İmmun plazma algoritması ile insansız hava araçları için sabit irtifa güzergah planlama probleminin çözülmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, UÇAK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TEVFİK ERKİN
Danışman: Selçuk Aslan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Askeri amaçla kullanımı yaygın olan ve genel olarak gözlem-keşif için sıklıkla faydalanılan silahlı veya silahsız insansız hava araçlarının (SİHA/İHA) uçuşunu sağlıklı bir şekilde gerçekleştirebilmesi, araca uygun güzergahın belirlenmesi ile mümkün olmaktadır. Takip edilecek rotanın oluşturulabilmesi, uçuşun yapılacağı alan dahil olmak üzere birden fazla parametrenin dikkate alınmasını gerektirmektedir. Karmaşık savaş alanı üzerinde görev yapan bir İHA sisteminin uçuşu için başlangıç ve bitiş noktası arasında yer alan düşman unsurlarından kaçınmanın yanı sıra minimum yakıt tüketimine sahip güzergahın oluşturulması problemin temel amacıdır. Belirli sınırlandırmalar altında en uygun/iyi çözüme ulaşılmaya çalışılması, İHA sistemi için güzergah planlamayı bir optimizasyon problemi haline getirmiştir. Sonsuz çözüm uzayına ve yüksek karmaşıklığa sahip bu problemin klasik türev tabanlı araştırma yöntemleri ile kabul edilebilir süreler içerisinde çözümlenmesi zor veya imkansızdır. Bu amaçla son zamanlarda yaygın olarak kullanılmaya başlanan metasezgisel yöntemler güzergah planlama probleminin çözümü için de kullanılmaya başlanmıştır. Temelini biyolojik veya kimyasal süreçlerden alan metasezgisel yöntemler, bu süreçlerin barındırdığı zekiliği modelleyerek herhangi bir problemin çözümü için uyarlandıktan sonra kullanılabilmektedir. Koronavirüs pandemisi ile yeniden gündem olan İmmün Plazma tedavi yönteminin içerdiği zekilikten ilham alınarak 2020 yılında Aslan tarafından tanıtılan ve en yeni metasezgisel yöntemler arasında yer alan İmmün Plazma Algoritması kısaca IP veya IPA kullanılarak bir İHA sistemi için sabit irtifada güzergah planlama problemi çalışma kapsamında çözülmeye çalışılmıştır. İlk sonuçlar algoritmanın problem çözümünde başarılı olduğunu göstermiştir. Bunu ispatlamak amacıyla alanında iyi bilinen bazı metasezgisel algoritmalarla karşılaştırmalı bir dizi testler yapılarak önerilen yeni tekniğin performansı ortaya konmuştur. Bilgisayar donanımlarının iyileşmesiyle işlem güçlerinin artması paralelleştirme tekniklerinden daha fazla yararlanılmasını olanaklı hale getirmiştir. Paralelleştirme sayesinde çözümü için fazla zamana ihtiyaç duyulan problemler çok daha kısa sürelerde daha kaliteli sonuçlar üretilerek çözülebilmektedir. Bu çalışmada standart IPA kullanımının yanı sıra paralelleştirme tekniklerinden faydalanılarak Çoklu İmmün Plazma Algoritması veya kısaca MULIPA adıyla yeni bir metasezgisel yaklaşım önerilmiş ve güzergah planlama probleminin çözümü için uyarlanarak test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar bu yeni tekniğin güzergah planlama problemi için güvenilir bir çözücü olduğunu göstermiştir.