Tez No |
İndirme |
Tez Künye |
Durumu |
394374
|
|
Path planning for ships in the presence of obstacles / Engelli ortamlarda gemiler için yol planlaması
Yazar:DİNDAR ÖZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ALKAYA ; DOÇ. DR. VURAL AKSAKALLI
Yer Bilgisi: Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Denizcilik = Marine ; Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin:Bilgisayar grafikleri = Computer graphics ; En kısa yol problemi = Shortest path problem ; Çok kriterli optimizasyon = Multi criteria optimization
|
Onaylandı
Doktora
İngilizce
2015
150 s.
|
|
Deniz ticaret ve seyahat rotalarının artması ve global ticaretin konteyner gemiciliğine
olan talebinin büyümesi deniz ulaşımı ve demiratma sahası işletmeciliğinin önemini
kaydadeğer oranda arttırdı. Çevresel koşullar altında yol bulma, dönüş kısıtlamaları
altında yol bulma ve demir atma sahası planlaması gibi deniz ulaşımında önemli rol
oynayan bir çok sürecin verimli ve güvenli olarak gerçeklenmesinde bilgisayar biliminin
sunduğu çözümler etkili bir şekilde kullanılabilmektedir. Bu tez çalışmasında gemi
ulaşımında sıkça karşılaşılan yol bulma ve planlama problemlerinden üçü için grafik
teorisi ve optimizasyon yöntemleri kullanılarak birer modelleme ve çözüm geliştirildi.
Bu problemler; etkisizleştirme problemi, dönüş kısıtları altında en kısa yol problemi ve
demiratma sahası optimizasyonu problemidir. Etkisizleştirme problemi için optimum
çözümü çoğu zaman makul zamanda bulan, Kesin Ceza Araştırma Algoritması önerildi.
İkinci problem için, esnek açılarda harekete izin veren yeni bir ayrıklaştırma modeli
sunuldu. Klasik ızgara modelinin bir genelleştirmesi olan bu modele Yoğun Komşuluklu
Izgara (LAG) adını verdik. Bu modeli kullanarak dönüş kısıtlamalı en kısa yol problemi
için bir çözüm algoritması tasarladık ve algoritmamızı buzlu sularda gemi navigasyonu
senaryosu ile gösterdik. Son olarak demiratma sahası planlaması problemini ele aldık.
Demiratma sahası planlamasının güvenliğini ölçmek için yeni metrikler önerdik. Ayrıca,
kullanım ve güvenliği dikkate alan yeni bir demiratma sahası planlayıcısı önerdik. Bu
planlayıcı ile güncel planlayıcılardan iki tanesine göre %98'e varan güvenlik performansı
iyileşmesi gözlemledik. Demiratma sahalarının farklı derinlikli bölgelerini modelledik ve
mevcut demiratma sahası planlayıcılarından birini oluşturduğumuz modele uyarlayarak
kullanım performansında kayda değer bir iyileşme gözlemledik.
|
|
With the increasing number of trade and travel routes over sea and the growing demand
of global commerce for containerships, maritime transportation and the operation of
anchorage areas gained significant importance. In the safe and efficient management of
many processes in seaborne shipping, such as path finding under various environmental
conditions, path finding with turn constraints and anchorage planning, the means of
computer science are being utilized substantially. In this thesis study, three well-known
path finding and planning problems in ship navigation is modelled and solved using
graph theory and optimization methods. The problems are namely; obstacle neutralization
problem, shortest path problem with turn constraints and finally anchorage
optimization problem. For the obstacle neutralization problem we proposed Exact
Penalty Search Algorithm, that can find the optimum solution in reasonable time for
most cases. As for the second problem, a new discretization model for flexible turn angles
is presented. It is called Large Adjacency Grids (LAG), which is a generalization of
classical lattice. Over LAG we designed an algorithm in order to solve turn constrained
shortest path problem after which we demonstrated our algorithm on a ship navigation
example in ice-covered waters. Finally we focused on anchorage planning problem. We
presented novel metrics to capture safety performance of anchorage planning. Moreover
we proposed a new anchorage planning strategy that takes both utilization and
safety into account. Our planning strategy achieved upto 98% improvement in terms of
safety over two of the recent algorithms. We also modeled nonuniform depth segments
of anchorage areas and adapted one of the existing anchorage planning algorithms to
our model by which we observed significant improvement in terms of area utilization. |