Определение регрессии коэффициента уплотнения твердых бытовых отходов от высоты полигона на основе компьютерной программы "RegAnaliz"
О.В. Березюк
Винницкий национальный технический университет
Разработана и зарегистрирована компьютерная программа "RegAnaliz" для регрессионного анализа парных зависимостей. Получена необходимая при разработке стратегии, комплекса машин и оборудования для обращения с твердыми бытовыми отходами регрессионная зависимость коэффициента уплотнения твердых бытовых отходов от высоты полигона.
Ключевые слова: твердые бытовые отходы, коэффициент уплотнения, полигон, регрессионная зависимость, регрессионный анализ.
Determination regression of compression coefficient of hard domestic wastes from the ground height on the basis of the computer program "RegAnaliz". О.V. Berezjuk
It develops and registered the computer program of "RegAnaliz" for the regressive analysis of dual dependence's. Necessary gets in case of strategy development, complex of machines and equipment for the appeal with the hard domestic wastes regressive dependence of compression coefficient of hard domestic wastes on the ground height.
Keywords: hard domestic wastes, compression coefficient, ground, regressive dependence, regressive analysis.
Вступление
Годовой объем твердых бытовых отходов (ТБО), образующихся в населенных пунктах Украины составляет, более 46 млн. м3 [1], основная часть которых захороняются на 4530 полигонах и свалках площадью почти 7,7 тис. гектаров и лишь частично перерабатываются или утилизируются на мусоросжигательных заводах. Только в течении 1999_2007 гг. общая площадь полигонов и свалок в Украине увеличилась в 2,5 раза. Также больше чем в 2,5 раза возросла площадь перегруженных, а также полигонов и свалок, не отвечающих нормам экологической безопасности. Поэтому для уменьшения темпов роста площадей полигонов периодически выполняется технологическая операция уплотнения ТБО. Чем более высокий коэффициент уплотнения ТБО, тем эффективнее используется площадь полигона. Постановление Кабмина Украины № 265 [2] заложило основу для разработки Национальной стратегии обращения с ТБО в Украине. В отличие от высокоразвитых стран, где широко распространены современные технологии утилизации и переработки ТБО, в Украине 96,5% отходов захороняют на полигонах и свалках, и, учитывая теперешнее состояние украинской экономики, в краткосрочной перспективе кардинальное изменение этого положения выглядит маловероятным. Поэтому рациональная организация таких полигонов ТБО, обеспечивающих защиту атмосферного воздуха и водных объектов от загрязнения, вместо перегруженных полигонов и свалок, не отвечающих нормам экологической безопасности, параллельно с постепенным внедрением прогрессивных методов обращения с отходами не будет терять актуальность, на наш взгляд, еще определенное время. Поэтому определение регрессионной зависимости коэффициента уплотнения твердых бытовых отходов от высоты полигона с целью разработки стратегии, комплекса машин и оборудования для обращения с ТБО, является актуальной научно-технической задачей.
В работе [4] приведена табличная зависимость коэффициента уплотнения ТБО от высоты полигона. Автор [3] приводит данные относительно необходимой площади участка полигона ТБО и хозяйственной зоны в зависимости от высоты полигона и численности обслуживаемых жителей. В работе [5] приведена формула для определения потребности в бульдозерах для выполнения технологических операций уплотнения ТБО на карте полигона. Однако конкретных математических зависимостей коэффициента уплотнения ТБО от высоты полигона, в результате анализа известных публикаций, нами не выявлено.
Целью исследования является определение регрессионной зависимости коэффициента уплотнения твердых бытовых отходов от высоты полигона для разработки стратегии, комплекса машин и оборудования для обращения с ТБО.
Основная часть
В табл. 1 показанная зависимость коэффициента уплотнения ТБО от высоты полигона. На основе данных табл. 1 планировалось получить парную регрессионную зависимость коэффициента уплотнения ТБО от высоты полигона.
Табл. 1. Зависимость коэффициента уплотнения ТБО от высоты полигона [3]
|
Полная проектная высота полигона h, м |
до 10 |
от 11 до 20 |
от 21 до 50 |
от 51 и больше |
|
|
Коэффициент уплотнения ТБО, kу |
3 |
3,7 |
4 |
4,5 |
Регрессия проводилась на основе линеаризующих преобразований, позволяющих свести нелинейную зависимость к линейной. Определение коэффициентов уравнений регрессии осуществлялась методом наименьших квадратов посредством разработанной компьютерной программы "RegAnaliz", защищенной свидетельством о регистрации авторского права на произведение [6]. Общий вид диалогового окна программы приведено на рис. 1.
а б
Рис. 1. Общий вид диалогового окна программы "RegAnaliz": а) исходные данные; б) результаты
Программа "RegAnaliz" позволяет проводить регрессионный анализ результатов однофакторных экспериментов и других парных зависимостей с выбором лучшего вида функции из 16 наиболее распространенных вариантов за критерием максимального коэффициента корреляции с сохранением результатов в формате MS Excel (рис. 2) и Bitmap.
Результаты регрессионного анализа приведены в табл. 2, где серым цветом обозначена ячейка с максимальным значением коэффициента корреляции R.
Итак, согласно результатам регрессионного анализа на основе данных табл. 1, в качестве наиболее адекватной окончательно принята такая регрессионная зависимость
уплотнение твердый бытовой отход
. (1)
а б в
Рис. 2. Сохранение результатов работы программы "RegAnaliz" в книге MS Excel: а) исходные данные; б) коэффициенты корреляции; в) результаты
Табл. 2. Результаты регрессионного анализа
|
№ |
Вид регрессии |
Коэффициент корреляции R |
№ |
Вид регрессии |
Коэффициент корреляции R |
|
|
1 |
y = a + bx |
0,92712 |
9 |
y = axb |
0,99106 |
|
|
2 |
y = 1 / (a + bx) |
0,87264 |
10 |
y = a + b·lg x |
0,99441 |
|
|
3 |
y = a + b / x |
0,94894 |
11 |
y = a + b·ln x |
0,99441 |
|
|
4 |
y = x / (a + bx) |
0,99892 |
12 |
y = a / (b + x) |
0,87264 |
|
|
5 |
y = abx |
0,90118 |
13 |
y = ax / (b + x) |
0,98072 |
|
|
6 |
y = aebx |
0,90118 |
14 |
y = aeb / x |
0,96712 |
|
|
7 |
y = a ·10bx |
0,90118 |
15 |
y = a ·10b / x |
0,96712 |
|
|
8 |
y = 1 / (a + be-x) |
0,90888 |
16 |
y = a + bxn |
0,83991 |
На рис. 3 показано фактическая и теоретическая графическая зависимость коэффициента уплотнения ТБО от высоты полигона.
Рис. 3. Зависимость коэффициента уплотнения твердых бытовых отходов kу от высоты полигона h: фактическая _, теоретическая --
Сравнение фактических и теоретических данных показало, что теоретический коэффициент уплотнения ТБО, рассчитанный посредством регрессии (1), несущественно отличается от фактических данных, что подтверждает определенную ранее высокую точность полученной зависимости.
Как видно из рис. 3, при увеличении высоты полигона коэффициент уплотнения ТБО возрастает по гиперболической зависимости.
Выводы
Разработана и зарегистрирована компьютерная программа "RegAnaliz", позволяющая проводить регрессионный анализ результатов однофакторных экспериментов и других парных зависимостей с выбором лучшего вида функции из 16 наиболее распространенных вариантов за критерием максимального коэффициента корреляции с сохранением результатов в формате MS Excel и Bitmap.
Определена регрессионная зависимость коэффициента уплотнения твердых бытовых отходов от высоты полигона, которая может быть использована во время разработки стратегии, комплекса машин и оборудования для обращения с ТБО.
Установлено, что при увеличении высоты полигона коэффициент уплотнения твердых бытовых отходов возрастает по гиперболической зависимости.
Список литературы
Портал України з поводження з твердими побутовими відходами [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.ukrwaste.com.ua.
Постанова Кабінету Міністрів України від 4 березня 2004 року № 265 "Про затвердження Програми поводження з твердими побутовими відходами" [Електронний ресурс] / Кабінет Міністрів України: http://zakon1.rada.gov.ua/laws/show/265-2004-%D0%BF.
Новосёлов, А. С. Управление отходами [Текст] / А. С. Новосёлов. - Вологда: ВоГТУ, 2013. - 48 с. - Библиогр.: с. 43.
Карлова, О. А. Технології виробництва в міському господарстві: Навч. Посібник [Текст] / О. А. Карлова. - Харків: ХНАМГ, 2005. - 156 с.
Полігони твердих побутових відходів. Основи проектування: ДБН В.2.4_2_2005. - [Чинний від 2006-01-01]. - К.: Держбуд України, Мінприроди України, 2005. - 35 с. - (Національні стандарти України).
Березюк, О. В. Комп'ютерна програма "Регресійний аналіз" ("RegAnaliz") / О. В. Березюк // Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 49486. - К.: Державна служба інтелектуальної власності України. - Дата реєстрації: 03.06.2013.