2017年深圳杯建模挑战赛C题决赛论文（独家）

【实例简介】
本人2017年入选了深圳杯建模决赛，这是正式答辩时的论文。仅供各位建模的同学学习参考。
基于问趣二中的预测结果,计算得出未来十年的总成本数量及各模式下各 分项成本(涵盖直接业务成本、经济技术成本、问接的当下和远期社会成本)比 例,分析其变化趋势,并通过作图直观反映。考虑到目前深圳已经开始建立生活 垃吸强制分类制度,本文详细分析了家庭分类与专业分类两种前端分流模式对总 成本的影响。 问题三的分析 基于较为完善的模型,对远期效益成木比进行估算,从深圳市具休情况岀 发,设计一套生活垃圾处理的优选模式,以供参考。 符号说明 变量 含义 生活垃圾处理社会总成本 直接成本 直接业务成本 收集成本 第种收集方式的成本 第种收集方式中的第种成本 运输成木 第种运输方式的成本 第种运输方式中的第种成本 处理成本 第种处理方式成本 绎济技术成本 固定成本 第种固定成本 可变成本 第种可变成本 税收减免 第种税收减免 间接的当下和远期社会成本,即环境损失成本 第种环境损失成本 年度垃圾处理量 湿垃圾占垃圾总量的比例 垃圾分类中的干垃圾总量 垃圾分类中的湿垃圾总量 模型假设 假设在估算时间内国家及深圳市相关政策不变。 假设在估算时间内折现※为 假设在佔算时间内政府对源头分类的补贴保持不变 倀设在估算时间内填埋、焚烧、生物处理三种方式下的基准地价的季度增 长率分别为 模型建立与求解 问题一的模型建立 模型的准备 针对问题一,将生活垃圾处理的社会总成本分为直接业务成本、经济技术 成本、问接的当下和远期社会成本,如图 生活垃圾处理社会总成本 直接业务成本D 经济技术成本E 间接的当下和远期社会成本 图生活垃圾处理社会总成本构成 直接业务成本分析 在直接业务成木中,我们又将其细化分成了垃圾收集成木、运输成木 和处理成本三个部分,如图 直接业务成本D 收集成本D 处理成本D 匚运输成本D 图直接业务成本构成 4 ()收集成本分析 由附件一可知,在不同的垃圾处理模式中,收集方式分别对应混合收集、 源头分类收集和混合收集末端分类。即收集成本可划分为混合收集成本 源头分类收集成本及混合收集木端分类成本 而且每一种收集方式的成本又涵盖了公用垃圾桶成本(分别对应 )和运输成本(分别对应 ),值得注意的是,源头分类收集方 式会有额外的政府补贴,而混合收集末端分类方式在末端分类时会占用额外的土 地、人力、设备等,因此会产生额外的成本和,如图 收集成本De 混合收集源头分类 成本 收集成本 集,末端分 类成本 D 公用 福 政府 Dcg 成本 图收集成本构成 ()运输成本分析 运输成本分为混合运输成本和分类运输成本两类,其中每一种运 输成本都包括转运站成本(表示从各公用桶运输到转运站进行进一步处理所需成 本,分别对应 )和运输成本(分别对应 ),如图: 运输成本Dt 混合 分类 运输 运输 成本 成本 转运 站成 运输 站成 运输 本 成本 Dt D 图运输成本构成 5 ()处理成本分析 由于处理模式的不同,处理成本可分为焚烧处理成本、填埋处理成本 以及生物处理成本,如图 处理成本D。 焚烧 填埋 生物 处理 处理 处理 成本 成本 成本 Dst D 图处理成本构成 经济技术成本分析 经济技术成本包括固定成本、可变成本和税收减免。固定成本 分为土地成本和建设成本可变成本包括飞灰补贴、底灰补贴 电价补贴、渗沥液补贴以及其他补贴;税收减笕分为増值税减笕、 营业税减免和企业所得税减免,如图: 经济技术成本E 税收减免 可变成本 定成本 E 稅减税减税减 其他 补赎 二c5 EC2 填埋场 生物处理厂 图经济技术成本构成 间接的当下和远期社会成本分析 问接的当下和远期成本涵盖了由于环保标准提高所花费的成本、水污 染造成的损失、大气污染造成的损失以及固体废弁物污染造成的损失 如图 6 问接的当下和远期社会成本L 水污染损失 气污染 固体废物污 染损失L4 业损幻1 匚人体健康损失 [林损头 「其他损类 图间接的当下和远期社会成本构成 模型的建立 考虑到不同情况下,决策者会选择不同的模式组合方式。因此,在计算社会 总成本时,本文选用各个模式下不同环节所需成本的叠加,从而求得深圳市生活 垃圾处理的社会总成木。 直接业务成本的计算 直接业务成本包括收集成本、运输成本、处理成本 直接业务成本的计算公式为: ()收集成本的计算公式为 =∑∑++ 代表混合收集成本,代表源头分类收集成本,代表源头混合收集,末 端分类成木;代表第种收集方式的公用桶成木,代表第种收集方式的运 输成本,代表单位垃圾消耗的公用桶成本,代表生活垃圾年产量,此成本 仅包括垃圾桶至小型转运站的成本,如果决策者选择源头混合收集,末端分类方 式收集垃圾,则应该加上额外的土地、设各、人工等成本(后面统称为额外成本), 如果选择源头分类,则应加上政府补贴;代表单位吨数单位公里运输价格 (是一个与距离有关的分段函数),代表距离;代表单位湿垃圾政府补贴成 木;代表单位土地、设备、人工等的成木代表湿垃圾占总垃圾量的比重。 ()运输成本包括混合运输成本、分类运输成本 运输成本的计算公式为 7 代表第种运输方式的转运站成本,包括转运站人工费,以及设备维护费等, 代表第科运输方式的运输成本,此成本仅包括小型转运站至末端垃圾处理站 的成本,代表单位转运站成本。 ()处理成本包括焚烧成本、填埋成本和生物处理成本 处理成木的计算公式为 代表单位垃圾焚烧处理成本;代表单位垃圾填埋处理成木;代表单位垃圾 生物处理成本。 经济技术成本的计算 经济技术成本包括固定成本、可变成本、税收减免 经济技术成木的计算公式为 固定成本包括焚烧垃圾的十地成本、填埋的十地成本、建设成 木。固定成木的计算公式为: 代表当年地价,代表十地面积,代表折现率,代表工业用地年;十地 机会成本为;代表年地价,代表季度地价增长率,代表时间: 代表填哩高度;ρ代表填埋密度代表十地机会成本;代表建设补贴。 可变成本包括飞灰补贴、底灰补贴、电价补贴 渗沥液补 可变成本的计算公式为 8 = 代表单位底灰处理补贴,代表底灰量,代表单位飞灰处理补贴,代表K 灰量;代表上网电价补贴,代表超额供电补贴;代表单位污水处理补贴, 代表污水处理量 税收减免包括增值税减免、营业税减免 企业所得税减免 税收减免的计算公式为: 间接的当下和远期社会成本的计算 间接的当下和远期社会成本包括环保标准提高后所需成本(远期环境 标准提髙后垃圾处理费升高所需成本)、水污染导致的健康损失、空气污染健 康损失、固体废弃物污染损失。水污染导致的健康损失包括早逝引起的 健康损失、疾病治疗费用和误工损失;由于垃圾厂排放的气休中对人 体造成巨大损失的气体为二嵁英,故将空气污染健康损失考虑为二嗯英造成 的健康损失;在计算固休废弃物污染时,采用市场价值法对生活垃圾固休废弃物 造成的人工管理费、设备费和运输费等费用进行计算不管对生活垃圾使用哪种 处理方式,在计算生活垃圾堆存造成的经济损失时,以需按填埋量来进行计算 间接的当下和远期社会成本为: ∑ ∑ 总数 总数指标评价和危险特征阐述,结合国际组织的研究成果,对水污染健 康损伤的不良影响进行定量评{,代表年人均收入,代表就诊人数,代 表人均治疗费用,代表日均收入,代表住院病例,代表每患病者入住 天数;代表不同浓度区域的编码, 代表不同浓度区域的二惡英致癌风 险 代表每平方公里人口密度,代表不同浓度区域所占的面积, 代 表个体生命价值 代表治疗费用;代表生活垃圾堆存损失系数,代 表生活垃圾堆存量。 综上,由上述各式可得生活垃圾的社会总成本为: +十 问题二模型建立及解决 各模式的直接成本估算方案完善 深圳市生活垃圾直接成木包括直接业务成木和经济技术成木,由式 ()至式()可知,城市生活垃圾直接成本为: 当期社会总成本估算 由已知数据代入问题一模型中可知 年的社会总成本为: +十 元 日前仅得到 年深圳市生活垃圾年产量数据,如图: s00 475 44069 406 图 年深圳市生活垃圾年产量 无法直接计算出当期以及未来十年各模式下直接成本,故基于灰色预测方法, 根捃此数据,估算得出 年的生活垃圾年产量如表 【实例截图】
【核心代码】