Stokastik rakım, talep ve konum kısıtları altında insansız hava araçlarının konumlandırılması

Geliştirilen birçok teknolojik araç ve gereç ile üretimden sağlığa, güvenlikten eğitime kadar birçok alanda insan hayatını kolaylaştıracak katkı sunulmaktadır. Bir mühendislik uygulaması olarak İnsansız Hava Araçları (İHA, UAV: Unmanned Aerial Vehicle) da teknolojik gelişmelerin sonucu olarak ortaya çıkan bu araçlardan biridir. İHA'ların kullanım alanı için öncelikli olarak askeri amaçlar akla gelse de tasarımındaki gelişmeler ve azalan maliyeti nedeniyle günümüzde sivil amaçlar için de kullanılır olmuştur. İHA'ların bu sivil kullanım alanlarından biri baz istasyonu görevini sağlamasıdır. Özellikle afet ve acil durum hallerinde insanların hem yakın çevresine hem de bilgiye erişmek üzere mobil iletişim araçlarına yönelmesi, servis sağlayıcıların talebi karşılayacak yeterli altyapıları olmaması ya da altyapılarının hasar görmesi nedeniyle iletişimin tamamen kopma noktasına gelmesine neden olmaktadır. Böyle bir durumda hızlı yerleştirme sağlanabilmesi özelliği ile küçük hücre baz istasyonu monte edilmiş İHA'lar, bölgelere düşük maliyetli bir bağlantı sağlayabilmektedir. Bu araştırma kapsamında afet veya acil durum hallerinde müşteri talebinin karşılanması ve iletişimin kopmaması adına geçici baz istasyonu olarak kullanılabilecek İHA'ların hangi koordinatlarda konumlandırılması gerektiğine dair çözüm önerisi getirilmiştir. Günümüzde bu problem kapsama alanı, batarya kısıtı, hava koşulları gibi farklı açılardan ele alınarak araştırılmaktadır. Bu tez çalışmasında ise problem, stokastik kullanıcı talep ve konumu kısıtı altında, geçici baz istasyonu olarak kullanılabilecek İnsansız Hava Araçlarının (İHA Bİ) üç boyutlu konumunun ve hizmet için ihtiyaç duyulacak İHA Bİ sayısının maksimum sayıda kullanıcıya hizmet verilecek şekilde belirlenmesi amaçlanmış, problem Endüstri Müendisliği disiplininde ele alınmıştır. Bu optimizasyon probleminin çözümü için bir çözüm yaklaşımı ortaya konmuştur. Yaklaşımın çıkış notası olarak kullanılan algoritmalar yöntem kısmında belirtilmek ile birlikte özellikle sezgisel-meta sezgisellerden ve makine öğrenmesinden yararlanılması hedeflenmiştir. Performans göstergesi olarak kapsanan kullanıcı sayısı kullanılmıştır. Tez çalışması sistem senaryosu ve çözüm yöntemi kapsamında literatürdeki çalışmalardan farklılık göstermektedir. Kullanıcıların bir hareket modeline göre hareket ettiği kabul edilmiş, belirlenen model doğrultusunda ilgili zaman aralıkları için kullanıcıların konumları hesaplanmış, bir öbekleme yaklaşımı ile kullanıcılar konumlarına göre alt gruplara ayrılmış ve bu grupların her birine bir İHA Bİ hizmet verecek şekilde problem çözülmüştür