PROBLEM OPTYMALIZACJI LOGISTYCZNYCH PARAMETRÓW TRANSPORTU ODPADOW KOMUNALNYCH.pdf

Problem optymalizacji...

INFRASTRUKTURA I EKOLOGIA TERENÓW WIEJSKICH

INFRASTRUCTURE AND ECOLOGY OF RURAL AREAS

Nr 10/2011, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddzia w Krakowie, s. 107–119

Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi

Mateusz Malinowski, Andrzej WoĨniak

PROBLEM OPTYMALIZACJI

LOGISTYCZNYCH PARAMETRÓW TRANSPORTU

ODPADÓW KOMUNALNYCH

W ASPEKCIE STRATEGII EKOFIRMY

____________

OPTIMIZATION PROBLEM OF THE MUNICIPAL WASTE

TRANSPORT LOGISTIC SYSTEM IN THE TERMS

OF ECO-COMPANY STRATEGY

Streszczenie

Gospodarka odpadami komunalnymi zgodnie z dyrektywami UE oznacza

gromadzenie, zbieranie, odzysk, unieszkodliwianie i monitoring ich powstawania.

Elementem czcym wymienione zadania jest transport odpadów, realizowany

gównie przez specjalistyczne firmy zbierajce odpady zmieszane i segregowane.

W Polsce w caoksztacie kosztów systemu gospodarowania odpadami, po-

nad 70% stanowi zbiórka i transport odpadów do miejsc utylizacji [Tyc-Szmil

2003]. Koszty te ze wzgldu na rosnce ceny paliwa, wzrost wynagrodzenia kie-

rowców i adowaczy, powoduj e wzrasta potrzeba optymalizacji systemu logi-

styki transportu w eko-firmach. Do racjonalizacji sytemu transportowego wyko-

rzystywane s ogólnie dostpne programy optymalizujce trasy przejazdów lub

stan floty samochodowej, bez uwzgldniania dziaajcego systemu. W wielu fir-

mach takie rozwizania s niemoliwe do wdroenia, ze wzgldu na dynamiczny

charakter systemu oraz najsabszy jego element, którym jest czowiek dugo przy-

stosowujcy si do zmian systemowych.

W artykule sformuowano problem optymalizacyjny istniejcego i dyna-

micznie zmieniajcego si systemu transportu odpadów komunalnych w wybra-

nym eko-przedsibiorstwie. Problem zosta rozwizany z wykorzystaniem opra-

cowanego modelu decyzyjnego. Na podstawie zgromadzonych danych o systemie

logistycznym transportu odpadów w przedsibiorstwie wielobranowym MIKI,

dokonano jego analizy przestrzennej oraz wyznaczenia optymalnych sektorów

zbiórki. Podstawowym celem wykonania optymalizacji byo zminimalizowanie

107

Mateusz Malinowski, Andrzej WoĨniak

wartoci przebiegu mieciarek [km] przy ustalonej staej objtoci zbieranych od-

padów. Poprzez wdroenie zaproponowanego rozwizania uzyskano obnienie

kosztów zbiórki odpadów i czasu jej trwania.

Sáowa kluczowe: odpady komunalne, GIS, logistyka transportu, transport odpa-

dów

Summary

Municipal waste management according to EU Directives means the

gathering, collection, recovery, disposal and monitoring of their creation. The

most important linking element in this system is a transport of wastes, mainly

carried out through a specialized companies. In Poland, more than 70% costs of

waste management system is generated by collection and waste transport from

customer to disposal places [Tyc-Szmil 2003]. The effect of rising fuel prices,

increased wages of drivers and loaders, is an increasing cost of waste

management. A lot of eco-company have to optimize their transport logistics

system to minimalizing of costs. To rationalize the transport system are used

publicly available computer programs to optimize travel routes or the state fleet.

In this paper authors formulation logistic problem of optimization the

existing waste transport system. The problem was solved using the developed

model of decision-making structure. Authors conduct a spatial analysis of waste

transport system for determine optimal collection sectors in the city, based on data

collected about the waste transport logistics system in the company MIKI. The

main aim of the optimization was to minimize the value of the garbage truck’s

courses [km] at a determining volume of solid waste collected.

Key words: municipal wastes, GIS, transport logistics, waste transport system

WSTĉP

Dyrektywa ramowa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/98/WE z 19 li-

stopada 2008 roku w sprawie odpadów, definiuje odpad jako kad substancj

lub przedmiot, której posiadacz pozbywa si, zamierza si pozby lub do któ-

rych pozbycia zosta zobowizany. Dyrektywa zostaa transponowana do pol-

skiego prawa Ustaw o zmianie ustawy o odpadach z 22 stycznia 2010 roku.

Zgodnie z now ustaw, odpady komunalne to odpady powstajce w gospodar-

stwach domowych, z wyczeniem pojazdów wycofanych z eksploatacji, a take

odpady niezawierajce odpadów niebezpiecznych, pochodzcych od innych

wytwórców odpadów, które ze wzgldu na swój charakter lub skad s podobne

do odpadów powstajcych w gospodarstwach domowych [Dz. U. z 2010r. Nr 28

poz. 145]. Ustawa o odpadach reguluje system gospodarowania nimi, w tym ich

transport, a take okrela sposób i tryb udzielania pozwole na prowadzenie

dziaalnoci gospodarczej w zakresie transportu i utylizacji odpadów.

Plan Gospodarki Odpadami Województwa Maopolskiego 2006 zakada,

e do koca 2007 roku wszyscy mieszkacy Maopolski powinni podpisa

108

Problem optymalizacji...

umow na wywóz odpadów. W ramach monitoringu PGOWM oraz informacji

uzyskanych z gmin wynika, e cel sprzed kilku lat udao si osign jedynie

w 30 maopolskich gminach (najwicej w powiecie nowotarskim i gorlickim).

Najgorzej sytuacja przedstawia si w gminach rolniczych w powiatach dbrow-

skim, miechowskim, limanowskim, nowosdeckim i tarnowskim (rys. 1). Taki

stan jest spowodowany niewystarczajc liczb firm zbierajcych odpady oraz

utrudnieniami w zbieraniu odpadów, przede wszystkim na obszarach górskich

i podgórskich województwa. Ponadto istniejce systemy obarczone s wieloma

bdami logistycznymi, które powoduj zwikszenie kosztów transportu. Dla

wikszoci wadz samorzdowych problem ten, ze wzgldu na jego zoono

i interdyscyplinarny charakter jest zbyt trudny do rozwizania.

Za gospodark odpadami na terenie gmin odpowiadaj specjalistyczne

(certyfikowane) firmy wywozowe. System logistyczny transportu odpadów bu-

dowany jest na ogó na bazie acucha dostaw, którego podstawowe elementy

stanowi: wytwarzajcy odpady mieszkaniec (lub obiekt infrastrukturalny),

podmiot organizujcy zbiórk odpadów oraz podmiot je utylizujcy (np. sortow-

nia, spalarnia, skadowisko, kompostownia) [Paczek, Szotysek 2008].

ródo: Opracowanie wasne na podstawie danych z Urzdów Gmin, 2011

Source: Own study according to data from Communes’ office

Rysunek 1. Procent obsugiwanych gospodarstw domowych przez firmy zbierajce

odpady w gminach województwa maopolskiego w 2010 roku

Figure 1. Percent of households served by the company collecting the waste

in the communes of Maopolska in 2010

109

Mateusz Malinowski, Andrzej WoĨniak

Najwiksze koszty dziaania systemu gospodarowania odpadami charakte-

rystyczne s dla terenów o maym wskaniku gstoci zaludnienia i terenów

o urozmaiconej rzebie. Tyc-Szmil [2003] oraz Sotysik [2000] potwierdzaj

opinie eko-przedsibiorstw, e koszt transportu odpadów moe siga nawet

70% ogólnych kosztów zbiórki odpadów, w niektórych polskich miastach

o liczbie ludnoci przekraczajcej 100 tys.

Z punktu widzenia liczby rodków transportu uytych do wywozu tego

samego adunku rozrónia si jedno i dwustopniowy system wywozu. System

jednostopniowy polega na transporcie odpadów bezporednio z miejsca groma-

dzenia do zakadu unieszkodliwiania. W systemie jednostopniowym wywóz

odpadów moe odbywa si w formie:

−

niewymiennym (przesypowym) – po oprónieniu pojemników, odpady

adowane s do rodków transportowych, a pojemniki pozostaj w miejscu gro-

madzenia (stosowany rodek transportowy: mieciarka),

−

wymiennym – zapenione pojemniki na odpady podmieniane s pustymi

w miejscu gromadzenia odpadów (najczciej stosowany rodek transportowy:

hakowiec).

Dominujcym trendem w wiatowej gospodarce odpadami, majcym na

celu obnienie kosztów dziaania systemu, jest wprowadzanie transportu dwu-

stopniowego z zastosowaniem stacji przeadunkowych. Na stacji przeadunko-

wej odpady czasowo s gromadzone i wstpnie segregowane. W Polsce takie

rozwizanie nie jest obecnie stosowane, mimo i obnia koszty dziaania sytemu

nawet o 1/3 [Sotysik 2000], a take byoby idealnym rozwizaniem w sytuacji

gdy zamykane s kolejne skadowiska odpadów. Obawy o naruszenie ekosys-

temu i nasilajcy si opór spoeczny utrudniaj realizacj takich inwestycji eko-

logicznych [Malinowski 2010].

Sprawna organizacja wywozu odpadów wymaga optymalizacji, koniecznej

ze wzgldu na wysokie koszty transportu. Wpyw na organizacj wywozu maj

przede wszystkim [Obyrn d’ 2005]:

−

ilo i pojemno pojemników (kontenerów) na odpady,

lokalizacja miejsc ustawienia pojemników oraz adowno samochodu

transportowego,

−

czas i organizacja pracy brygady wywozowej oraz kierowcy,

−

czstotliwo wywozu oraz liczba rodków transportu,

−

odlego zakadu unieszkodliwiania od rejonu zbiórki odpadów,

−

czas przejazdu samochodu zbierajcego odpady oraz czas jego roza-

dunku,

−

naprawy, remonty i przegldy samochodu transportowego.

W celu obnienia kosztów dziaania firm gospodarujcych odpadami, wy-

korzystywane s metody optymalizacyjne (problem komiwojaera, teoria kole-

jek) do usprawnienia systemu odbioru odpadów od klientów. Zastosowanie tych

metod najczciej powoduje cakowit reorganizacj systemu, poniewa nie

110

Problem optymalizacji...

uwzgldniaj one aktualnie dziaajcego systemu. Wykorzystanie tych metod

jest moliwe, gdy odpady s zbierane z zamknitego (scalonego) obszaru. Nie-

stety w wielu firmach, umowy na odbiór odpadów od klientów byy i s podpi-

sywane najczciej bez uwzgldnienia racjonalnego wykorzystania rodków

transportowych, co powoduje, e mieciarki poruszaj si po trasach, które mo-

gyby by obsugiwane przez innych kierowców lub w inne dni. Tak zwane du-

blowane lub mapowanie tras przejazdów powoduje automatyczne zwikszenie

liczby przejechanych kilometrów. W tych firmach optymalizacja tras mieciarek

najczciej jest obarczona wieloma ograniczeniami wynikajcymi z czynników

wewntrznych: strategia firmy, tradycja obsugi klientów, przyzwyczajenia kie-

rowców, personelu administracyjnego, itp.

Optymalizacja pozwala na wyznaczenie najlepszego rozwizania ze

wzgldu na przyjte kryterium (np. koszt, zysk) sporód dopuszczalnych roz-

wiza danego problemu. Przyjmuje si, e rozwizanie jest racjonalne, gdy

przy okrelonych nakadach nastpuje maksymalizacja efektu lub gdy przy zao-

onym efekcie minimalizuje si nakady. Aby to osign, dy si do zintegro-

wania wszystkich dziaa skadajcych si na logistyczny acuch usuwania

odpadów [Przybycin 2006].

Celem projektu byo sformuowanie zaoe do problemu optymalizacji

logistycznych parametrów transportu odpadów komunalnych na przykadzie

przedsibiorstwa MIKI Kraków w aspekcie specyficznej strategii firmy ukierun-

kowanej na yczenia klienta. Analizowany problem dotyczy minimalizacji

przebiegu mieciarek, przy narzuconych przez firm warunkach ograniczajcych

optymalizacj. Do rozwizania problemu zostaa opracowana iteracyjna struktu-

ra modelu decyzyjnego. Ponadto przeanalizowano obecny system transportu

zmieszanych odpadów komunalnych na terenie miasta Krakowa, a take na pod-

stawie modelu decyzyjnego, opracowano optymalizacj istniejcego systemu.

MATERIAà I METODA

Dane atrybutowe prezentujce sie drogow miasta w formie plików *.shp

pozyskano z Urzdu Marszakowskiego Województwa Maopolskiego. Przed-

sibiorstwo MIKI Kraków przekazao w 2010 roku baz klientów z informacja-

mi o ich adresach, czstotliwoci zbiórki i charakterystyce pojemników (liczba

i objto) do gromadzenia staych odpadów komunalnych. Firma dziaa

w brany od 1990 roku, prowadzi zbiórk odpadów na terenie miasta Krakowa

oraz w 11 okolicznych gminach, ponadto specjalizuje si w produkcji paliwa

alternatywnego dla cementowni.

Logistyka transportu w firmie polega na wykorzystaniu 11 mieciarek

(w tym 4 obsuguj miasto Kraków) oraz 24 tzw. hakowców. Kierowcy miecia-

rek maj przydzielone w poszczególne dni tygodnia stae sektory zbiórki. Sektor

to obszar wyznaczony przez list objazdow dla konkretnego kierowcy w dany

111

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: