Su dağıtımı probleminin genetik algoritma ve parçacık sürü optimizasyon algoritmaları ile çözümü
Solving the water distribution problem with genetic algorithm and particle swarm optimization algorithms
- Tez No: 988311
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLTEKİN ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Optimizasyon, Optimizasyon modelleri, Optimizasyon problemi, Optimizasyon teknikleri, Optimization, Optimization models, Optimization problem, Optimization techniques
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Su, dünyadaki bütün canlıların ihtiyaç duyduğu en önemli dünya kaynaklarından biridir. Dünya tarihine bakıldığında, insanlığın suya yakın yerlerde gelirtiği görülmektedir. Zamanla, nüfus artmış ve su taleplerini tetiklemiştir. Çeşitli nedenlerden dolayı temiz su kaynakları giderek azalmış, yerleşim yerleri çevresindeki su yetersizliğinden dolayı uzaklardan temin edilme yoluna gidilmiştir. Bu bağlamda; su dağıtım şebekelerinin önemi ortaya çıkmaktadır ki tasarımlarının iyi yapılması, olabilecek en kısa uzunlukta olmaları suyun en az israfla yerleşim yerlerine iletilmesi sağlar. Burada da maliyet kavramı önemli bir faktördür. Olabilecek en az maliyete sahip şebekenin tasarımını oluşturmak önemli bir optimizasyon problemi haline gelmektedir. Su dağıtımının işletme maliyetleri ise bir diğer önemli kavramdır ve ilk yatırım maliyetleriyle birlikte dikkate alınması ise optimizasyon ihtiyacını daha da artırmıştır. Su dağıtım şebekelerinin tasarımında, kişisel tecrübeler, coğrafyanın yapısı hakkında bilgiler önemliyken, günümüzde küresel yer belirleme sistemleri gibi gelişen birçok teknolojik imkanlarla birlikte artan su ihtiyacı ve azalan su kaynakları nedeniyle su dağıtım problemi hala önemini korumaktadır. Küresel ısınma ise konuyla ilgili olarak dikkate alınması gereken bir diğer kavramdır. Zaman içerisinde konuyla ilgili bilimsel çalışmaların sayısı artmış ve çeşitli yöntemler geliştirililerek kullanılmıştır. Bu çalışmada, su dağıtım şebekesinin optimizasyonu hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda sezgisel algoritmalardan olan Genetik Algoritma ve Parçacık Sürü Optimizasyonu Algoritması kullanılarak çözüm üretilmiştir. Çalışma özel olarak Ankara ilinin su dağıtım şebekesinin optimizasyonuna odaklanmaktadır. Böylece suyun taleplere uygun şekilde dağıtılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında öncelikle problemin matematiksel modeli sunulmuş, ardından genetik algoritma ve parçacık sürü optimizasyon algoritmasının çözümlerine yer verilmiştir. Problem çözümü Phyton programlama dilinde kodlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, her iki algoritmanın da benzer performans gösterdiğini ve ilçelerin su tüketimi üzerindeki etkisi konusunda güvenilir çıktılar sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Water is one of the most important natural resources needed by all living things on Earth. Looking back at world history, it is evident that humanity has settled in areas close to water sources. Over time, population growth has increased water demand. Due to various reasons, clean water sources have been steadily decreasing, and water has had to be sourced from distant locations due to water shortages around settlements. In this context, the importance of water distribution networks becomes evident, as their proper design and optimal length ensure that water is delivered to settlements with minimal waste. Here, the concept of cost is also a significant factor. Designing a network with the lowest possible cost has become an important optimization problem. The operational costs of water distribution are another important concept, and considering them alongside initial investment costs further increases the need for optimization. In the design of water distribution networks, personal experience and knowledge of the geography are important, but today, with the increasing demand for water and decreasing water resources, coupled with many technological advances such as global positioning systems, the problem of water distribution remains important. Global warming is another concept that must be considered in relation to this issue. Over time, the number of scientific studies on this topic has increased, and various methods have been developed and utilized. This study aims to optimize the water distribution network. Solutions were generated using genetic algorithms and particle swarm optimization algorithms, which are heuristic algorithms. The study focuses specifically on optimizing the water distribution network in the province of Ankara. The aim is to distribute water in accordance with demand. Within the scope of the study, the mathematical model of the problem was first presented, followed by the genetic algorithm and particle swarm optimization algorithm solutions. The problem solution was coded in the Python programming language. The results obtained show that both algorithms perform similarly and provide reliable outputs regarding their impact on water consumption in districts.
Benzer Tezler
- Elektrik dağıtım sistemlerinde birey odaklı konfor öncelikli talep yönetimi için akıllı yöntem geliştirilmesi
Developing an intelligent method for the user oriented comfort based demand response studies in the electricity distribution systems
MEHMET ALİ SÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK
- Advanced approaches to fuzzy cognitive mapping for enhancing convergence, learning, and prediction
Yakınsama, öğrenme ve tahmin performansının iyileştirilmesi için bulanık bilişsel haritalarda ileri yaklaşımlar
MİRAÇ MURAT
Doktora
İngilizce
2025
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UMUT ASAN
- Cost optimization of flyback converter using genetic algorithm
Flyback çevirici tasarımında genetik algoritma kullanılarak maliyet optimizasyonu
GİRAY BALCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT YILMAZ
- An evolutionary approach to the traveling salesman problem with pickup and delivery based on depot insertion and removal moves
Toplamalı dağıtımlı gezgin satıcı problemi için depo yerleştirme ve çıkarma tabanlı bir sezgisel algoritma
VOLKAN ÇINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGalatasaray ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEMEL ÖNCAN
- Genetik algoritma yardımı ile yapay açıklıklı radarda hedef konumunun belirlenmesi
Determination of the target position by the synthetic aperture radar using a genetic algorithm
SERDAR KARGIN
Doktora
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. BİNGÜL YAZGAN