[发明专利]基于差分进化算法的有机垃圾最优压保值的计算方法

说明书

本发明公开了基于差分进化算法的有机垃圾最优压保值的计算方法，该方法包括如下步骤：步骤a：将压缩有机垃圾脱水的压强值和垃圾在压缩仓内的保压时间值作为设计变量，垃圾的脱水率最高为目标函数。在设计变量约束区间内，随机生成设计变量所得值，初始化种群NP。设置迭代次数G、缩放因子F、交叉算子CR；步骤b：对种群NP中的个体进行变异操作，通过缩放因子的配置产生变异个体；使用二项式交叉模型对产生的变异个体和原种群中的个体进行交叉操作，产生试验个体；计算目标个体和试验个体的目标函数值，选择较优的个体进入下一代种群；步骤c：判断是否继续循环。如果满足所设置的最大迭代次数条件则退出，此时最优个体的压强值除以保压时间，即为最优压保值，否则返回步骤a，继续进行循环。

技术领域

本发明涉及垃圾压缩处理技术领域，尤其涉及一种基于差分进化算法的有机垃圾压缩脱水最优压保值的计算方法。

背景技术

随着我国城镇化进程的加快，城镇菜市场垃圾产生量逐年递增。目前菜市场垃圾主要和其他生活垃圾混合收集、运输和处理。我国城市生活垃圾中有机物比例大约在50％～60％，而菜市场中的有机物比例高达95％左右。据统计菜市场垃圾可占到生活垃圾的5％以上。菜场垃圾与城市生活垃圾混合收集后主要采用填埋处理及少量的焚烧处理。由于菜场垃圾含水率高，填埋处理会产生大量渗沥液，直接填埋还会占用大量土地。而焚烧处理时也会使炉堂温度降低，增加辅助燃料成本，且容易产生二次污染。这种处理方式还浪费了有机垃圾中所含的有机资源。

堆肥法是处理有机垃圾较好的方法。它主要采用高温好氧发酵工艺，其原理是利用好氧嗜温菌、嗜热菌的作用，将垃圾中有机物分解，杀灭传染病菌、寄生虫卵、病毒，制成有机肥。高温堆肥阶段分为升温期、高温期和降温期的三个过程，均需在含水率为50％～65％的条件下完成。而菜场有机垃圾的含水率一般为85％以上。因此菜场垃圾应经过脱水预处理以满足发酵工艺的要求。脱水环节已成为有机垃圾高温好氧堆肥成功的关键的因素。

目前国内外主要运用机械设备对有机垃圾进行压缩脱水。压缩脱水机械设计参数中最重要是压强值和垃圾在压缩仓内的保压时间，压强一定时，保压时间越长，出水量越大；而保压时间一定时，压强增大，脱水率也增加。但这两组参数数据变化均为非线性，脱水率随时间延长增加明显放缓。增加压强和保压时间均会提高脱水率，但同时也会增加脱水能耗，而且增加脱水保压时间会降低生产率。因此合理确定脱水压保值，即压强和保压时间是十分重要的。目前脱水最优压保值的确定还停留在凭借对试验数据的经验分析而来的，这既缺乏科学依据，又不能确定真正的最优压保值。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提出了一种基于差分进化算法的有机垃圾压缩脱水最优压保值的计算方法。

本发明采用的技术方案是：

基于差分进化算法的有机垃圾压缩脱水最优压保值的计算方法，该方法包括如下步骤：

步骤a，将压缩有机垃圾脱水的压强值和垃圾在压缩仓内的保压时间值作为设计变量，垃圾的脱水率最高为目标函数。在设计变量约束区间内，随机生成设计变量所得值，初始化种群NP。设置迭代次数G、缩放因子F、交叉算子CR；

步骤b，对种群NP中的个体进行变异操作，通过缩放因子的配置产生变异个体；使用二项式交叉模型对产生的变异个体和原种群中的个体进行交叉操作，产生试验个体；计算目标个体和试验个体的目标函数值，选择较优的个体进入下一代种群；

步骤c，判断是否继续循环，如果满足所设置的最大迭代次数条件则退出，此时最优个体的压强值除以保压时间，即为最优压保值。否则返回步骤a，继续进行循环。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

(一)提供科学的方法计算脱水压保值，而不是通过人的主观经验判断；

(二)无需进行大量的试验数据采样，减少了工作量，节约了时间。

附图说明