【目的】城市垃圾收运系统作为垃圾回收处理的重要环节，研究这一系统的合理规划对城市垃圾有效治理意义重大。【方法】结合城市垃圾收运模式、地下物流系统与选址分配理论，建立以地下垃圾中转站建设成本、垃圾转运成本和管理成本之和最小为目标的选址及转运数学规划模型。借助36组大规模算例和优化软件CPLEX进行仿真实验及实例演练分析。【结果】实验结果表明：1) 建立的模型可快速求解所有的算例；2) 所研究问题复杂度随着问题规模的增加急剧增加；3) 考虑需求的可拆分相对于不可拆分的方案可节约22%的运营成本。【结论】研究成果不仅可拓展垃圾中转站选址及转运问题现有理论，而且可为城市垃圾收运系统的合理规划提供科学指导，以期缓解城市垃圾收运压力、改善城市居住环境。