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文档简介
[21]。庾娟(2021)以保税物流为研究对象,使用AHP法建立成都天府新区保税物流中心选址评价指标体系,利用Matlab软件计算各指标的权重,分析报税物流中心的选址问题[22]。1.2.3国内外研究综述笔者认真研究、阅读相关文献发现:农药包装逆向物流系统主要包括收运、分拣中心和加工中心,分拣中心系统是现实中的薄弱环节,但也是关键环节。国内外农药包装物逆向物流设施选址的研究重心主要放在末端处理设施上,关于分拣中心的选址研究相对较少,现有研究主要是采用定性方法从宏观视角进行研究。单一的数学模型已经不能有效解决农药包装物分拣中心选址规划问题。因此,探索出科学合理的分拣中心选址决策方法和模式,对于提高我国农药包装物的科学管理水平具有重要意义。根据以上分析,农药包装物分拣中心选址方面的研究还不够完善,有待进一步研究。在本文中,笔者充分考虑影响农药包装物分拣中心选址决策的各种因素,在借鉴其他固废逆向物流设施选址研究成果的基础上,结合集合覆盖和层次分析模型,采用定量与定性相结合的方法对分拣中心的选址规划问题进行研究。1.3研究内容和方法1.3.1研究内容本文对重庆市农药包装物进行了研究,运用相关理论,为研究农药包装物逆向物流的分拣中心建立模型,并通过计算求解出分拣中心的最佳地址方案,为企业进行相关的回收工作及相关决策提供参考,以最大限度地提高社会福利。论文主要包括以下几章内容:第一章主要是对本文的研究背景和意义、国内外文献的研究现状,以及本文的主要研究内容和研究方法进行介绍,阐述本文要研究的问题。第二章主要介绍了农药包装物回收分拣中心的相关理论,其中有循环经济与逆向物流的概念、农药包装物的概念及特点,以及逆向物流设施选址问题的相关算法。第三章对重庆市农药使用及农药包装物回收现状进行分析,发现和提出重庆市农药包装物回收存在的问题,为解决问题提供基础依据。第四章针对重庆市农药包装物回收分拣中心的问题建立了模型,将对分拣中心的选址分为初选和精选两个阶段,最终得出最佳选址。1.3.2技术路线本文的研究技术路线如图1-1所示。图1-1研究技术路线1.3.3研究方法为了对农药包装物回收分拣中心的设施选址提供建设性意见,结合实例优选出重庆市农药包装物分拣中心选址方案,提高农药包装物回收率,促进生态环境的可持续性发展,主要运用了以下几种研究方法:(1)文献研究法搜集并阅读与逆向物流设施选址以及农药包装物相关的文献和数据资料,了解农药包装物逆向物流设施选址的相关研究成果与经验,为更加深入地解决问题奠定基础。(2)模型研究法根据问题的描述构建集合覆盖模型与层次分析模型相结合的逆向物流分拣中心选址模型。利用集合覆盖模型对重庆市农药包装物逆向物流分拣中心地址进行初选,得出备选方案,然后再利用层次分析模型从4个备选方案中得出最佳选址方案。(3)实例研究法本文以重庆市的农药包装物为例,收集相关数据和资料,分析重庆市农药包装物回收现状,发现问题后建立模型对问题进行解决,具有一定的说服性。(4)定性与定量分析法运用层次分析法时首先确定各项准则的重要性程度的是定性分析,在结合专家评分情况,对备选方案进行综合评价,并构造各方案层的成对比较矩阵是量化2逆向物流分拣中心选址相关理论2.1循环经济从宏观的角度来看,本文研究的农药包装物逆向物流分拣中心能够促进农药循环经济的发展。20世纪60年代初有学者首次谈到循环经济,他们认为,只有将有限资源循环利用,人类和地球才能长期共存。我国循环经济的发展如表2-1所示,循环经济符合我国坚持走绿色循环可持续发展道路的理念,其本质是一种生态经济,是由人、自然资源和科学技术等要素构成的大系统,其发展的关键是废弃物资源的再利用。资源与环境共生共灭,废弃物的资源化利用的出发点在于使资源浪费减少、资源利用率提高,促使人们发展经济,使人类经济与环境共同发展[26]。表2-1我国循环经济的发展年份主要发展1998引入德国的循环经济概念并确立了3R原理的中心地位1999从可持续生产的角度对循环经济发展模式进行整合2002从新兴工业化的角度重新认识了循环经济的发展意义2003将循环经济发展纳入科学发展观2004指出要从不同的城市、区域层面大力发展循环经济2008出台《循环经济促进法》,促进我国各行业的发展2.2逆向物流的定义及特点最初的逆向物流被看作是整合产品退货、产品再利用和废物回收(包括回收、分类和加工)的过程,它属于广义的逆向物流。但是,在我国《标准物流术语》中,逆向物流被描述为不合格产品的返修、退货和周转的逆向流动,没有包含废弃物物流,因此它属于狭义的逆向物流[28]。废弃物是一种在经济活动中失去价值的产品,因此,废弃物物流是对没有经济价值的物品的收集、分类和加工活动。逆向物流的最终目标是促进生态系统的平衡,减少使用资源、简化回收活动。本文研究的农药包装物分拣中心选址属于广义的逆向物流,在农药包装物的回收中存在四个特点:(1)疏散性。使用完的农药包装不会在某一场所固定出现,可能在农民家中,也可能散布在田野之间。另外,农药包装物可能受到农药质量问题等各种影响,由于影响程度是无法预料的,因此农药包装物的回收具有疏散性。(2)耗时性。废弃物逆向物流早期表现出数量少、品种繁多的特点。随着时间的流逝,不断积累的废弃物开始较大规模地流动。废弃物的收集与整理本身就是一个复杂的过程,加上对其进行加工也是一个相当耗时的项目,导致逆向物流需要耗费大量时间。(3)混乱性。逆向物流之所以具有混乱性,是因为各式各样的材料与规格的废弃物在进入回收系统时是杂乱无序的。只有经过一系列工序处理过后,这些回收包装物才会变得纯粹起来。(4)不可测性。每个消费者都是一个独立且分散的个体,可以随时将产品出售、转让,无法预防和控制。因此,企业很难知道产品的具体召回时间,所以逆向物流具有不可测性。2.3农药包装物回收相关概念2020年7月颁布的《农药包装物回收处理管理办法》,预示我国已经开始对农药包装物进行科学有效且规范的管理。该办法将农药包装物定义为直接接触农药的或使用后含有农药残余物的包装物,包括瓶、罐、桶、袋等[21]。通过对这方面资料的查询,笔者得知,全国各地农药包装物问题由来已久,每年产生的农药包装物为35-40亿只,回收率却不足15%[22];农药使用范围的扩大和使用期限的延长,对农业安全生产构成重大威胁,即农药废弃包装物问题。为了促进农业绿色高质量发展、推动乡村振兴战略的实施,实现“减量控害,安全发展”的目标,农药包装物的回收利用问题不容小觑。2.4分拣中心选址问题求解算法设施选址问题的求解算法及其适用范围如表2-2所示。表2-2求解算法表选址算法适用范围重心法筛选掉不合理的选址方案,不考虑现实地理条件的选址问题整数规划法不需要全面考虑影响选址决策的多个因素的简单选址问题集合覆盖法设施数量少且能覆盖所有需求点的选址问题加权因素比较法耗费时间少,操作复杂的选址问题模糊综合评价法操作复杂,主观性强的选址问题层次分析法考虑多个影响因素、较复杂的选址问题
3重庆市农药包装物回收现状分析3.1重庆市农药包装物使用现状重庆市是农业直辖市,每年农作物种植面积约3345.74千公顷,重庆市因多山地,平原资源有限,所以重庆市主要种植的农作物有蔬菜、瓜果、粮油作物、水稻、马铃薯等。由图3-1可知:近年来,随着绿色生态的发展,重庆市的农药使用量逐年递减。图3-1重庆市近年来农药使用量变化目前重庆市拥有农药经销商117家,农药年使用量1.6万吨左右,其中除草剂占57.62%、杀虫剂占33.15%、杀菌剂占7.40%、杀螨剂占1.38%、生长调节剂占0.45%,如表3-1所示。(来自重庆市农药监管平台)。表3-12020年重庆市种植业农药使用统计农药类别品种个数/个使用量/t所占比例/%除草剂519204.4357.62杀虫剂705295.5033.15杀螨剂8220.451.38杀菌剂361182.107.40植物生长剂371.880.45合计16815974.36100从农药包装类型分析,塑料包装占55.61%,铝箔包装占27.82%,针剂占5.16%,玻璃瓶占11.38%,其他占0.03%,见表3-2所示。表3-22020年重庆市使用农药包装物类型及重量统计农药包装类别品种/个包装物总量/t所占比例/%塑料瓶袋98927.4255.61铝箔60463.9627.82玻璃瓶5189.7911.38针剂1186.055.16其他10.500.03合计1751667.72100综上所述,这两张表显示,农药包装物与农药商品量比例为10.44%,即销售100公斤农药,产生10.44公斤农药包装物。3.2重庆市农药包装物回收现状2018年以来,为贯彻落实《固体废物污染环境防治法》及《农药包装物回收处理管理办法》,着力改善农业农村生态环境,助力乡村振兴,重庆市就在巴南、北碚、璧山等27个区县进行农药包装物回收试点,并规定重庆市对农药包装物的处理要遵循以下四个原则:分类收集、无害化处理、减量化、集中处理的原则。以防治农药包装物污染,保护生态环境,建设美丽乡村。此外,重庆市各区县农业农村委员会和农业技术服务部对农药包装物的回收利用进行了一系列宣传和教育,引导农药制造商、销售商以及农户对农药包装物进行回收处理。目前,重庆市对农药包装物的处理主要有:卖给小商贩、随意丢弃、混入到生活垃圾中处理、直接焚烧填埋以及集中回收处理五种途径[20],具体如图3-2所示。图3-2农药包装物处理现状(1)卖给小商贩小商贩回收包装废弃物时,能够获取一定的利润,但是典型的小商贩会将农药包装物与其他包装物混合在一起,比如农药包装塑料瓶与饮料瓶混合,这样不能够对农药包装物进行针对性地回收,且大多农药包装物有农药残余,这可能危害人类健康。(2)随意丢弃农药包装物的随意丢弃在农村地区非常普遍,并且由于大多数农民年纪大受教育程度低,导致他们缺乏环境保护意识。加之各乡镇政府对农药包装物的监管不足,造成环境受到污染,危害人体健康。(3)混入生活垃圾目前重庆市多数地区在农村放置的垃圾箱很少,一般是两三户人家共用一个垃圾桶,且不具分类功能,其结果是农药包装物混入生活垃圾,这样会使带有农药残余的包装物流入社会,危害社会。(4)集中回收处理集中回收处理是通过专业回收企业对一定区域内产生的农药包装物进行集中处理。相对于其他方式而言,它是目前对农药包装物进行回收处理最合理有效的方式。(5)直接焚烧填埋大多数农户在使用完农药过后会把农药包装物收集起来,但不是扔到垃圾站,而是将它们放在田野间与杂草一起焚烧,但由此产生的污染物造成了对环境的二次污染。3.3重庆市农药包装物回收存在的问题通过分析研究逆向物流分拣中心的相关文献、重庆市农药包装物的使用现状以及回收利用的现状,本文发现重庆市在农药包装物的回收利用上存在以下一些问题。(1)人们回收意识薄弱在一项关于秀山县农民如何处理农药包装物的调查中显示,重庆市秀山县51%的农民会将农药包装物在田间或河边随意丢弃,43%的农民会将其带回,只有6%的农民会将其扔至垃圾站。这些数据表明,农民的回收意识淡薄,容易习惯地将农药包装直接丢弃在田间地头。此外,重庆市各地方政府把工作重心放在了农产品的收成上,忽略了环境保护问题,缺少向农民宣传农药包装物回收的知识、普及关于农药包装物回收的认知。加上近年来重庆市虫害品种增加,农药制造商生产的农药种类越来越繁杂,农民又不会对各式各样农药进行甄别而随意用药,造成农药包装物的数量大幅增加。(2)回收再利用困难重庆市人口众多、耕地有限,农户较分散,由此导致农药包装物数量多且分布较为分散,增加了回收难度。同时,不同的农药毒性不同,液体与固体农药所用包装的材质与形状不同,农民使用的农药各式各样,虽然国家有出台相应的包装标准,但农民对于包装的分类不是很熟悉,增加了农药包装物的回收难度。因此,由于回收后的包装物种类繁多、大小不一、尺寸混乱,此外,多数的农药包装有大量农药残余,简单的清洗不能使包装再次使用,这些导致了农药包装回收再利用困难。(3)回收渠道不规范目前,个体户收购是重庆市农药包装物回收市场的主要途径。而个体户收购的农药包装物,最终会与其他包装物一起混入,这样会降低农药包装物的回收价值。受技术条件的限制,重庆市当前没有建立起稳定的农药包装物回收转运系统,农药包装物资源的再利用严重受阻。不规范的回收渠道以及较低的实际回收率,使得农药包装物的有效回收成为争论的焦点。(4)收集设施布局不科学目前,重庆市农药销售网点较多,分布相当分散。虽然重庆市某些区县设立了相应的收集点,对各乡镇产生的农药包装废物进行回收,但是常常根据经验选择这些收集点和转运站的设置,没有采用科学的方法进行决策,不合理农药包装物逆向物流网络布局就是由此造成的,使回收企业的收集转运工作非常复杂。4重庆市农药包装物回收分拣中心选址4.1问题的描述作为农药包装物的转运枢纽,一方面,分拣中心需要与废弃物收集点协作,为农药包装物源头提供运输渠道;另一方面,末端的资源化处理厂提出的要求与分拣中心的整体布局相对应。随着农药使用量和农药包装物的增加,农药包装物需要分拣中心提供服务的收集点相应增多,导致农药包装物的收集和运输距离以及运输成本大大增加。我国许多农药包装物分拣中心难以跟进和管理的根本原因是选址规划不科学。农药包装物分拣中心的选址规划是一个非常复杂的决策问题,并且影响选址决策的因素太多,因此增加了建立规划模型的难度。如何科学合理地选出农药包装物分拣中心的地址?已成为亟待解决的问题。因此,在适当考虑成本、社会和环境因素的条件下,为农药包装物分拣中心探索科学合理的选址决策方法,是本文重点要解决的问题。4.2模型的构建4.2.1集合覆盖模型农药包装物分拣中心的选址,不仅应该满足对居民和环境的影响最低,还应该满足所有需求点的分拣和运输需求。在本文中,选择用于位置分析的集合覆盖模型分析选址决策,首先为农药包装物的分拣中心选择合适的候选地址,然后确定科学适宜的备选方案。其运行流程如图4-1所示。图4-1集合覆盖模型应用步骤本文构造的集合覆盖模型具体如下:(1)从M中选出可以覆盖所有需求点的最小数目的分拣中心:min(2)每一个农药包装物分拣需求点可以被备选点所覆盖:s.t.i∈M(3)在备选点建设农药包装物分拣中心的0-1整数约束,结果为1则建设,结果为0则不建设:Xi(4)备选点到需求点的距离小于等于或大于备选点最大服务覆盖半径的0-1整数约束:Rij式中:M——农药包装物分拣中心的备选点集合{1,2,3,…,m};XiRijN——农药包装物分拣中心的需求点集合{1,2,3,…,n};L——备选点m的最大服务覆盖半径;4.2.2层次分析模型单一的集合覆盖模型忽略了农药包装物分拣中心建设带来的成本和环境效益等问题。因此,在本文中,选择使用层次分析法进一步筛选对使用集合覆盖模型得到的几个备选方案,得到最终的最有选址方案。图4-2中显示了本文使用的层次分析法的应用步骤。图4-2层次分析法应用步骤(1)构建递阶层次结构模型在构建递阶层次模型之前,需要澄清的是:本研究的目的为通过综合比较影响农药包装物分拣中心选址决策的因素来得到最优选址方案,因此,目标层为最优方案。根据专家意见选择运行成本、环境效益、基础设施和交通情况作为准则层,方案层为备选方案。准则层各个指标的含义:运行成本(B1)主要由地价、运输费用以及人工费用组成。由于在重庆各地建设厂房、购买机器设备和车辆等费用差别不大,本文将不作考虑。环境效益(B2)主要是到城市中心的距离和对地表水体污染的程度。基础设施(B3)包括在对农药包装物进行分拣中转的过程中,耗费的燃料、电力和自来水等资源,本文主要选择了供水设施以及供电设施为判断。交通情况(B4)路况越便捷,给当地交通造成的负担越小,则选址的交通情况越好,综合评价分值也相应地越高。在确定好上述条件后,构建了农药包装物分拣中心的层次结构模型,如图4-2所示。图4-3农药包装物分拣中心选址的层次结构模型图(2)构造成对比较矩阵①构造准则层比较矩阵在建立递阶层次结构模型之后,根据目标层之下准则层的相对重要性,分配相应的权重。每次取两个因素Bi和Bj,并使用bij表示Bi和Bj对目标A的影响程度之比,以1-9的比例标度来度量。比较矩阵标度及含义见表4-1所示。表4-1成对比较矩阵标度含义标度bij含义1两个因素具有同样的重要性3两因素相比,前者比后者稍微重要5两因素相比,前者比后者一般重要7两因素相比,前者比后者较重要9两因素相比,前者比后者极重要2,4,6,8为上述相邻判断的中值倒数表示相应两因素,后者比前者的重要性成对比较4个因素,便构成了一个成对比较矩阵:成对比较矩阵:B=bij通过阅读相关文献和专家访谈的方式,对准则层各约束进行评分,评分结果见表4-2所示。表4-2准则层约束评分表准则层约束(比重)专家评分综合评分专家一专家二专家三运行成本地价(40%)79848583.33运输费用(40%)908789人工费用(20%)747969环境效益到城市中心的距离(45%)89828580.05对地表水体的污染程度(55%)797474基础设施供水设施(50%)64746969.17供电设施(50%)696772交通情况运输道路的路况(50%)89797477是否给当地交通造成负担(50%)697477结合上述专家评分情况,建立以下准则层成对比较矩阵B:表4-3准则层成对比较矩阵BB1B2B3B4B11375B21/3153B31/71/511/3B41/51/331②构造备选方案的准则成对比较矩阵根据成对比较矩阵标度和专家评分情况,确定在同一准则层下,各方案两两相对重要程度,据此构造如下备选方案的准则成对比较矩阵B-C:表4-4运行成本成对比较矩阵B-CB-CC1C2…CnC1C11C12…C1nC2C21C22…C2n……………CnC41C42…C4n③计算权向量,作一致性检验构造完成对比较矩阵后,要对其进行一致性检验,如果构造的成对比较矩阵一致性比率CR<0.1,则成对比较矩阵构造正确。将此矩阵的特征向量归一化后即为权向量,若一致性指标CR>0.1,则需重新构造成对比较矩阵。一致性检验主要分三步:第一步,计算最大特征值:λmax≈1ni=1Wi表示准则层(Bi)对目标层(A)的权重。第二步,通过一致性指标公式计算矩阵的一致性指标CI:CI=(λmax−n)n−1第三步,查询随机一致性指标表,通过一致性指标值计算得到一致性比率CR:CR=CIRI(4各阶数的RI值见表4-5所示。表4-5平均随机一致性指标阶数123456789101112RI000.580.9021.411.451.491.521.56用Matlab软件对前文构造的准则层成对比较矩阵进行一致性检验:matlab编码程序如图4-4、4-5、4-6所示:图4-4矩阵B的特征向量图4-5矩阵B的最大特征值图4-6权向量由图可知,准则层成对比较矩阵B的最大特征值λmax=一致性指标CI:CI=当=4时,RI4=代入以上数据得:CR=因为CR<0.1,故结果具有满意的一致性,将矩阵的特征向量归一化后得到权向量:(0.7863,0.1651,0.0056,0.0430)T,所以准则层的重要性排序为运行成本B1>环境效益B2>交通情况B4>基础设施B3。④总目标排序优选总排序应基于从上到下的顺序,执行复合权重值计算,并进行一致性检验。层次总排序的一致性比率为:CR=i=1nCIiw当CR<0.1时,确定结果满足一致性检验,并根据总目标的复合权重对各方案优劣进行排序,进而选出最佳选址方案。反之则需调整每个成对比较矩阵的元素取值,重新计算。4.3模型的求解4.3.1分拣中心选址初选(1)备选点及覆盖半径的确定重庆市现有的农药包装物收集点分别位于云阳县黄岭桥水口乡、万州区天城镇塘坊合巴路、酉阳县钟多街道洞底社区、彭水县黔中大道北侧、南川区金浦路、黔江区迎宾大道、铜梁区龙腾大道东北侧、大渡口区春晖南路、渝北区高堡湖东路、大足区五星大道10处。为解决重庆市日益增长的农药包装物带来的环境污染问题、满足农药包装物的分拣中转需求,重庆市计划新建农药包装物分拣中心,将在现存的10处收集点中选取出备选地址,再加以升级改造。首先将这10处确定为农药包装物分拣中心的备选点,并将其分别标记为:X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,其地理位置如图4-3所示。图4-7备选点位置图为了预防和控制运输过程中造成的污染,将运输时间限定在3小时以内,包括装卸和堵车所花费的时间。基于城市公路最高时速70km/h的要求,结合重庆市的人口密度和基础设施等因素,确定农药包装物分拣中心的最大服务半径为300km。(2)备选点的服务范围的确定农药包装物分拣中心需求点到备选点的距离为两点之间的最优运输距离,详见表4-6所示。表4-6备选点到需求点的距离单位:kmRijX1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X1039.3357.6301.1318.4261.9353.2332.5306.7388X2-0330.6273.8291.1234.9316.4294.5269.3352.1X3--0139.828197.6409.8357.1383.2445.6X40142.443.9272219.3245.3307.7X50186.4130.677.9104166.3X60314.1261.4287.5349.8X7057.764.652.9X804493.8X90105.9X100注:表格数据来源于搜狗地图根据农药包装物分拣中心的最大服务覆盖半径确定备选点的服务范围,结果如表4-7所示。表4-7备选点及其服务范围备选点农药包装物分拣中心覆盖需求点X11,2,6X21,2,4,5,6,8,9X33,4,5,6X42,3,4,5,6,7,8,9X52,3,4,5,6,7,8,9,10X64,5,6,8,9X74,5,7,8,9,10X82,4,5,6,7,8,9,10X92,4,5,6,7,8,9,10X105,7,8,9,10(3)模型的建立根据备选点的服务范围表建立如下模型:minZ=s.t.XX1X3X2X2X4X4X2X(4)求解模型现利用Lingo软件编程,对所建模型进行求解,以获得可行的优化结果。具体Lingo程序如图4-4所示,运行结果如图4-5所示。图4-8Lingo代码图4-9运行结果因此,模型的解为X2=1,X4=1,X5=1,X9=1,X10=1,其余Xi=0,即农药包装物分拣中心选址的备选地址为X2万州区天城镇塘坊合巴路、X4彭水县黔中大道北侧、X5南川区金浦路、X9渝北区高堡湖东路、X10大足区五星大道。实际上,该模型具有多个可行解,现运用相同的算法程序,以此增加新的约束条件进行运算。类似地,求出全部的可行解方案,但排除掉相对不现实的选址方案后,最终获得4个较为可行的备选方案,分别为方案1:X2,X4,X5,X9,X10;方案2:X1,X4,X6,X7,X9;方案3:X2,X3,X6,X8,X9;方案4:X1,X3,X5,X8,X10。4.3.2分拣中心选址精选为确定选址的最优方案,对各个方案在运行成本、环境效益、基础设施、交通情况准则下进行计算比较,进而得到方案层对目标层的排序。(1)分析运行成本成对比较矩阵假定选址的地价是指每一平方米土地的使用价值;运输费用是平均每月收转农药包装物过程中发生的运杂费合计;人工费用是根据当地的基本工资水平,确定的分拣中心每位职工的月固定工资。在确定了这些条件后,搜集相关数据,经整理估算得到农药包装物分拣中心选址方案的运行成本,详见表4-8所示。表4-8备选方案运行成本估算单位:元方案选址地价(/m2)运输费用人工费用方案1X2152.9966263230X4146.2557253560X5675.31108523200X91340.0973523130X10149.9954933240总计2464.633604816360方案2X1152.9976263330X4146.2575003560X6971.25108523300X71037.2463503320X91340.0973525130总计3647.823968018640方案3X2243.8966263230X3133.4982435960X6971.25108523300X8448.9457825400X91340.0973523130总计3137.663885521020方案4X1152.9976263330X3133.4982433960X5675.3192173200X8448.9457823400X10149.9954933240总计1560.723636117130注:表中数据均来源重庆数据官方统计数据运行成本是一个负向性指标,即专家评价分值会随着实际数据值的增大而不断减小。根据表4-8估算的备选方案运行成本具体评分情况,见表4-9所示。表4-9备选方案综合评价分值分值方案选址地价(40%)运输费用(40%)人工费用(20%)实际贡献分值综合评价分值方案1X275888281.678.74X476807075.3X581778380.3X972857878.3X1090628778.2方案2X165818475.277.34X476807075.3X690628778.2X780679279.7X972857878.3方案3X265818475.274.58X374727974.2X690628778.2X870656667X972857878.3方案4X165818475.274.98X374727974.2X581778380.3X870656667X1090628778.2注:实际贡献分值由各项约束的比重加权计算得到综合评价分值由各备选地址实际贡献分值的平均分得到根据以上两个表的结果,构建成对比较矩阵B1-C,见表4-10所示。表4-10运行成本对方案层成对比较矩阵B1-CC1C2C3C4C11368C21/3157C31/61/512C41/81/71/21由矩阵B1-C,得λmax=4.1310,CI1=0.0437,RI4=0.90,CR1=0.0485<0.1,结果满足一致性检验。归一化矩阵的特征向量后得到权向量:(0.7698,0.1574,0.0602,0.0126)T。所以,对于运行成本而言,方案的权重排序为C1(0.7698)>C2(0.1574)>C3(0.0602)>C4(-0.0126),即方案1:选择在X2万州区天城镇塘坊合巴路、X4彭水县黔中大道北侧、X5南川区金浦路、X9渝北区高堡湖东路和X(2)环境效益成对比较矩阵到城市中心的距离为正向性指标,对地表水体污染的程度为负向性指标。即分拣中心的环境效益越好,到城市中心的距离就要越远;但对地表水体污染的程度就要越小,综合评价分值才会越高。环境效益约束的评分标准见表4-11所示。表4-11环境效益评分标准约束分值0~5050~8585~100到城市中心的距离(km)<1010~20>20对地表水体的污染程度(距离/m)<150150~300>300备选方案的环境效益情况和综合评价分值如表4-12所示。表4-12备选方案的环境效益情况方案选址到城市中心的距离(45%)对地表水体的污染程度(55%)实际贡献分值综合评价分值方案1X219>30083.569.8X420150~30068.5X57150~30067.5X917<15070.5X109150~30059方案2X127>30083.571.2X420150~30068.5X615150~30067.5X713<15066.5X917<15070方案3X219>30083.572.4X37150~30061X615150~30067.5X812>30080X917<15070方案4X127>30083.568.4X37150~30061X513<15058.5X812>30080X109150~30059结合以上对环境效益约束的分析和专家评分结果,构建环境效益成对比较矩阵B2-C,见表4-13所示。表4-13环境效益对方案层成对分析比较矩阵B2-CC1C2C3C4C111/325C23159C31/21/513C41/51/91/31由矩阵B2-C,得λmax=4.0370,CI2=0.0123,RI4=0.90,CR2=0.0137<0.1,结果满足一致性检验。归一化矩阵的特征向量后得到权向量:(0.1197,0.8072,0.0650,0.0081)T。所以,对于环境效益而言,方案的权重排序为C2(0.8072)>C1(0.1197)>C3(0.0650)>C4(0.0081),即方案2:选择在X1云阳县黄岭桥水口乡、X4彭水县黔中大道北侧、X6黔江区迎宾大道、X7铜梁区龙腾大道东北侧和X(3)基础设施成对比较矩阵由于农药包装物分拣中心在建设运营的过程中需要耗费大量的电力、水利等资源,因此完善的基础设施会大大提高农药包装物分拣转运系统的可靠性。基础设施约束的评分标准详见表4-14所示。表4-14基础设施评分标准约束分值0~5050~7575~100供水设施一般较完善完善供电设施一般较完善完善备选方案的基础设施情况和综合评价分值如表4-15所示。表4-15备选方案的基础设施情况方案选址供水设施(50%)供电设施(50%)实际贡献值综合评分值方案1X2较完善较完善72.573.7X4一般一般50X5完善完善88X9完善完善85X10较完善较完善73方案2X1一般一般4562.9X4一般一般50X6完善完善87.5X7一般一般47X9完善完善85方案3X2较完善较完善72.581.3X3完善完善86.5X6完善完善87.5X8较完善较完善75X9完善完善85方案4X1一般一般4573.5X3完善完善86.5X5完善完善88X8较完善较完善75X10较完善较完善73结合以上对基础设施的分析和专家评分结果,构建基础设施成对比较矩阵B3-C,见表4-16所示。表4-16基础设施对方案层成对比较矩阵B3-CC1C2C3C4C111/21/32C2211/23C33215C41/21/31/51由矩阵B3-C,得λmax=4.0145,CI3=0.0048,RI4=0.90,CR3=0.0530<0.1,结果满足一致性检验。归一化矩阵的特征向量后得权向量:(0.0600,0.2307,0.6813,0.0280)T。所以,对于基础设施而言,方案的权重排序为C3(0.6813)>C2(0.2307)>C1(0.0600)>C4(0.0280),即方案3:选择在X2万州区天城镇塘坊合巴路、X3酉阳县钟多街道洞底社区、X6黔江区迎宾大道、X8大渡口区春晖南路和X9(4)交通情况成对比较矩阵交通情况约束的评分标准见表4-17所示。表4-17交通情况评分标准约束分值0~4040~6060~8080~100运输路况困难不便捷较便捷便捷造成的交通负担负担较大负担大负担较小负担小备选方案的交通情况和综合评价分值如表4-18所示。表4-18备选方案的交通情况方案选址运输路况(50%)造成的交通负担(50%)实际贡献值综合评分方案1X2较便捷负担较小76.792.05X4便捷负担小85.5X5不便捷负担大54X9较便捷负担较小69X10便捷负担小83方案2X1较便捷负担较小73.589.38X4便捷负担小85.5续表4-18方案选址运输路况(50%)造成的交通负担(50%)实际贡献值综合评分X6不便捷负担大49X7便捷负担小80.5X9较便捷负担较小69方案3X2较便捷负担较小76.778.18X3便捷负担小82X6不便捷负担大49X8困难负担较大36X9较便捷负担较小69方案4X1较便捷负担较小73.582.13X3便捷负担小82X5不便捷负担大54X8困难负担较大36X10便捷负担小83结合以上基础设施的分析和专家评分结果,构建环境效益成对比较矩阵B4-C,见表4-19所示。表4-19环境效益对方案层成对比较矩阵B4-CC1C2C3C4C11356C21/3138C31/51/312C41/61/81/21由矩阵B4-C,得λmax=4.1683,CI4=0.0513,RI4=0.90,CR4=0.0570<0.1,结果满足一致性检验。归一化矩阵的特征向量后得权向量:(0.0638,0.0055,0.1376,0.7930)T。所以,对于基础设施而言,方案的权重排序为C4(0.7930)>C3(0.1376)>C1(0.0638)>C2(0.0055),即方案4:选择在X1云阳县黄岭桥水口乡、X3酉阳县钟多街道洞底社区、X5南川区金浦路、X8大渡口区春晖南路和X10(5)计算总排序权值根据上述各方案的准则层成对比较矩阵的权向量,用计算机得出农药包装物分拣中心选址方案的总排序,结果如表4-20所示。其中,CR=0.7863×0.0437+0.1651×0.0123+0.0056×0.0048+0.0430×0.05130.7863×0.0485+0.1651×0.0137+0.0056×0.0530+0.0430×0.0570因此层次总排序结果满足一致性检验。表4-20层次总排序B-CB10.7863B20.1651B30.0056B40.0430方案总排序权值排名C10.76980.11970.06000.06380.4281361C20.15740.80720.23070.00550.1585613C30.06020.06500.68130.13760.2677992C40.01260.00810.02800.79300.1455164由层次总排序结果可以看出,方案1:选择在X2万州区天城镇塘坊合巴路、X4彭水县黔中大道北侧、X5南川区金浦路、X9渝北区高堡湖东路和X10大足区五星大道5处为建设农药包装物分拣中心的最优选址方案。其覆盖范围见表4-21所示。表4-21选址结果最优方案地址覆盖范围方案1X2X1,X2X4X3,X4,X6X5X5X9X8,X9X10X7,X104.4选址结果分析在本章中,笔者根据重庆市实际情况构建了总费用最小和负社会环境效用最小的农药包装物分拣中心选址模型,根据模型的特征设计了相应的层次分析法,得出重庆市农药包装物分拣中心最佳选址为X2万州区天城镇塘坊合巴路,X4彭水县黔中大道北侧,X5南川区金浦路,X9渝北区高堡湖东路,X10大足区五星大道。地址1:位于渝东北地区的万州区天城镇塘坊合巴路。就运行成本来看,该地农药包装物分拣中心的地价为152.99元/m2,投入运营后从收集点到分拣中心的运输费用为6626元/次,人工费用为3230元/月;就环境效益来看,该地址离城市中心的距离为19公里;就基础设施来看,该地供水供电设施都较完善;就交通情况来看,该地运输路况较便捷,且给道路造成的负担较小。地址2:位于渝东南地区的彭水县黔中大道北侧。就运行成本来看,该地农药包装物分拣中心的地价为146.25元/m2,投入运营后从收集点到分拣中心的运输费用为7500元/次,人工费用为3560元/月,;就环境效益来看,该地址离城市中心的距离为20公里;就基础设施来看,该地供水供电设施一般;就交通情况来看,该地运输路况便捷,给交通造成的负担小。地址3:位于渝西南地区的南川区金浦路。就运行成本来看,该地农药包装物分拣中心的地价为675.31元/m2,投入运营后从收集点到分拣中心的运输费用为10852元/次,人工费用为3200元/月;就环境效益来看,该地址离城市中心的距离为7公里;就基础设施来看,该地供水供电设施完善,就交通情况来看,该地运输路况不便捷。地址4:位于重庆主城的渝北区高堡湖东路。就运行成本来看,该地农药包装物分拣中心的地价为1340.09元/m2,投入运营后从收集点到分拣中心的运输费用为7352元/次,人工费用为3130元/月;就环境效益来看,该地址离城市中心的距离为17公里,对地表水体污染的可能性是小于150m;就基础设施来看,该地供水供电设施完善;就交通情况来看,该地运输路况较便捷,给交通造成的负担较小。地址5:位于渝西地区的大足区五星大道。就运行成本来看,该地农药包装物分拣中心的地价为149.99元/m2,投入运营后从收集点到分拣中心的运输费用为5493元/次,人工费用为3240元/月;就环境效益来看,该地址离城市中心的距离为9公里;就基础设施来看,该地供水供电设施较完善;就交通情况来看,该地运输路况较便捷。最终重庆市农药包装物分拣中心位置分布图如图4-4所示:图4-10最终选址分布结论随着我国经济的发展,人们对美好生活的向往,绿色、友好的生态环境越来越成为人们追求的目标,发展较好的农业带来的生态环境问题只有运用逆向物流才能缓解,才能推动我国乡村振兴目标的达成。本研究以重庆市农药包装物为研究对象,首先介绍了农药包装物逆向物流分拣中心选题的背景、国内外研究现状、主要内容和研究方法。接着,论述了逆向物流分拣中心选址的相关理论,为进一步研究奠定理论基础。再接着,对重庆市的农药包装物的回收现状进行分析,发现其中存在的问题。随后,为解决选址问题,构建了集合覆盖模型,设立相应的目标函数和约束条件,以确定初选方案。最后,运用层次分析法对影响分拣中心选址决策的4项评价准则进行定性与定量分析,综合评价4个备选方案,最终确定重庆市农药包装物逆向物流分拣中心的最佳选址方案。本文的研究成果有:(1)本文通过搜集文献、分析国内研究现状以及研究对象的逆向物流回收现状,指出重庆市当前农药包装物逆向物流回收存在的一系列问题,并通过数据的分析来说明。(2)本文在对分拣中心选址中用到了集合覆盖模型和层次分析模型相结合的方法,在线性规划模型的基础上,考虑农药包装物分拣中心选址的各类影响因素,克服了线性规划模型不能全面反映选址的实际情况的弊端。(3)本文研究出重庆市农药包装物分拣中心选址结果,经过层层计算与对比,最终确定方案1即为最优选址方案,这五个地址包括:万州区天城镇塘坊合巴路、彭水县黔中大道北侧、南川区金浦路、渝北区高堡湖东路和大足区五星大道。本文中的研究具有一定的参考价值,但由于我的学识和精力有限,仍然存在不足:影响农药包装物分拣中心选址的因素很多,本文只选取了四个最主要的影响因素(运行成本、环境效益、基础设施、交通情况)进行建模分析,但事实上还存在一些不可控因素的影响。因此,本文中研究得到的最优选址方案可能与实际采用方案有所差异。参考文献VanvimolP,PanompornW,RoongnapaK,LawanJ.PesticidePackagingWasteManagementModelforThailand[J].JournalofEnvironmentalScienceandEngineering,2007,2(1):1-6.Aragones-Beltran.P,Pastor-Ferrando.J.P,García-García.F,Pascual-Agullo.A,AnAnalyticNetworkProcessapproachforsitingamunicipalsolidwasteplantintheMetropolitanAreaofValencia(Spain).[J].Environ.Manag.2015.91(5),1071-1086.DasK,ChowdhuryAH.Designingareverselogisticsnetworkforoptimalcollection,recoveryandquality-basedproduct-mixplanning[J].InternationalJournalofProductionEconomics,2016,135(1):209-221.LiaoT
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