Yapay zeka tabanlı katlanır bomlu vinç güvenlik asistanı

Günümüzde kaldırma yükleme makineleri, üretim ve lojistik ağının omurgasını oluşturmaktadır. Kaldırma ve yükleme makinelerinin yakın çevresi tehlikeli bölge olarak nitelendirilen, iş kazası risklerinin yüksek olduğu yerlerdir. Operatörlük kurslarında yapılan araştırmalarda iş makinesi operatörlerinin %15'i asgari lise mezunu iken, %75'inin ilk okul mezunu olduğu tespit edilmiştir. Türkiyede yıllık ortalama 1153 ölümlü iş kazası olmaktadır. Bu kazaların %26'sı inşaat sektöründe yaşanmaktadır. Kaldırma yükleme makinelerinin kapasitesinin doğru kullanımı kaza oranlarının düşürülmesi için önem arz etmektedir. Kazaların önlenmesi için makineler üzerinde, operatör kullanımı limitleyen, sadece güvenli hareketlere izin veren, elektronik kontrol sistemleri kullanılmaktadır. Moment kontrol adı verilen bu güvenlik sistemleri, yükün güvenli bir şekilde kaldırılıp uzağa taşınmasını sağlamaktadır. Bu çalışmada, geleneksel moment kontrol sistemlerindeki çözümlerden farklı olarak, yapay zeka tabanlı yük limitleme sistemi önerilmiştir. Çalışma için araç üstü tek katlanır bomlu, 35 tonluk mobil hidrolik vinç üzerine, eğim, basınç, uzunluk sensörleri yerleştirilmiştir. Daha sonra vinç ile 6 farklı test yükünün kaldırılması, indirilmesi, uzatılması ve geri çekilmesi esnasında oluşan anlık değerler kaydedilmiştir. Toplamda 30779 veri, 50ms periyotlarla, 2 aylık çalışma ile toplanmıştır. Dijital ortama aktarılan saha verileri, test ağırlıklarının kaldırılması ve uzatılması üzerine iki ayrı veri seti olarak gruplanmıştır. Veri setlerinde, kayıt sıklığı yüzünden tekrar eden veriler ve test operatöründen kaynaklanan sarsıntı verileri filtrelenmiştir. Her iki veri setinde de basınç ve yük tahmini için farklı giriş parametrelerine sahip, 4 adet uygulama modeli oluşturulmuştur. Normalize edilen veri setleri ile Çoklu Doğrusal Regresyon, K-En Yakın Komşu, Yapay Sinir Ağları, Yinelenen Durum Ağı yapıları eğitilmiş ve test edilmiştir. Mobil vince ait veri seti kullanılarak, yapay zeka modelleri ile anlık yük ve basınç tahmini gerçekleştirilmiştir. Yinelenen Durum Ağı ile önceki çalışma verileri öğretilerek, gelecek çalışma verileri tahmin edilmiştir. Elde edilen sonuçlar moment kontrol algoritmasına eklemiş ve makine güvenlik sistemi daha stabil hale getirilmiştir. Sayısal ortamda elde edilen sonuçların uygulaması için bilgisayar ortamında eğitilen modellerin test edilebileceği gömülü devre tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan devre de 4 farklı yaklaşımla Yapay Sinir Ağı Modeli çalıştırılmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Tek ara katmana sahip 30 iterasyon ile çalıştırılan YSA modelinden, %98,3 doğrulukla tahmin yapılmıştır.