Optimization of transportation requirements in the deployment of military units
Askeri birliklerin intikalinde ulaştırma ihtiyaçlarının optimizasyonu
- Tez No: 198886
- Danışmanlar: PROF.DR. BARBAROS TANSEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: büyük-ölçekli optimizasyon, askeriye, ulaştırma, karışıktamsayılı programlama, en küçük-en büyük, intikal, sınırlama vegevşetme, dal ve sınır yöntemi, large-scale optimization, military, transportation, mixed integerprogramming, min-max, deployment, mobility, restriction andrelaxation, branch and bound
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 208
Özet
ÖZETASKERİ BİRLİKLERİN İNTİKALİNDE ULAŞTIRMAİHTİYAÇLARININ OPTİMİZASYONUİbrahim AkgünEndüstri Mühendisliği Bölümü DoktoraTez Yöneticisi: Prof. Barbaros Ç. TanselAralık 2005Bu tezde, çok modlu bir ulaştırma ağı üzerinde işletilen farklı tiptekiulaştırma araçlarının çizelgeleme ve rotalama ile kullanım ve hazır bulunmahususlarına ilişkin kısıtları dikkate alarak, farklı coğrafi bölgelerde konuşlubulunan askeri birliklerin, konuş yerlerinden kendilerine tahsis edilen görevbölgelerine fiziksel hareketlerinin planlanması olarak tanımlanabilecek İntikalPlanlama Problemi (İPP) incelenmiştir. Büyük çaplı gerçek bir dünya problemiolan İPP için mevcut literatürde şu ana kadar analitik bir modelgeliştirilmemiştir. Bu çalışmada, problem detaylı olarak tanımlanmış veakademik literature göre analiz edilmiştir. Problemin çözümü için, maliyet, enerken varış zamanından sonraki gecikme (bir birliğin görev bölgesine gerçekvarış zamanı ile müsaade edilen en erken varış zamanı arasındaki fark) ve en geçvarış zamanından sonraki gecikme (bir birliğin görev bölgesine gerçek varışzamanı ile müsaade edilen en geç varış zamanı arasındaki fark)minimizasyonunu hedefleyen üç karışık tamsayı programlama modeliönerilmiştir. Maliyet minimizasyonu modeli, bir intikalin toplam ulaştırmamaliyetini minimize eder. Model, barış zamanında ulaştırma kaynaklarınayapılacak yatırım kararlarının tespitinde ve operasyonun kısa zamandagerçekleşmesinin beklenmediği, maliyetleri dikkate alacak detaylı bir planlamayapmak için yeterli zamanın olduğu durumlarda intikal planlarınınhazırlanmasında kullanılır. En erken ve en geç varış zamanından sonrakigecikmeyi hedefleyen modeller, en büyüğün en küçüklenmesi (minimax) tipindeolup hızlı intikalin çok önemli olduğu durumlarda kullanılabilir. En erken varışzamanından sonraki gecikme minimizasyonu modeli, birliklerin müsaade edilenzaman sınırları içinde intikali için ulaştırma araçları filosunun yeterli olduğu, engeç varış zamanından sonraki gecikme minimizasyonu modeli ise araç filosununyeterli olmadığı durumlarda kullanılabilir. Her üç modeli çözmek için bir çözümmetodolojisi geliştirilmiştir. Çözüm metodolojisi, CPLEX tabanlı dal-sınıryöntemi uygulamasını önemli oranda hızlandıran gevşetme ve sınırlamanınetkin kullanımını içerir. Orta büyüklükteki problemlerin maksimum çözümzamanları, maliyet ve en erken varış zamanından sonraki gecikmeminimizasyonu modelleri için bir saat, en geç varış zamanından sonraki gecikmeminimizasyonu modeli için ise iki saat civarındadır. Deneme yanılmaya dayalıTürk Silahlı Kuvvetleri'ndeki mevcut uygulamada, aynı çaptaki bir problem içinoptimal olmayan bir çözüm üretmek ortalama bir hafta almaktadır. Çalışmada,ayrıca, modellerin tek bir adımda değil, artımsal olarak çözülmesine dayalı birsezgisel yöntem önerilmiştir. Hesaplama sonuçları, sezgisel yöntemin modelleriçin olurlu çözümler bulmak için kullanılabileceğini göstermiştir. Çalışmanınsonunda, modellerin gerçek hayatta nasıl kullanılabileceğine ilişkin yorumlar yeralmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACTOPTIMIZATION OF TRANSPORTATION REQUIREMENTSIN THE DEPLOYMENT OF MILITARY UNITSİbrahim AkgünPh.D. in Industrial EngineeringSupervisor: Prof. Barbaros Ç. TanselDecember 2005We study the deployment planning problem (DPP) that may roughly bedefined as the problem of the planning of the physical movement of militaryunits, stationed at geographically dispersed locations, from their home bases totheir designated destinations while obeying constraints on scheduling androuting issues as well as on the availability and use of various types oftransportation assets that operate on a multimodal transportation network. TheDPP is a large-scale real-world problem for which no analytical models areexistent. In this study, we define the problem in detail and analyze it withrespect to the academic literature. We propose three mixed integerprogramming models with the objectives of cost, lateness (the difference betweenthe arrival time of a unit and its earliest allowable arrival time at its destination),and tardiness (the difference between the arrival time of a unit and its latestarrival time at its destination) minimization to solve the problem. The cost-minimization model minimizes total transportation cost of a deployment and isof use for investment decisions in transportation resources during peacetime andfor deployment planning in cases where the operation is not imminent and thereis enough time to do deliberate planning that takes costs into account. Thelateness and tardiness minimization models are of min-max type and are of usewhen quick deployment is of utmost concern. The lateness minimization modelis for cases when the given fleet of transportation assets is sufficient to deployunits within their allowable time windows and the tardiness minimization modelis for cases when the given fleet is not sufficient. We propose a solutionmethodology for solving all three models. The solution methodology involvesan effective use of relaxation and restriction that significantly speeds up aCPLEX-based branch-and-bound. The solution times for intermediate sizedproblems are around one hour at maximum for cost and lateness minimizationmodels and around two hours for the tardiness minimization model. Producinga suboptimal feasible solution based on trial and error methods for a problem ofthe same size takes about a week in the current practice in the Turkish ArmedForces. We also propose a heuristic that is essentially based on solving themodels incrementally rather than at one step. Computational results show thatthe heuristic can be used to find good feasible solutions for the models. Weconclude the study with comments on how to use the models in the real-world.
Benzer Tezler
- Military logistics network design via axiomatic design principles
Aksiyomatik tasarim ilkeleri ile askeri lojistik ağı tasarımı
TUĞBA DANACI ŞAKALAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiDisiplinlerarası Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. BÜLENT DURMUŞOĞLU
- Helikopter ana rotor uç geometrisinin aeroakustik açıdan optimizasyonu ve rotor hareketlerinin aeroakustik etkilerinin incelenmesi
Aeroacustical optimization of helicopter main rotor tip geometry and investigation of aeroacustic effects of rotor movements
TUĞRUL TEOMAN ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Dynamic optimization of radio resource management in LTE-based high-speed railway wireless networks
LTE tabanlı hızlı demiryolu kablosuz ağlarda radyo kaynak yönetiminin dinamik optimizasyonu
ALİ HÜSEYİN RÜSTEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Matkap uçlarının Ark PVD ile Tin kaplanmasında proses parametrelerinin Taguchi metodları ile optimizasyonu
Başlık çevirisi yok
ÖZGÜL KELEŞ
- New edge computing offloading methods for next generation wireless networks
Yeni nesil haberleşme sistemleri için geliştirilen kenar ağlarda bilgi işlem yük boşaltma yöntemleri
BESTE ATAN
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFİYE DURAK ATA