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垃圾箱的城市规划
作者：王思思 徐涛 来源：本站整理 发布时间：2006-12-14 9:54:58
[背景]近年来无锡的城市建设又迈上了一个新的台阶。美丽的锡城迎来了越来越多的外地游人，也吸引了越来越多的商家来锡投资建设。大型超市、购物中心、林林总总的各种特色商店在无锡不断登陆，使锡城刮起了一股又一股强劲的购物浪潮。欣欣向荣的锡城经济让人欣慰，但随之而来的是不容忽视的环境新问题。
城市发展中存在环境问题有很多方面，如餐饮业的垃圾处理、化工业对周遭环境的污染等。这里我们选择垃圾箱的城市规划作为研究课题。
小小的垃圾体积不足高楼大厦的百万分之一，却是城市环境的“致命杀手”。城市居民的素质跟不上市场经济的飞速发展，致使垃圾问题一再凸显，所以垃圾箱的城市规划更是迫在眉睫。
[规划目的]优化资源配置,维护市容市貌。一方面方便行人，一方面用最合适的垃圾箱布局迎合城市的发展。
[模型准备]1 取无锡市购书中心所在的健康路路段做为研究地点（下图是实地考察后自绘的地图，其中A区有5个垃圾箱，B区没有）。
2 街头问卷调查。
我们在街头随意调查了15岁及以下、15～30岁，30岁及以上这三个年龄段各50人，问题和调查结果将在文章中一一附上。
[基本方案] 最佳垃圾入箱率（步骤二①）
间距←影响因素 调查分析（步骤二②）
数量（公式计算得出）（步骤三）
垃圾箱布局（最终目标） 内部总容积（步骤一①）
↑ 实际容积←影响因素
可以接受的最大容量
追求数学模型和实际应用的最佳结合点 百分比（步骤一②）
垃圾收集车出车时间安排依据：
垃圾总量（步骤四①）＜垃圾箱数量×实际容积（步骤四②）
↑
影响因素：人流量（步骤四③）
[步骤一]
①垃圾箱内部总容积的计算：
无锡市现普及的新型分类垃圾箱（见左图）分为2个分桶（可再利用和不可再利用），大小相同，内部总容积计算如下：
如图，每个分桶都近似于椭圆柱体，所以按椭圆柱体来计算。分桶的最长内径为39.1厘米，最短内径为29.4厘米，所以由公式计算得：
水平面积S=πab=π×（39.1÷2）×（29.4÷2）≈902.8466（平方厘米）
再乘以桶内高度得：
内部总容积V0= 2×S×H=2×902.8466×54.1≈97688.0021（立方厘米）
②最大容量百分比W的估算：
附：问卷调查问题一：
在你所可以接受的距离内垃圾箱内垃圾达到多少百分比时，你会宁可丢在地上而不走过去丢进垃圾箱？
将三个年龄段的问卷汇总，整理结果如下图所示：
从图中可以了解到，路人的选择主要集中在70%～90%之间，选择10%～70%的人数（52）不足一半而选择10%～80%的人数（98）超过一半，因此折中处理，将可以接受的最大容量百分比估算为75%。
将①②的结果汇总得:
垃圾箱的实际容积V=内部总容积V0×最大容量百分比W=97688.0021×75%≈73266.00159（立方厘米）
[步骤二]
①“最佳垃圾入箱率”的估算：
我们在市区比较主要的街道中选取了一条卫生程度中等偏上，和无锡的城市形象想匹配的路段(中山路商业大厦前)，在城市保洁员的帮助下，测得100米之内地面垃圾和垃圾箱内垃圾的体积比值为77%，因此以77%作为“最佳垃圾入箱率”这个标准。
②调查分析：
附：问卷调查问题二：假如你从研究区域内的任意一家商店出来，需要扔掉手头的一张包装纸（或饮料瓶等购物过程中产生的垃圾），那么垃圾箱和你的水平距离在多少米之内时你会走过去把垃圾扔掉，而非随地丢弃？
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15岁及15岁以下 |
16～30岁 |
30岁及30岁以上 |
总计（人） |
|
10米以内 |
2% |
14% |
44% |
30 |
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20米左右 |
8% |
38% |
24% |
35 |
|
30米左右 |
8% |
16% |
12% |
18 |
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决不随地扔 |
82% |
32% |
20% |
67 |
调查分析的目的是估算出合适的垃圾箱的间距M。
选择后两项的人数占总人数的56.67%，则可从理论上认为，若垃圾箱的间距为30×2=60米（即人和垃圾箱的水平距离不超过30米），则垃圾入箱率约为56.67%（即认为选择两项的43.33%人会将垃圾丢在地上）。
选择后三项的人数占总人数的80%，则理论地认为垃圾入箱率为80%。
若以30米为间距，则可以认为选择小于30米（即前两项）的人会将垃圾随地丢弃，则“实际垃圾入箱率”为56.67%，远小于77%，这时的街道会显得脏乱不堪，即不便利路人，也为城市风采抹黑。
因此以“最佳入箱率”（77%）为标准，则垃圾箱的间距应该是20～30米。再仔细分析一下，77%靠近80%，因此将垃圾箱的间距M确定为：
M=20+10×（77%－56.67%）÷（80%－56.67%）=28.71（米）
[步骤三] 垃圾箱数量的计算：
