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n.20 novembre 2015
viene articolato su due livelli:
- la logistica primaria, che riguarda
l’ottimizzazione dei percorsi di raccolta
stradale dei RSU e delle frazioni
differenziate;
- la logistica secondaria, che affronta
il problema di allocare i flussi di rifiuti
(urbani e industriali) prodotti sul
territorio rispetto alla complessa rete di
impianti di trattamento utilizzati.
Nei paragrafi successivi i due livelli
verranno trattati separatamente,
facendo leva su progetti ormai
largamente consolidati presso Gruppo
Hera, uno dei primari operatori italiani
nella filiera dei rifiuti.
Logistica primaria
Il problema
La pianificazione della raccolta
coinvolge numerose fasi,
rappresentate in Figura 1, ciascuna
delle quali richiede la soluzione di
specifici problemi di ottimizzazione.
Il processo illustrato fa riferimento
al caso più diffuso della raccolta
stradale di rifiuti conferiti in cassonetti,
a loro volta collocati in postazioni
in cui possono essere presenti più
cassonetti. La stima dei conferimenti
viene generalmente condotta dalle
aziende mediante campagne di
osservazione sul territorio, integrate da
un monitoraggio dei pesi complessivi
raccolti. Più recentemente sono stati
impiegati sistemi di pesatura a bordo
dei veicoli o all’interno dei cassonetti,
ma i costi e la qualità dei risultati
ottenibili non appaiono al momento
promettenti. La localizzazione delle
postazioni può essere ovviamente
supportata da modelli di ottimizzazione
ma, a causa della numerosità e
complessità dei vincoli da considerare,
spesso tale operazione è svolta dalle
aziende in modo manuale a partire
dalle localizzazioni esistenti.
Il modello
Il problema presentato comporta la
messa in gioco di diversi algoritmi di
ottimizzazione, ognuno focalizzato su
uno specifico sotto-problema.
Ottimizzazione delle frequenze e
delle configurazioni delle postazioni:
è stato elaborato un modello di
programmazione lineare intera che
permette di definire l’assortimento
ottimale dei contenitori da associare
alle postazioni di raccolta e
simultaneamente di definirne le
frequenze di servizio in modo tale che
siano ottimizzati i costi complessivi
derivanti dall’investimento necessario
all’acquisto o spostamento dei
contenitori ed ai costi variabili
necessari allo svolgimento dei viaggi.
Routing per la creazione dei percorsi
:
consente di determinare i viaggi di
raccolta, gestendo diverse frequenze
di servizio e quindi viaggi che
vengono eseguiti su più giorni di
un orizzonte temporale di una o
più settimane. Inoltre, l’algoritmo
permette di considerare viaggi
multipli nel turno di lavoro (deposito
➝
raccolta
➝
scarico intermedio
➝
raccolta
➝
scarico finale
➝
deposito)
e finestre temporali per alcuni punti
che devono essere visitati a fine
o inizio turno (ad esempio punti
in strade congestionate o vicino
ad aree scolastiche). Il problema
di routing risultante è noto come
‛Periodic Vehicle Routing Problem
with Intermediate Facilites’ ed è
estremamente difficile da risolvere.
L’algoritmo elaborato, basato
sull’approccio Adaptive Large
Neighborhood Search, si è dimostrato
molto efficace, essendo in grado di
risolvere problemi con centinaia di
punti da servire in pochi minuti di
tempo di calcolo su un normale PC.
Clustering per la creazione dei
macro gruppi di raccolta:
quando il
problema è particolarmente grande
o la conformazione del territorio è
particolare e si desidera imporre una
maggiore compattezza dei viaggi, il
routing è preceduto da un algoritmo di
clustering che, a partire dall’insieme
di punti da servire, ciascuno con la
propria frequenza di svuotamento,
della filiera
daria del rifiuto