A dynamic capacitated facility location and network design problem with capacity expansion for wastewater treatment networks

Hızla değişen dünyamızda özellikle nüfus ve sanayileşme faaliyetlerindeki artış, atık su üretiminde de ciddi artışları beraberinde getirmekte; bu da üretilen atık suların etkin bir şekilde arıtılması problemini doğurmaktadır. Bu nedenle, etkili atık su arıtma ağlarının geliştirilmesi, çevresel sürdürülebilirliği sağlamak adına hayati bir önem arz etmeye devam etmektedir. Bu bağlamda, sınırlı kaynakların en iyi şekilde kullanılması amacıyla, atık su arıtma tesisleri en uygun yerlerde konumlandırılmalı, atık suyun taşınımı için gerekli şebeke de en az maliyetle geleceğe dönük ihtiyacı da karşılayacak şekilde tasarlanmalıdır. Literatürde mevcut olan tesis yer seçimi ve ağ tasarımı problemleri bu konu ile ilgili olsalar da, atık su taşınımına özel birtakım kısıtları kapsamamakta ve çoğunlukla zamanı hesaba katmayan statik bir yapıda bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, ilk olarak, atık su arıtma tesisi yer seçimi ve ağ tasarımına yönelik, tesislerin ve bağlantıların kapasiteli olarak varsayıldıkları dinamik bir karma tam sayılı doğrusal programlama modeli önerilmektedir. Daha sonra, zamana bağlı talebe göre ihtiyaç durumunda mevcut tesislerin genişletilmesine de olanak sağlayan daha karmaşık bir model sunulmuş ve üç boyutlu bir uzay üzerinde tanımlanmıştır. Model için çeşitli test deneyleri oluşturulmuştur ve bu deneyler, Python DOcplex modelleme kütüphanesinde yer alan CPLEX 20.1 versiyonuyla çözülmüştür. Ayrıca, önerilen modeli doğrulamak için aşırı test örnekleri oluşturulmuş ve sonuçları gözlemlenmiştir.