Nonlinear mixed integer programming models and algorithms for fair and efficient large scale evacuation planning
Adil ve etkin büyük ölçekli tahliye planlaması için doğrusal olmayan karışık tamsayılı modeller ve algoritmalar
- Tez No: 395497
- Danışmanlar: PROF. DR. HANDE YAMAN PATERNOTTE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Bir tahliye esnasında trafik yönetimi ve barınakların nerelerde açılacağı tahliye planının başarısı açısından önemlidir. Tahliye edilecek nüfusu, belirli bir tolerans sınırı içerisinde, en yakın barınak noktalarına giden en kısa yollara atayan ve toplam tahliye zamanını en küçükleyecek şekilde barınakları en uygun noktalara yerleştiren bir model geliştiriyoruz. Ortaya çıkan model doğrusal olmayan karışık tamsayılı programlama modelidir. Gerçek boyutlu problemleri ikinci seviye konik programlama teknikleri kullanarak çözebilen bir yöntem öneriyoruz. Modelimizi kullanarak etkinlik ve adillik kriterleri arasındaki ödünleşimi araştırıyoruz. Önerdiğimiz ikinci model felaketlerdeki belirsizliği dikkate alarak tahliye edilecek nüfusu, barınak noktalarına ve rotalara atayarak beklenen toplam tahliye zamanın en küçükleyecek şekilde barınakları en uygun noktalara yerleştiren, senaryo tabanlı ve iki aşamalı rassal bir tahliye planlama modelidir. Modelimiz tahliye talebi ile yol ağı ve barınaklardaki bozulma ve yıkım konusundaki belirsizliği dikkate almaktadır. İstanbul, Türkiye'de beklenen bir depreme yönelik örnek olay incelemesi sunuyoruz. Rassal çözümün sonuçlarını, sadece bir senaryoya dayanan ya da ortalama değerleri dikkate alarak üretilen çözümlerin sonuçları ile karşılaştırıyoruz. Ayrıca rassal problemi çözmek üzere Benders çözümlemesine dayanan kesin çözümlü bir algoritma sunuyoruz. Algoritmamızın Benders çözümlemesi içinde ikinci seviye konik programlama ikillik sonuçlarını kullanan ilk algoritma olduğunu düşünüyoruz. Gerçek büyüklükteki problemleri 1000 senaryo sayısına kadar kısa süre içerisinde çözebiliyoruz. Önerdiğimiz modelin performansını artırmak için farklı yöntemleri araştırıyoruz.
Özet (Çeviri)
Traffic management during an evacuation and the decision of where to locate the shelters are of critical importance to the performance of an evacuation plan. We develop a model that optimally locates shelters and assigns evacuees to the nearest shelter sites by assigning them to shortest paths, shortest and nearest with a given degree of tolerance, so that the total evacuation time is minimized. The resulting model is a nonlinear mixed integer programming model. We develop a solution method that can handle practical size problems using second order cone programming techniques. Using our model, we investigate the trade-off between efficiency and fairness. The second model we propose is a scenario-based two-stage stochastic evacuation planning model that optimally locates shelter sites and that assigns evacuees to shelters and paths to minimize the expected total evacuation time. The model considers the uncertainty in the evacuation demand and the disruption in the road network and shelter sites. We present a case study for an impending earthquake in Istanbul, Turkey. We compare the performance of the stochastic programming solutions to solutions based on single scenarios and mean values. We also propose an exact algorithm based on Benders decomposition to solve the stochastic problem. To the best of our knowledge, ours is the first algorithm that uses duality results for second order cone programming in a Benders decomposition setting. We solve practical size problems with up to 1000 scenarios in moderate CPU times. We investigate methods to enhance the proposed algorithm.
Benzer Tezler
- Nondominated points of biobjective mixed-integer programming problems
Iki amaçlı karışık tamsayılı programlama problemlerinin nondominated noktaları
ALİ FATTAHİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKoç ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TÜRKAY
- Optimally locating facilities with variable characteristics
Değişken özellikleri olan tesisler için eniyi yer seçimi
HANDE KÜÇÜKAYDIN
Doktora
İngilizce
2011
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECATİ ARAS
PROF. DR. İ. KUBAN ALTINEL
- Perakende endüstrisinde raf alanı yönetimine veri madenciliği esaslı analitik bir yaklaşım
An analytic approach based on data mining to shelf space management in retail industry
TUNCAY ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2011
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR ESNAF
- Product line selection and pricing with availability restrictions on remanufacturing
Mevcutluk kısıtı altındaki yeniden imalatta ürün gamı seçimi ve fiyatlandırması
GÖKÇE ESENDURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUBAN ALTINEL
- Optimization of composite parts placement in autoclave
Otoklav içerisinde kompozit parça yerleşimi optimizasyonu
GÖZDENUR KIRDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. DİCLEHAN TEZCANER ÖZTÜRK
PROF. DR. MURAT CANER TESTİK