Path planning for ships in the presence of obstacles
Engelli ortamlarda gemiler için yol planlaması
- Tez No: 394374
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ALKAYA, DOÇ. DR. VURAL AKSAKALLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Denizcilik, Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Marine, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
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.
Özet (Çeviri)
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.
Benzer Tezler
- Sualtı kültürel peyzajının dokümantasyonu ve haritalanması: Likya antik bölgesi - Kaş
Documentation and mapping of underwater cultural landscapes – case study: Ancient Lycia – Kaş
SİNEM GÜREVİN
Doktora
Türkçe
2020
Peyzaj Mimarlığıİstanbul Teknik ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN ÇAĞATAY SEÇKİN
- İnsansız su üstü deniz araçları için çarpışma regülasyonları ile uyumlu, dinamik, optimal çatışmadan sakınma rotası planlaması
Dynamic, colregs-compliant, optimal collision avoidance path planning method for unmanned surface vehicle
BURAK ALPTEKİN
Doktora
Türkçe
2024
DenizcilikYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAN KAHRAMAN
- Kentsel mekanın değişiminin kentli hafızasına etkisinin incelenmesi: Kabataş – Karaköy kıyı hattı
Analysis of the effects of changes in urban spatial use on urban memory: Kabatas - Karaköy coast line
SEREN SAĞDIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERİDE ÖNAL
- Tersane yerleşimi optimizasyonu ve simülasyonu
Shipyard layout optimization and simulation
SALİM TAMER
Doktora
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ BARLAS