对于垃圾分类的认识，但同时却让行人因为投放的复杂性而对它视而不见。

1.2.2 南门门口有许多的小商贩，而他们最主要的宣传手段便是发传单，传单的增多必然引起垃圾的增多，而附近居民的整体素质不是非常高，学校中也存在少数的不良行为，可见在这里设垃圾桶是非常有必要的。

1.2.3 我们小组在距离校门口十几米外发现了一排十个垃圾桶，这种资源的堆积与浪费同水果街垃圾成堆形成了强烈的反差，表示有些垃圾桶的利用率不高。

由问卷可得：受访人群中有70.91%的人认为学校垃圾桶放置不够醒目，这也从侧面导致了校园环境卫生的不整洁。

（2）其中，半数以上受访者认为校园内垃圾桶有爆满或异味的现象，显示了他们对校园环境的不满，由于垃圾桶数量严重不足或者摆放不合理而严重影响了同学们的生活和学习。

2.评价模型

2.1 模型假设与变量说明参考3.1模型假设与3.2变量说明

2.2 模型建立

通过建立模型来评价东北农业大学垃圾箱现状布局，评价指标为每条道路上的垃圾箱数量是否满足需求，我们采用初等模型，将每条道路总垃圾量与设置的垃圾箱装载总量相减。若得出的值为正数，则说明垃圾箱设置数目偏少需增加；若得出的值为零，说明该设置数量刚刚满足需求；若得出的值为负数，说明设置的垃圾箱过多造成了浪费。

每条道路垃圾总量：ri*ni；垃圾箱装载总量：mi*0.08；则可得

当hi值为正数，则说明垃圾箱设置数目需增加hi；若hi值为零，说明该设置数量刚刚满足需求；若hi值为负数，说明设置的垃圾箱数目需削减hi。

2.3 模型求解

建立模型后通过代入Table 2调查的数据后得到解hi值如下表：Table 2各道路h值

?

2.4 评价结论

由以上模型求得的解如Table 2所示，东北农业大学的街道绝大部分能够满足需要，而且一号到三号路线都存在垃圾桶过剩现象，但是四号路线以及食堂却存在垃圾桶不足的现象，特别是食堂周围垃圾桶严重不足，再加上食堂旁边有两个仓买，更加增加了垃圾产生量，但是四号路线由于人流量较大需要增设一些垃圾桶。

三、模型推广

在社会范围内进行推广

我们在校园实地调查和模型建立的基础上进行了校外即香坊区其他主要路段和功能区的实地调查和模型建立。通过满意度调查问卷的发放和实地民意采集，我们的得出的模型在一定程度上能够提升街道环境卫生水平。但是由于资源条件以及水平有限，我们只能选取香坊区最主要的路段和最繁华的几个功能区进行调查研究，并且在实践过程中一些不可避免的偶然因素也会对我们的结果产生一定程度的影响，因此我们的模型还有很多不足之处和待改进之处。

对垃圾桶使用的建议

（1）垃圾桶类型：垃圾桶多数以金属或塑胶制，用时放入塑料袋，当垃圾一多便可扎起袋口丢掉。多数垃圾桶都有盖以防垃圾的异味四散，有些垃圾桶可以用脚踏来开启。垃圾桶作为社区必需的公共设施，设计首先要与社区的生活环境相适应。针对液体垃圾的处理，垃圾桶设计应为塑料封闭性的，并且投放处应设计的大一点，这样既解决了腐蚀铁制垃圾桶的问题，又保证异味的不再扩散，居民用起来也方便。对大块垃圾的处理，垃圾桶设计应为一个大型的地下垃圾桶，这样垃圾比较容易安放，也比较的美观。接触性垃圾桶的卫生状况太差，在做垃圾桶设计时，应多采取一些非接触性方式，如脚踏式垃圾桶等。

（2）对废弃有害垃圾的处理方面：居民应该统一使用环保垃圾桶，可将垃圾桶设计为三格，每格都方便拆装。其中最大的放有机物，一个小的放无机物，一个小的放有毒物。

（3）垃圾分类方面：近年来，由于人们环境保护意识的不断提高，垃圾桶设计与使用合理性越来越受到重视。我们小组探索对比多种垃圾桶模型提出一款适用于公共场所的压缩式垃圾桶，主要功能是当垃圾装满内桶时，内桶上方的压缩板可通过脚踏板对垃圾进行压缩，再投入新垃圾，垃圾便被向下压缩，直至无法压缩为止，故而容量可达现有垃圾桶的数倍以上。

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[6]http://wenku.baidu.com/link url=K_8yYE_z7y6WRzZsQCdQbQlP35v2v-iOBREn-K__r98nMI-rbMl2F1VDTq49GIvDVR9s4tIH3OBVzBZtdAXVpimv T5hLpJHZjbYKt7StUbC