Energy efficient simultaneous drone and mobile charger routing problem with time restrictions
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Endüstri Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ALPTUĞ AYBERK CANPOLAT
Danışman: Mustafa Kemal Tural
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma, enerji verimliliğine dayalı olarak bir görevi tamamlamak için belirli bir zaman kısıtlaması verilen bir drone ve bir mobil şarj istasyonunun eş zamanlı olarak rotalanmasına odaklanmaktadır. Drone'nun problemde belirli bir süre içerisinde belirli servis noktalarını ziyaret etmesi bekleniyor. Bu operasyon sırasında dronun ihtiyaç duyduğu enerji, yerde hareket eden mobil şarj istasyonu tarafından sağlanıyor. Amaç, operasyon sırasında her iki aracın enerji açısından en verimli (veya zaman açısından verimli) rotasını ve hızlarını bulmaktır. Güzergah, çeşitli buluşsal algoritmaları ve İkinci Dereceden Konik Programlamaya dayalı bir matematiksel modeli birleştiren bir matematik işletilerek elde edilir. Bu çalışmanın amacı, drone ile servis noktalarının ziyaret sırası, mobil şarj istasyonu ile buluşma sırası, buluşma noktaları (lokasyonları) ve operasyon sırasında araçların hızlarının belirlenmesidir. Bu çıktılar iki farklı amaç fonksiyonu altında elde edilebilir. Birinci amaç fonksiyonu, iki aracın toplam enerji tüketimini en aza indirmeyi, ikinci amaç fonksiyonu ise toplam sistem süresini en aza indirmeyi amaçlar. Birinci amaç fonksiyonu ile kurulan modelde toplam sistem süresi en kritik kısıtlardan biridir. Çalışmanın sonunda, parametrelerdeki ve algoritmalardaki değişimlerin sonuçlar üzerindeki etkisini analiz etmek için farklı deney düzenekleri oluşturulmuştur. Drone ve mobil şarj istasyonunun farklı enerji tüketim parametrelerinin ve toplam sistem sürelerinin çözüm üzerindeki etkisini incelemek için deneyler yapılmıştır. Ayrıca bu deneyler, 2-Opt ile elde edilen alternatif rotaların denenmesi sırasında, 2-Opt Algoritmasını hızlandırma yöntemiyle veya hızlandırma yöntemi olmadan çalıştırmak ve ilk iyileştirmeden sonra yeni bir iterasyona geçmek ya da 2-Opt ile elde edilen bütün alternatifleri test etmek gibi farklı algoritmik kurulumların etkisini araştırır. Amaç, bu kurulumların sonuçlar üzerindeki etkisini analiz etmektir. Bu deneyler, değişen sayıda hizmet noktasına sahip örneklerden sonuçlar verir. Çalışma sonunda deneylerin sonuçları ve süreleri karşılaştırılarak analiz edilir.