Sıvı taşımacılığında çoklu kaynak planlama problemi için uzman sistem ve metasezgisel tabanlı yaklaşımlar
Metaheuristic and expert system–based approaches for the multi-resource planning problem in liquid transportation
- Tez No: 1014055
- Danışmanlar: PROF. DR. HARUN UĞUZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sıvı taşımacılıkta sevkiyat planlama; sürücü, çekici, römork ve ISO tank gibi birden fazla kaynağın operasyonel, teknik ve düzenleyici kısıtlar altında eş zamanlı olarak atanmasını gerektiren karmaşık bir optimizasyon problemidir. Ürün özellikleri, yükleme ve boşaltma noktaları, rota koşulları, mevzuat gereklilikleri, ekipman uygunluğu ve iş yükü dengesi gibi çok sayıda parametre, bu çok kaynaklı yapının manuel planlama ile etkin biçimde yönetilmesini güçleştirmektedir. Bu tezde söz konusu problemi çözmek amacıyla bütünleşik bir karar destek ve optimizasyon çerçevesi geliştirilmiştir. Önerilen çerçeve, planlama problemini iki senaryo üzerinden ele almaktadır. Tekil planlama senaryosunda, anlık olarak gelen tek bir siparişin hızlı ve kısıt uyumlu biçimde planlanması amacıyla 28 kuraldan oluşan kural tabanlı uzman sistem uygulanmaktadır. Periyodik planlama senaryosunda ise belirli bir dönemde biriken çok sayıda siparişin eş zamanlı olarak planlanması için metasezgisel optimizasyon yöntemleri kullanılmaktadır. Optimizasyon yöntemleri, Besin Zinciri Tabanlı Çoklu Ebeveyn Seçim (FCBS-MP) mekanizmasını içeren geliştirilmiş bir Genetik Algoritma ve gen düzeyinde kilit mekanizması ile olasılıksal çaprazlama operatörü entegre edilmiş iyileştirilmiş bir Yapay Arı Kolonisi algoritmasından oluşmaktadır. Tez kapsamında tasarlanan amaç fonksiyonu, yalnızca toplam maliyet minimizasyonuna dayanmamaktadır. Aynı zamanda yakıt verimliliği, kilometre dengesi, ekipman kullanım homojenliği ve şehir içi oran kısıtları gibi sekiz normalize edilmiş operasyonel performans ölçütünü ve konum tutarsızlıklarını temsil eden bir ceza terimini bütünleşik biçimde değerlendirmektedir. Gerçek bir lojistik şirketine ait küçük, orta ve büyük ölçekli veri setleri üzerinde gerçekleştirilen deneysel analizler, önerilen yaklaşımın manuel planlamaya kıyasla daha düşük maliyet, daha dengeli kaynak kullanımı ve daha istikrarlı yakınsama davranışı sağladığını göstermiştir. FCBS-MP temelli Genetik Algoritma, kaynak dağılımında belirgin iyileşmeler sağlarken; geliştirilmiş ABC algoritması standart ABC'ye göre daha kararlı ve tutarlı performans üretmiştir. Uzman sistem ise karar süreçlerini sistematik hâle getirerek kısıt uyumlu ve açıklanabilir atamalar sağlamıştır. Elde edilen bulgular, uzman bilgi temsili ile gelişmiş evrimsel optimizasyon tekniklerini bütünleştiren bu hibrit yapının, sıvı taşımacılıkta çok kaynaklı sevkiyat planlama problemleri için ölçeklenebilir, dengeli ve endüstriyel olarak uygulanabilir bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Dispatch planning in liquid freight transportation is a complex optimization problem that requires the simultaneous assignment of multiple resources, including drivers, tractors, trailers, and ISO tanks, under operational, technical, and regulatory constraints. Numerous parameters such as product characteristics, loading and unloading locations, route conditions, regulatory requirements, equipment compatibility, and workload balance make it difficult to manage this multi-resource structure effectively through manual planning. In this thesis, an integrated decision support and optimization framework has been developed to address this problem. The proposed framework approaches the planning problem through two scenarios. In the singular planning scenario, a rule-based expert system consisting of 28 rules is applied to plan a single incoming order quickly and in compliance with constraints. In the periodic planning scenario, metaheuristic optimization methods are used for the simultaneous planning of multiple orders accumulated over a given period. The optimization methods consist of an enhanced Genetic Algorithm incorporating a Food Chain-Based Multi-Parent Selection (FCBS-MP) mechanism and an improved Artificial Bee Colony algorithm integrated with a probabilistic crossover operator and a gene-level lock mechanism. The objective function designed within the scope of the thesis does not rely solely on total cost minimization. It also comprehensively evaluates eight normalized operational performance criteria such as fuel efficiency, mileage balance, equipment utilization homogeneity, and urban assignment ratio constraints, along with a penalty term representing location inconsistencies. Experimental analyses conducted on small, medium, and large-scale datasets obtained from a real logistics company have shown that the proposed approach provides lower cost, more balanced resource utilization, and more stable convergence behavior compared to manual planning. While the FCBS-MP-based Genetic Algorithm achieves significant improvements in resource distribution, the improved ABC algorithm produces more stable and consistent performance compared to the standard ABC. The expert system systematizes decision processes, ensuring constraint-compliant and explainable assignments. The findings demonstrate that this hybrid structure, which integrates expert knowledge representation with advanced evolutionary optimization techniques, offers a scalable, balanced, and industrially applicable solution for multi-resource dispatch planning problems in liquid freight transportation.
Benzer Tezler
- The legal and insurance analysis of the use of alternative fuels in maritime transportation
Deniz taşımacılığında alternatif yakıtların kullanımının hukuki ve sigortacılık açısından analizi
SERRA NUR İNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER BERKEHAN İNAL
- Cryogenıc hydrogen tank thermal ınteractıons and effects on thermal stratıfıcatıon
Kriyojenik hidrojen tanki termal etkileşimleri ve termal katmanlaşmaya etkisi
SÜLEYMAN KURAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ZİYAETTİN ŞAHİN
- Kısılabilir gaz jeneratörü çevrimli sıvı yakıtlı roket motoru tasarım aracı
Throattable open cycle liquid rocket engine design tool
SELİN ÖNDER SONER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Buz çözücü sıvı içeren atıksuların havasız arıtımında biyogaz geri kazanımı ile optimum glikol oranının araştırılması.
Investigation of optimum glycol ratio and biogas recovery during anaerobic treatment of the wastewaters contaminated with aircraft de-icing fluid.
HÜSEYİN MURAT GÖKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Çalkalanma yüklerinin, araç üstü sıvı tanklarının davranışları üzerindeki etkisininincelenmesi
Research of the effect of sloshi̇ng loads on the behaviorof the vehicle liquid tanks
GÖKHAN SÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mekatronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMekatronik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ZEREN