Benzetim destekli gürbüz eniyileme ile enerji verimli su altı kablosuz algılayıcı ağ tasarımı
A simulation-informed robust optimization framework for the design of energy efficient underwater sensor networks
- Tez No: 985182
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞEGÜL ALTIN KAYHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tobb Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sensörlerin veri üretim hızları, yapılandırma aşamasında öngörülen değerlerden; olay tabanlı veri yoğunlukları, dinamik çevresel koşullar, yayılma gecikmeleri ve verilerin belleğe alınması gibi çeşitli etkenler nedeniyle sapma gösterebilmektedir. Bu durum, Su Altı Kablosuz Algılayıcı Ağları (SKAA) için dayanıklı veri iletim stratejilerinin tasarımını kritik hale getirmektedir. Su altı teknolojilerinde kaydedilen önemli ilerlemelere rağmen, trafik belirsizliği altında SKAA optimizasyonu literatürde sınırlı bir şekilde ele alınmıştır. Bu çalışma, enerji verimliliği yüksek SKAA'ların tasarımına yönelik simülasyon tabanlı bir gürbüz eniyileme çerçevesi önermektedir. Öncelikle, kablosuz ağ tasarımında sistem parametrelerindeki belirsizliği ele alan çalışmalar kapsamlı şekilde incelenmekte, ardından su altı nesnelerinin hareketinin modellenmesine odaklanan araştırmalar analiz edilmektedir. Son aşamada ise, üç boyutlu rotalar boyunca hareket eden otonom su altı araçları ve denizaltıları içeren bir belirsiz giriş tespit ortamının simülasyonu önerilmektedir. Simülasyon doğruluğunu artırmak amacıyla, su altı araçları, sensörler ve deniz topografyası dahil olmak üzere sistem öğeleri arasındaki etkileşimleri tanımlamak için gerçek batimetrik veriler kullanılmaktadır. Bu aşamanın ardından, sensörlerin beklenen veri üretim hızları ile bu hızlara ilişkin kabul edilebilir aralıklar, çoklu simülasyon çalışmaları sonucunda belirlenmektedir. Elde edilen veri seti, bir sensöre tahsis edilen maksimum batarya miktarını minimize eden optimal deterministik ve gürbüz konfigürasyonların belirlenmesi ve kapsamlı analizlerin gerçekleştirilmesi için kullanılmaktadır. Deterministik ve gürbüz konfigürasyonlar arasındaki ağ işlevsellik süresi değişiminin belirlenen durum alternatifleri üzerinden karşılaştırılması, gürbüz tasarımın, nominal veri üretim hızlarından en düşük sapma seviyelerinde dahi deterministik tasarıma kıyasla anlamlı bir üstünlük sağladığını ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Given that data generation rates of sensors might deviate from what is anticipated during the configuration phase due to several reasons such as event-driven data spikes, dynamic environmental conditions, propagation delay and data buffering, etc., designing robust transmission schemes is pivotal for Underwater Wireless Sensor Networks (UWSNs). Despite advances in underwater technologies, UWSN optimization under traffic uncertainty remains underexplored. This paper presents a novel simulation-informed robust optimization framework for designing energy-efficient UWSNs. We begin with a comprehensive review of the literature that addresses uncertainty in system parameters for wireless network design, followed by an analysis of research focused on modeling the motion of underwater objects. Then, we propose simulating an intrusion detection environment that includes moving targets, such as autonomous underwater vehicles and submarines navigating along 3D routes. To improve simulation accuracy, real bathymetric data is used to define the interactions between system elements including vehicles, sensors, and ocean topography. Then, the expected data generation rates of sensors and the corresponding admissible intervals are determined using the results from multiple simulation runs. The resulting data set is used to determine and conduct comprehensive analyses on optimal deterministic and robust configurations, where the maximum battery allocated to a sensor is minimized. The scenario-based comparison of network functional time between deterministic and robust configurations indicates that the robust design substantially outperforms the deterministic configuration across all data rate realizations, even at the lowest level of deviation from the expectations.
Benzer Tezler
- Dört zamanlı türbaşarj direk püskürtmeli bir dizel motorunun bilgisayar ile sümülasyonu
Computer aided simulation of a fourstroke turbocharged direct-anjection diesel engine
MUSTAFA BALCI
- Fonon dispersiyon eğrilerinin simulasyonu ve hallerin yoğunluğu
Simulation of phonon dispersion curves and density of states
MUSTAFA ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEMAL ÇOLAKOĞLU
- Ampirik dağılımlar ve genelleştirilmiş lambda dağılımının M/M/1 kuyruk modeli simülasyonunda kullanımı
Başlık çevirisi yok
BERNA DENGİZ
Doktora
Türkçe
1986
İstatistikGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YALÇIN EROL
- Kesikli üretim sistemlerinde simülasyon ile programlama
Başlık çevirisi yok
ERTAN KANDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İşletmeİstanbul ÜniversitesiÜretim Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET GÜNEŞ GENÇYILMAZ