Emergency and terminated evacuation of warehouse by dijkstra's algorithm
Dijkstra algoritması kullanılarak acil ve sınırlandırılmış depo tahliyesi
- Tez No: 885370
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞAZİYE ÖZGE ATİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Gelişen teknolojinin insanlığa kazandırdığı ve günlük hayatta kolaylaştırıcı bir rol oynayan en önemli hizmetlerden biri navigasyon hizmetleri olmuştur. Konum servisleri sayesinde milyonlarca insan günlük hayatta varmak istediği noktaya kolaylıkla ulaşabilmektedir, aynı zamanda bu servislerin endüstriyel etkisi de tartışılmaz bir avantaj haline gelmiştir. GNSS aracılığıyla elde edilen konum bilgilerinin yanı sıra, teknolojik gelişmeler artık kapalı alanlarda konum bazlı veri ve bilgi üretimini de desteklemektedir. Son yıllarda, iç mekan navigasyon haritalarının kullanım alanı giderek genişlemekte ve bu haritalar internet çağının sunduğu en etkili kolaylaştırıcılardan biri olma yolunda hızla ilerlemektedir. İç mekan navigasyon haritalarının başlıca kullanım alanları arasında alışveriş merkezleri, üniversite kampüsleri, iş yerleşkeleri, müzeler, çok katlı binalar ve depolar gibi, birden fazla amaca hizmet eden ve çok sayıda insanı barındıran mega yapılar bulunmaktadır. Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) yaygınlaşması ve son kullanıcı tarafından kolaylıkla kullanılabilmesi, iç mekan navigasyon çözümlerinin özellikle depolarda her türlü yükleme ve boşaltma senaryosunda önemli bir yer edinmesini sağlamıştır. Ancak ülkemizde, özellikle 6 Şubat Maraş depreminden sonra, deprem güvenliği öncelikli bir konu haline gelmiştir. Depreme dayanıklı binalarda yaşamak ve çalışmak, tüm insanlığın temel hakkı olarak görülmelidir. Bu bağlamda, depreme dayanıklı olmadığı belirlenen yüzlerce metrekarelik bir süpermarket deposunun acil tahliyesi, standart prosedürlerin ötesinde yeniden planlanmalıdır. Kapalı alanda yapılacak bir çalışmaya ek olarak, herhangi bir kapalı mekanın içerisindeki tahliye senaryolarının kurgusunun ardından; çıkışı yapılacak ürünlerin en hızlı ve güvenli şekilde varış noktalarına ulaştırılması da büyük önem taşımaktadır. Deprem dayanıklı olmadığı tespit edilen bir ecza deposunda bulunan ilaçların İstanbul Avrupa Yakası'ndaki belirli eczanelere dağıtılması için de GNSS servislerinden destek alınarak rota planlaması yapılabilecektir. İki boyutlu kat planları kullanılarak Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) aracılığıyla, acil durum senaryolarında deponun boşaltılması ve çalışanların güvenliğinin sağlanması, iç mekan navigasyon çözümlerinin en güzel örneklerinden biri olacaktır. Alandaki hareketliliğin yönlendirilmesinde sadece en kısa rotaya değil, aynı zamanda en hızlı ve en güvenli seçeneğe karar vermek için deponun uçtan uca kullanım parametrelerinin değerlendirilmesi, en uygun tahliye senaryolarının oluşturulmasında önemli bir kriter olacaktır. Konum bazlı servislerden elde edilecek veri ve bu verilerden üretilecek bilgi sayesinde, yine personel güvenliği gözetilerek optimal rota oluşturulabilir. Yönlendirme konusunda birçok araştırmaya temel oluşturan ve CBS programlarının çalışma mantığını şekillendiren Dijkstra Algoritması bu çalışmada da kullanılmıştır. Özellikle tahliye senaryosunun oluşturulmasında, birden fazla durakta durma zorunluluğu ve bu yükümlülüğün güvenli sınırlar içerisinde yerine getirilmesi gerekliliği, algoritmanın çerçevesiyle birebir örtüşmektedir. Bu noktadan hareketle, ilk aşamada ücretsiz yazılımı sayesinde erişim kolaylığıyla ön plana çıkan QGIS ortamında ağ analizleri yapılarak, kurgunun en etkin şekilde şekillendirilmesi konusunda uygulamalar tamamlanmıştır. Tez çalışmasının sonuçları, araştırma sırasında incelenen farklı örneklere ve bina içi navigasyonun kullanım alanlarının değişkenliğine bağlı olarak yorumlanmıştır. Diğer uygulamada ise ArcMap kullanılarak yine iç mekan navigasyon uygulama örneği destekleyici bir çalışma olarak eklenmiştir. ModelBuilder kullanılarak rota katmanı oluşturulmuş ve durakların tespiti yapılmıştır. Devamında, yine ModelBuilder kullanılarak ecza deposunun boşaltılmasının ardından dağıtıcının eczanelere ulaşacağı rota oluşturulmuştur. Depo tahliyesi iç mekan navigasyonunda kullanılan veriler, bir süpermarket deposunun iki boyutlu kat planlarını içerir. Kat planları iki boyutlu olarak tasarlanmıştır ve verilere herhangi bir Z değeri dahil edilmemiştir. Tüm veriler CAD formatından CBS ortamına aktarılırken TUREF TM30 Projelendirilmiş Koordinat Sisteminde olmasına dikkat edilmiştir. Tüm analizler ve yorumlamalar da yine TM30 koordinat sisteminde gerçekleştirilmiştir. TUREF TM30'un seçilmesinin ana nedeni, deponun konumlandığı İstanbul şehri için koordinat sisteminin uygun olduğu görüşüdür. Çalışmada yersel ölçme verileri kullanılmamıştır, çünkü CAD verilerinden alınan ölçüler tezin kapsamını yerine getirmek için yeterlidir. Çalışma ortamı tamamen deponun kendi dinamikleriyle sınırlı olduğu için, tüm işlemler kendi içinde tutarlı ve ölçülerin elde edilme şekli dolayısıyla yüksek doğruluk düzeyine sahip olacağı öngörülmüş olup sonuçlarla da desteklenmiştir. Bu çalışmada kullanılan katmanlar, tüm depo içeriğinden özelleştirilmiştir ve kat planları CAD verilerinden sayısallaştırılmıştır. Çünkü acil durum tahliye planı, depoda bulunan ve boşaltılması gereken hızlı tüketim ürünlerini dikkate almaktadır. Katmanlara gelinecek olduğunda, Points katmanı giriş ve çıkış noktalarını, ürün sarım alanlarını, kapıları ve Bread, Fru-Veg, Meat-Chk, Cold ve Frozen katmanları ilgili ürünlerin bulunduğu rafları temsil eder. Koridorları gösteren Segments katmanı ve tüm yürüyüş yollarını içeren Levels katmanı kullanılmıştır. Son olarak, mekanın haritalanması, Polygons katmanı kullanılarak raflar ve belirli alanların (Sarım alanları poligonlarla sınırlandırılarak noktalar ile de tanımlanmıştır.) sınırlandırılmasıyla tamamlanmıştır. Ecza deposunun tahliyesi için kullanılan veriler ise OpenStreetMap üzerinden elde edilmiştir, açık bir veri olması sebebiyle araştırmaların genişletilmesi açısından son derece önemlidir. Çalışma yine TUREF TM30 üzerinden yürütülmüş olup yükseklik yani Z değerleri göz önünde bulundurulmamıştır. Katmanlar eczaneleri temsil eden Pharmacies, ilçeleri temsil eden Urban_Points ve yolları temsil eden Roads ile isimlendirilmiştir. Çalışma eczanelerin ilçelerle eşleştirilmesiyle başlatılmış ve devamında eczanelerin ilçe bazlı olarak orta noktaları tespit edilerek rota katmanı oluşturulmuştur. Buradan elde edilen çalışma katmanı aracılığıyla eczaneler arasındaki en kısa rota ModelBuilder aracı kullanılarak elde edilmiştir. İlk çalışmanın sonuçları, iç mekan navigasyon sistemlerinin özellikle acil durum senaryolarında, depreme dayanıklı olmayan binaların tahliyesinde ne kadar hayati bir rol oynadığını göstermektedir. CBS ve Dijkstra Algoritması'nın etkin kullanımı, bu tür senaryolarda en hızlı ve güvenli tahliye rotalarının belirlenmesinde kritik bir öneme sahiptir. Bu bağlamda, araştırma, iç mekan navigasyon çözümlerinin güvenlik ve etkinlik açısından nasıl optimize edilebileceğine dair önemli katkılar sağlamaktadır. Gelecekteki araştırmalar, bu entegrasyonların daha da geliştirilmesine ve farklı acil durum senaryolarında uygulanabilirliğinin artırılmasına odaklanmalıdır. Böylece, navigasyon çözümlerinin günlük operasyonel verimliliği artırmanın yanı sıra, acil durumlarda da kritik bir güvenlik unsuru olarak işlev görmesi sağlanacaktır. İkinci çalışmada ise GNSS verileriyle desteklenen konum bilgilerinden üretilen rota ile yine bir acil durum senaryosunda yapılacak olan tahliyenin, iç mekanın boşlatılmasının ardından en hızlı şekilde nasıl kurgulanabileceği anlaşılmıştır. Çalışmalar, Gezgin Satıcı Problemi (GSP) üzerinden yapılandırılmıştır ve odak noktası, acilen boşaltılması gereken bir depodaki hızlı tüketim ürünlerinin öncelikli olarak nasıl tahliye edileceğidir. Bu bağlamda, ürünlerin depo içerisindeki konumları bilinerek en kısa mesafeyle ve en düşük maliyetli şekilde güvenli çıkışa yönlendirilmesi araştırılmıştır. İnsan gücüyle yapılacak tahliyede, çalışanların depo içerisindeki konumlarını belirleyebilmeleri için QR kodlar kullanılabilir. Ancak, her raf için ayrı QR kod yerleştirmenin ekonomik olmayacağı düşünülerek, rotalamada topolojik ilişki ve yakınlık esas alınmıştır. Konum servislerinin kullanılabildiği versiyonda ise doğrudan bir online navigasyon aplikasyonunda uğranılmak istenen duraklar eklenerek rota takip edilebilecektir. Çalışmalar, GSP'nin çözümünü Dijkstra Algoritması ile birleştirerek ele almıştır. Uygulama, durakların düğümler olarak tanımlanması ve bu düğümlerin kenarlarla birbirine bağlanarak rotaların oluşturulmasına dayanmaktadır. Projenin Dijkstra Algoritması üzerine kurgulanmış olması sebebiyle bu algoritma üzerine yazılan bir kod veya bir program aracılığıyla ortaya koyan bir uygulamayı gerektiren rotalamaya odaklanmaktadır. Analizler, maliyetleri ve depo trafiğini azaltmak için minimum sayıda yolculukla kaydedilen en kısa mesafeyi hedefleyerek bir ürün tipinin boşaltma noktasına hızlı bir şekilde teslim edilmesine odaklanmıştır. Bu noktada işçi sağlığı ve iş güvenliği hususunda da en etkili çalışmanın yapılması hedefi için ilerleme kaydedilmiştir. Süpermarket deposu örneğinde beş ürün grubu incelenmiştir ve her biri için farklı sonuçlar elde edilmiştir. QGIS üzerinde Ağ Analizi aracında yer alan“En Kısa Yol (Noktadan Noktaya)”analizi, standart olarak 10 metreye ayarlanan topoloji toleransı ile her ürün grubu için ayrı ayrı uygulanmıştır. Bu topolojik tolerans, kapalı bir alanda GNSS sinyalleri olmadan konum bilgisine ulaşma esnasında hata aralığını azaltmak amacıyla belirlenmiştir. Nesneler arasındaki topolojik ilişkiyi anlamak, tolerans belirlenmesi ve analizlerin sağlıklı çalışabilmesi açısından da önemini gözler önüne sermiştir. GNSS sinyallerinin kullanılabildiği ecza deposu örneğinde de yine topolojik ilişkiler önem taşımaktadır. Ancak burada önem arz eden nokta, eczanelerin ilçeleriyle topolojik olarak eşleştirilmesine dayanmaktadır. Tahliyede, ArcMap üzerinde“Mekansal Analiz Aracı”kullanılmış olup ilişkiler kurulmuştur. İlçe bazlı olarak birbirine en yakın olan ve orta noktaları tespit edilen eczaneler için optimum rotada, tahliye birkaç lokasyon için tek bir durak kurgulanmasıyla oluşturulmuştur. Çalışmada kullanılan yöntem, verilerin toplanmasından itibaren nokta, çizgi ve poligon sınıflarıyla tanımlanmasını gerektirir. Algoritma, poligonların düğümlerin bir parçası olup olmadığını değerlendirerek mesafe ve maliyet açısından farklılıklar yaratabilir. Başlangıç ve bitiş noktalarının tanımlanması zorunludur; bu noktalar koordinatları ile belirlenir ve graf içinde ayrışır. Algoritma, başlangıç noktasından en yakın düğümü tespit ederek en kısa yolu oluşturur, ancak her durumda en yakındaki nokta en kısa mesafe anlamına gelmeyebilir. Algoritma, veri tabanından elde edilen mesafe bilgilerini kullanarak en uygun kararı verir. Süpermarket deposunda analizler, bir ürün tipinin en hızlı şekilde tahliye noktasına ulaştırılması üzerine odaklanmıştır. En kısa mesafenin minimum sefer sayısıyla elde edilmesi, maliyeti azaltırken depo içi trafiği de minimize eder. Beş farklı ürün grubu için yapılan analizlerde farklı sonuçlar elde edilmiştir. QGIS üzerindeki“En Kısa Yol (Noktadan Noktaya)”analizi, 10 metre topoloji toleransı ile gerçekleştirilmiştir. Yolculuk hızı saatte 5 km olarak belirlenmiş ve iş sağlığı ile güvenliği dikkate alınmıştır. Rota oluşturulacak katmanlarda“Direction Field”özniteliği kullanılarak koridorlar ve bağlantılar sınırlandırılmıştır. Her katman için yapılan analizlerde, ikiden fazla raf sırası olan ürünler için birden fazla rota üretilmiş ve en kısa optimal sonuç elde edilmeye çalışılmıştır. Bu yöntem alternatif çözümler üreterek çalışmanın zenginleştirilmesini sağlamıştır. Rotalar benzer görünse de, her rotanın toplam mesafesi farklı olup, bu durum maliyet analizinde de kullanılmıştır. Analizlerin tamamlanmasının ardından her bir ürün grubu için elde edilen rotalarda mesafeler temel çıktı olarak alınmaktadır. Buradan elde edilen mesafe verileri ile birlikte metadata olarak mevcutta bulunan raf boşaltma süresi ve forklift sayıları kullanılarak maliyet analizi tamamlanmıştır. Ürün bazlı tahliye başına hesaplanan süreler ile kullanılan forklift sayısına bağlı yakıt tüketiminden yola çıkılarak yapılan bu maliyet analizi, elbette personelin güvenliğinin de dikkate alındığı sınırlar içerisinde gerçekleştirilmiştir. Maliyet analizine ek olarak, ağırlık tablosu da hazırlanarak bu hesaplamaya en çok etki eden kriterlerin üzerinde durulmuştur. Kriterlerin birbirine etkisine bağlı olarak, işlem sürelerinin bu çalışmada da etkisinin bir hayli yüksek olduğu gözlenmiştir. QGIS üzerinden yapılan uygulamanın ardından, GSP'nin farklı bir çözümlenmesinin yapılabilmesi adına ESRI ürünü olan ArcMap ile de uygulama çeşitlendirilmiştir. Burada, her bir katman için ayrı ayrı ve tüm duraklara ayrı ayrı uğranması üzerine bir senaryo kurgulanmış olup analizler ModelBuilder üzerinden yürütülmüştür. Alternatiflerin gözlenebildiği bu çalışmada, analiz işlem adımları mevcut veri ile gösterilmiş olup senaryo, farklı bir veriseti ile de desteklenerek programın çözümlemeyi nasıl tamamlandığının anlaşılabilmesi adına yine tez kapsamında sunulmuştur. Ecza deposu için kurgulanan senaryoda ise, eldeki veriler aracılığıyla herhangi bir hiyerarşi ve kısıtlama kullanılmaksızın durakların birbirine olan uzaklığı kıstas alınarak rotanın oluşturulması planlanmıştır. Dijktra Algoritması'nın temel mantığı çerçevesinde bu planlama uygulamaya alınmıştır. Halihazırda rota katmanı süpermarket örneğindeki gibi bir tane olmasına rağmen burada duraklar da tek bir katmanla gösterilebildiği için tek bir rota oluşturulmasında herhangi bir sakınca görülmemiştir. Maliyet analizi ise kilometre başına tüketilen yakıta dayandırılmış olup hesaplama da yine bu iki temel başlık içinde değerlendirilmiştir. Son aşamaya gelindiğinde; toplam süre, kat edilen yol ve burada tüketilecek yakıt ile maliyet analizi tamamlanmıştır. Çalışmanın sonuna gelindiğinde lojistik ekipman kapasitesinin değiştirilemediği durumlarda algoritmadan elde edilen analiz sonuçları tesis yönetimi verileriyle desteklendiğinde zaman ve maliyetin lokasyon bazlı değerlendirme sürecine göre farklı şekilde birbirini tetiklediği görülmektedir. Bu durumda algoritma oluşturulurken tesis yönetim verilerinin dahil edileceği endüstriyel yönlendirme sistemlerinin yeni yaklaşımlarla geliştirilmesine yönelik çalışmaların gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Depo optimizasyon çözümlerinin mevcut araştırma ve kullanımının sunduğu alternatiflerin ötesine nasıl geçebileceği konusunda bir sonuca varmak için üzerinde durulan soruların yanıtlanması gerekmektedir. Acil durumlarda alternatiflere açıklık eksikliği ile karşı karşıya kalınabileceğinden,“en kısa yol”için üretilecek herhangi bir çözümün algoritma ve yönlendirmeler çerçevesinde sınırlamalara tabi olması kaçınılmazdır. Güvenliğin öncelikli olduğu çözümler için CBS ortamında üretilen bilgilerin yerleşim, mimari ve lojistikte etkin bir şekilde kullanılması gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
One of the most important services that developing technology has brought to humanity and that serves as a facilitator in daily life has been navigation services. Thanks to location services, millions of people can easily reach the point they want to reach in daily life, and their industrial impact has also become an indisputable advantage. In addition to location information obtained through GNSS, technological developments now support location-based data and information production in indoor spaces. Here too, it is noticeable that indoor navigation maps are increasingly covering a wider area as it is getting closer to the present day. Indoor navigation maps are taking firm steps towards becoming one of the most effective facilitators that the internet age has brought to humanity. In this progression, its main areas of use stand out in megastructures such as shopping malls, university campuses, business campuses, museums, multi-storey buildings, warehouses, which accommodate many places and people that serve more than one purpose. Today, thanks to the widespread use of IoT and ease of use by the end user, indoor navigation solutions have gained an important place, especially in all kinds of loading and unloading scenarios of warehouses. However, earthquake safety has become a very prominent topic in our country, especially after the February 6 Maraş earthquakes. Living and working in earthquake-safe buildings should be seen as a fundamental right for all humanity. At this point, the emergency evacuation of a supermarket warehouse measuring hundreds of square meters, which has been determined to be earthquake unsafe, should be re-planned beyond the standard procedure. It will be one of the best examples of indoor navigation solutions for evacuating the warehouse and ensuring the safety of employees in this emergency scenario through Geographic Information Systems (GIS) using two-dimensional floor plans. Evaluating the end-to-end usage parameters of the warehouse in order to decide not only the shortest route but also the fastest and safest option in routing the mobility in the space will be an important criterion for creating the most appropriate evacuation scenarios. In any emergency scenario, a scenario designed only for the evacuation of the location will not be sufficient. At this point, it stands out that the evacuation from the dangerous place must be delivered to the distribution points as soon as possible. The delivery of medicines in a pharmaceutical warehouse that has been determined to be earthquake-insecure to the pharmacies in the affected area in the fastest and safest way can be arranged using location-based services. Dijkstra's Algorithm, which forms the basis of many researches when it comes to routing and shapes the working logic of GIS programs, was also used in this study. In particular, the necessity of stopping at more than one stop in creating the evacuation scenario and the necessity of fulfilling this obligation within safe borders exactly coincide with the framework of the Algorithm. The problem that stands out in the fictions created is defined as TSP and many different methods have been tried to solve it, and these methods continue to be developed. Starting from this point, the applications were completed in the supermarket warehouse setting by performing network analyzes in the QGIS environment, which stands out with its ease of access thanks to its free software, through indoor navigation. For the same warehouse, stops were detected by running analysis in ESRI ArcMap environment, again based on Dijktra's Algorithm. In this way, it was possible to make alternative observations. Subsequently, for the pharmaceutical warehouse evacuation, a scenario involving the pharmacies of the European Side of Istanbul was created and the shortest route was created in the ArcMap environment. The results of the thesis study were evaluated in two stages. The routes obtained for the supermarket warehouse were interpreted depending on the different examples seen during the research and the variability of the usage areas of indoor navigation. In pharmaceutical warehouse evacuation, evaluations were completed for safety and cost issues via a single route. From a broad perspective, the results of the algorithms and analyzes used to solve the TSP are associated with facility management.
Benzer Tezler
- To evaluate the balance of counter terrorism methods in the Turkey case
Başlık çevirisi yok
ÜMİT CAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kamu YönetimiUniversity of PortsmouthUluslararası İlişkiler ve Bölgesel Çalışmalar Ana Bilim Dalı
DR. EDWARD STODDARD
- Sağlık Bilimleri Üniversitesi Ankara Numune Eğitim ve Araştırma Hastanesi'nde görev yapmakta olan araştırma görevlilerinin bölümlere göre fiziksel aktivitelerinin pedometreyle değerlendirilmesi
Evaluation of the physical activities with pedometer who work as a research assistant in The Health Sciences, Ankara Numune education and research hospital
İREMGÜL GÜNGÖR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
İlk ve Acil YardımSağlık Bilimleri ÜniversitesiAcil Tıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AKİF KARAMERCAN
- Kliniğimizde opere edilen plasenta akreata spektrumu pozitif plasenta previa olgularının maternal ve perinatal sonuçlarının değerlendirilmesi
Evaluation of maternal and perinatal outcomes of placenta accreta spectrum positive placenta previa cases operated in our clinic
ZEHRA DOĞRU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
Kadın Hastalıkları ve DoğumSağlık Bilimleri ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ YÜCEL
- Mantar intoksikasyonu olgularında tedaviye başlangıç zamanıyla prognoz arasındaki ilişkinin değerlendirilmesi
Evaluation of relationship which between time of beginning treatment and prognosis of mushroom intoxications
ÖMER CELAL ELÇİOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2009
Gastroenterolojiİstanbul Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEYİT MEHMET KAYACAN
- Türkiye acil servislerinde vardiya değişimlerindeki acil servis hekimleri arasındaki hasta devirlerinin ve devirlerin standardize edilebilirliğinin değerlendirilmesi
Evaluation of the standardizability of patient handoffs and handoffs between physicians at emergency services during shift changes in Turkish emergency departments
HALİL AĞAT
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2022
Acil TıpSağlık Bilimleri ÜniversitesiAcil Tıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET NURİ BOZDEMİR