Optimization of transportation requirements in the deployment of military units

ÖZETASKERİ BİRLİKLERİN İNTİKALİNDE ULAŞTIRMAİHTİYAÇLARININ OPTİMİZASYONUİbrahim AkgünEndüstri Mühendisliği Bölümü DoktoraTez Yöneticisi: Prof. Barbaros Ç. TanselAralık 2005Bu tezde, çok modlu bir ulaştırma ağı üzerinde işletilen farklı tiptekiulaştırma araçlarının çizelgeleme ve rotalama ile kullanım ve hazır bulunmahususlarına ilişkin kısıtları dikkate alarak, farklı coğrafi bölgelerde konuşlubulunan askeri birliklerin, konuş yerlerinden kendilerine tahsis edilen görevbölgelerine fiziksel hareketlerinin planlanması olarak tanımlanabilecek İntikalPlanlama Problemi (İPP) incelenmiştir. Büyük çaplı gerçek bir dünya problemiolan İPP için mevcut literatürde şu ana kadar analitik bir modelgeliştirilmemiştir. Bu çalışmada, problem detaylı olarak tanımlanmış veakademik literature göre analiz edilmiştir. Problemin çözümü için, maliyet, enerken varış zamanından sonraki gecikme (bir birliğin görev bölgesine gerçekvarış zamanı ile müsaade edilen en erken varış zamanı arasındaki fark) ve en geçvarış zamanından sonraki gecikme (bir birliğin görev bölgesine gerçek varışzamanı ile müsaade edilen en geç varış zamanı arasındaki fark)minimizasyonunu hedefleyen üç karışık tamsayı programlama modeliönerilmiştir. Maliyet minimizasyonu modeli, bir intikalin toplam ulaştırmamaliyetini minimize eder. Model, barış zamanında ulaştırma kaynaklarınayapılacak yatırım kararlarının tespitinde ve operasyonun kısa zamandagerçekleşmesinin beklenmediği, maliyetleri dikkate alacak detaylı bir planlamayapmak için yeterli zamanın olduğu durumlarda intikal planlarınınhazırlanmasında kullanılır. En erken ve en geç varış zamanından sonrakigecikmeyi hedefleyen modeller, en büyüğün en küçüklenmesi (minimax) tipindeolup hızlı intikalin çok önemli olduğu durumlarda kullanılabilir. En erken varışzamanından sonraki gecikme minimizasyonu modeli, birliklerin müsaade edilenzaman sınırları içinde intikali için ulaştırma araçları filosunun yeterli olduğu, engeç varış zamanından sonraki gecikme minimizasyonu modeli ise araç filosununyeterli olmadığı durumlarda kullanılabilir. Her üç modeli çözmek için bir çözümmetodolojisi geliştirilmiştir. Çözüm metodolojisi, CPLEX tabanlı dal-sınıryöntemi uygulamasını önemli oranda hızlandıran gevşetme ve sınırlamanınetkin kullanımını içerir. Orta büyüklükteki problemlerin maksimum çözümzamanları, maliyet ve en erken varış zamanından sonraki gecikmeminimizasyonu modelleri için bir saat, en geç varış zamanından sonraki gecikmeminimizasyonu modeli için ise iki saat civarındadır. Deneme yanılmaya dayalıTürk Silahlı Kuvvetleri'ndeki mevcut uygulamada, aynı çaptaki bir problem içinoptimal olmayan bir çözüm üretmek ortalama bir hafta almaktadır. Çalışmada,ayrıca, modellerin tek bir adımda değil, artımsal olarak çözülmesine dayalı birsezgisel yöntem önerilmiştir. Hesaplama sonuçları, sezgisel yöntemin modelleriçin olurlu çözümler bulmak için kullanılabileceğini göstermiştir. Çalışmanınsonunda, modellerin gerçek hayatta nasıl kullanılabileceğine ilişkin yorumlar yeralmıştır.Anahtar sözcükler: büyük-ölçekli optimizasyon; askeriye; ulaştırma; karışıktamsayılı programlama, en küçük-en büyük; intikal; sınırlama vegevşetme; dal ve sınır yöntemi.