Development of a collaborative delivery system with unmanned aerial vehicles and delivery trucks
İnsansız hava aracı ve fırlatma kamyonunundaki fırlatma sisteminin birlikte çalışmasının geliştirilmesi
- Tez No: 507283
- Danışmanlar: Assist. Prof. Dr. KUTLUK BİLGE ARIKAN, Assoc. Prof. Dr. MEHMET TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Atılım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Bu tez, insansız hava aracının (İHA) paket dağıtma amacıyla farklı bir şekilde kullanımını incelemektedir. İHA'nın paketleri doğrudan ana depodan alarak dağıtmasını zorlaştıran kısıtlı batarya kapasitesi ve sınırlı uçuş süresi problemleri göz önünde bulundurularak, İHA ve dağıtım kamyonu işbirliği yapan bir sistem önerilmektedir. Bu çalışma, paketleri de taşıyan bir kamyon ve bu kamyonu üs olarak kullanan İHA'nın dağıtım güzergâhı optimizasyonuna odaklanmıştır. Öncelikle, güç tüketimi ve tam sayılı doğrusal programlama modelleri geliştirilmiş ve ardından paketlerin teslim edileceği müşterileri gruplara ayırmak ve kamyon için en uygun bekleme konumunu hesaplamak üzere K-ortalama algoritmasından faydalanılmıştır. Her bir müşteri kümesi içerisinde İHA'nın izleyeceği rota ise karınca kolonisi optimizasyon algoritması ve en yakın komşuluk algoritması ile hesaplanmıştır. Teslimat kamyonu için en uygun konumun hesaplanması, kat edilen mesafenin minimize edilmesi, güç sarfiyatını dikkate alarak teslimat süresinin minimize edilmesi için kullanılan tüm algoritmalar MATLAB ortamında uygulanmıştır. İHA-kamyon iş birlikteliğine sahip bu sistem ile tek başına kamyonun dağıtım amaçlı kullanımı karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, önerilen sistem ile dağıtımın daha kısa sürede tamamlandığını sunmaktadır. Aynı zamanda İHA'nın sınırlı uçuş süresi sorununun işbirlikçi sistem kullanılarak giderildiği de gösterilmektedir. Bunlara ek olarak, müşteri taleplerinin eşit olmadığı durumlarda, İHA'nın güç tüketimini en aza indirecek rotayı hesaplamak adına, en yüksek talep ve en kısa mesafe isteklerini oranlayarak kullanan bir yöntem de geliştirilmiştir. Bu yöntemde de karınca kolonisi optimizasyonu ve en yakın komşuluk algoritması uygulanmış olup sonuçlar en yakın komşuluk algoritmasının daha etkili olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis studies the new application for an unmanned aerial vehicle in the delivery system. Considering a problem of the limited flight time of UAV due to the small battery package that challenges the distribution of the goods directly from the main warehouse difficult, therefore, a collaborative delivery system with UAVs and delivery trucks is proposed. This research focuses on the optimization of the routing problems where a delivery truck is utilized as the base for the UAV when it performs a delivery task. First, the mathematical formulation is developed, with two stages, namely the UAV power consumption model and integer linear programming model, followed by the problem being solved with the K means algorithm (to partition customers into groups and find the best location for the delivery truck) and with an ant colony optimization algorithm and nearest neighbor algorithm to tackle the routing problem for the UAV for each group. All the algorithms are implemented in MATLAB to find the location of the delivery truck, to minimize the distance traveled and minimize delivery time taking into account the power consumption of UAVs. Finally, comparisons between this system and truck usage is presented. The results show that the delivery time in the collaborative delivery system is reduced compared with truck only usage. Moreover, the issue of limited flight time is solved by applying this system. In addition, a method is developed to weight between the highest demand and shortest distance for the UAV to select a path at minimum power consumption when the demand of the customers is not equal. This method is enforced in nearest neighbor algorithm and ant colony optimization algorithm and the results show that nearest neighbor algorithm is more efficient then ant colony optimization algorithm.
Benzer Tezler
- Metro yapılarında ISO 19650 tabanlı tasarım aşamasına yönelik mimari kontrol listesi modülü önerisi
Architectural checklist module proposal for ISO 19650 based design stage in metro structures
AZİZE KARADOĞAN GÜLEÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilim ve TeknolojiMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiEnformatik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT IŞIKDAĞ
- Sualtı hedeflerini tespit ve sınıflandırma maksatlı, düşük maliyetli, süratle atılabilen mikro-duyarga nodu prototipinin geliştirilmesi ve akustik açıdan incelenmesi
Development of a low cost and rapidly deployable micro-sensor node to detect and classify underwater targets and acoustic analysis of the system
VEDAT İZPAYI
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolDeniz Harp Okulu KomutanlığıBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ERDAL ÇAYIRCI
- Sualtı hedeflerini tespit ve sınıflandırma maksatlı, düşük maliyetli, süratle atılabilen mikro-duyarga nodu prototipinin geliştirilmesi ve manyetik açıdan incelenmesi
Development of a low cost and rapidly deployable micro-sensor node to detect and classify underwater targets and magnetic analysis of the system
MURAT OSMAN KANDIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolDeniz Harp Okulu KomutanlığıBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ERDAL ÇAYIRCI
- Sualtı hedeflerini tespit ve sınıflandırma maksatlı, düşük maliyetli, süratle atılabilen mikro-duyarga nodu prototipinin geliştirilmesi ve sıcaklık açısından incelenmesi
Development of a low cost and rapidly deployable micro-sensor node to detect and classify underwater targets and thermal analysis of the system
ALİ ÇAĞLAYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolDeniz Harp Okulu KomutanlığıBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ERDAL ÇAYIRCI
- Medikal turizm hizmeti tedarik zinciri tasarımında işbirlikçi bir bütünleşik yöntem önerisi
A collaborative methodology for designing the medical tourism service supply chain
SALİHA KARADAYI USTA
Doktora
Türkçe
2020
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEYDA SERDAR ASAN