Heuristic Approaches for the Multi-objective Routing Problem for a Fleet of Unmanned Aerial Vehicles

BÜŞRA BİŞKİN

Heuristic Approaches for the Multi-objective Routing Problem for a Fleet of Unmanned Aerial Vehicles

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Endüstri Mühendisliği A.B.D., Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: BÜŞRA BİŞKİN

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Diclehan Tezcaner Öztürk

Eş Danışman: Ceren Tuncer Şakar

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Günümüzde, İnsansız Hava Araçları (İHA'lar), farklı amaçlarla çeşitli görevlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Her görevde, farklı amaçlar ve problem yapıları göz önünde bulundurulmaktadır. Bu tezde, özdeş İHA'lardan oluşan bir İHA filosunun rotalama problemi, birden fazla amaç gözetilerek incelenmiştir. Filodaki İHA'lar, sahip oldukları sınırlı uçuş süreleri içerisinde ve iki boyutlu bir görev alanında hareket etmek üzere, bir üsten ayrılır, belirli bir sayıdaki hedefi ziyaret eder ve üsse geri dönerler. Hedeflerin farklı öncelikleri olduğu varsayılmakta olup İHA'ların maksimum seviyede ödül toplamak için uçuş limitleri dahilinde mümkün olduğu kadar çok hedefi ziyaret etmeye çalışması beklenir. Bu çalışmadaki rotalama probleminde göz önünde bulundurulan üç amaç: filonun kat ettiği toplam mesafeyi en aza indirgemek, hedeflerden toplanan toplam ödülü en üst seviyeye çıkarmak ve toplam radar tehdidini en aza indirmektir. Rotalama probleminin iki versiyonu ele alınmıştır. Bu versiyonlar: radarsız bir alanda rotalama (amaç olarak mesafe ve ödül gözetilerek) ve radarla izlenen bir arazide rotalamadır (her üç amaç da gözetilerek). Filodaki her İHA için etkin bir rota ve her rotadaki hedef çiftleri arasında etkin yollar bulmak amaçlanmıştır. Problemin her iki versiyonu için iki çözüm yaklaşımı kullanılmıştır. İlk yaklaşımda, problem Çok Amaçlı Takım Oryantiring Problemi olarak modellenmiş ve kesin çözümler bulunmuştur. İkinci yaklaşımda, makul sürede etkin çözümler üretmek için evrimsel bir algoritma olan EA-fUAV kullanılmıştır. Her iki yaklaşım da üç farklı problem vakasında test edilmiştir. Sonuçlar, EA-fUAV'ın etkin çözüm setine makul bir zamanda yaklaştığını göstermektedir.