UTILIZING UAS FOR DETECTING IRREGULAR MIGRATION MOVEMENTS: ESTABLISHING UAS BASES AND DETERMINING PATROL FLIGHT ROUTES

Abstract

International migration has become a significant phenomenon in the globalized world, profoundly affecting societies on social, political, and economic levels. The recent increase in migration movements has prompted target countries to tighten their security policies. Effective prevention of irregular migration requires the coordinated efforts of security systems and units. In this context, Unmanned Aerial Systems (UAS) are crucial due to their ability to quickly scan large areas, provide high-resolution images, and sustain long flight durations. Turkey's leadership in UAS technology plays a pivotal role in mitigating irregular migration. This study explores the use of UAS to monitor irregular migration routes, focusing on the positioning of UAS and the determination of flight routes using mathematical models. Typically, UAS consist of three to six Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) and are deployed at designated airbases. The appropriate selection of bases and routes is vital for system effectiveness; as incorrect choices can lead to inefficiencies in reconnaissance operations. In the generic scenario developed in the study, the selection of UAS bases and the routing of UAV flights were modeled using mixed-integer programming and optimized with GAMS software. The results minimized the total distance traveled and maximized the time allocated for aerial reconnaissance activities.

Keywords

• Irregular Migration
• Unmanned Aircraft Systems
• Mathematical Model
• Mixed-Integer Programming
• Location Routing Problem

DÜZENSİZ GÖÇ HAREKETLERİNİN TESPİTİNDE İHAS KULLANIMI: İHAS ÜSLERİNİN TESPİTİ VE UÇUŞ DEVRİYELERİN BELİRLENMESİ

Abstract

Uluslararası göç, küreselleşen dünyada sosyal, politik ve ekonomik açıdan toplumları derinden etkileyen önemli bir olgu haline gelmiştir. Özellikle son dönemde artan göç hareketleri, hedef ülkelerin güvenlik politikalarını sıkılaştırmasına neden olmuştur. Düzensiz göçün engellenmesi için güvenlik sistemlerinin ve güvenlik birimlerinin etkili bir şekilde koordine çalışması gerekmektedir. Bu bağlamda, İnsansız Hava Aracı Sistemleri (İHAS) geniş alanları hızlı tarayabilme, yüksek çözünürlüklü görüntüler sağlama ve uzun süre havada kalabilme gibi avantajlarıyla önemli bir rol oynamaktadır. Ülkemizin İHAS teknolojisinde dünya çapında lider olması, düzensiz göçün önlenmesinde büyük bir katkı sağlamaktadır. Çalışmanın ana odak noktası, düzensiz göç güzergâhlarını izlemek amacıyla İHAS'ların kullanımını ele almaktadır. Bu kapsamda, İHAS'ların konumlandırılması ve uçuş rotalarının matematiksel modeller kullanılarak belirlenmesi incelenmiştir. İHAS'lar genellikle üç ila altı İHA'dan oluşur ve belirlenen hava üslerine konuşlandırılır. Uygun üs ve güzergâh seçimi, sistemin etkinliği açısından kritik öneme sahiptir. Yanlış seçimler, keşif faaliyetlerinin verimsiz olmasına yol açabilir. Çalışma kapsamında oluşturulan jenerik senaryoda, İHAS üs bölgesinin seçimi ve İHA uçuşlarının güzergâh rotalaması karışık tam sayılı programlama ile modellenmiş ve GAMS optimizasyon yazılımı ile sonuçlar elde edilmiştir.

Keywords

• Düzensiz Göç
• İnsansız Hava Araçları
• Matematiksel model
• karışık tam sayılı programlama
• Yerleştirme ve Rotalama problemi.

References

1. Abdulvahitoğlu, A., Abdulvahitoğlu, A. ve Başboğa, Ö. (2022). UAV selection with MULTIMOORA method: an international comparison. 4. International Conference on Applied Engineering and Natural Sciences bildiriler kitabı içinde (ss. 485–493). Konya: ICAENS.
2. Alakuş, E. ve Uzan, Y. (2020). İnsan ticaretine konu olma potansiyeli bakımından Türkiye’nin Afgan düzensiz göçmen gerçeği. Göç Araştırmaları Dergisi, 6(1), 92-117.
3. Clarke, R. (2014). Understanding the drone epidemic. Computer Law & Security Review, 30(3), 230-245.
4. Çetinkaya, S.G. ve Koç, M. (2023). Türkiye’nin insansız hava araçları serüveni. Anadolu Strateji Dergisi, 5(1), 1-27.
5. Guangqiao, C. A. O., Yibai, L. I., Feng, N. A. N., Dong, L. I. U., Cong, C. H. E. N., ve Jinlong, Z. H. A. N. G. (2020). Development and analysis of plant protection UAV flight control system and route planning research. Nongye Jixie Xuebao/Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery, 51(8).
6. Laporte, G. (1988). Location-Routing problems, vehicle routing: methods and studies. studies in management science and systems. (ss. 163-197). Amsterdam: Dalctraf.
7. Mehta, P., Gupta, R., ve Tanwar, S. (2020). Blockchain envisioned UAV networks: Challenges, solutions, and comparisons. Computer Communications, 151, 518-538.
8. Min, H., Jayaraman, V. ve Srivastava, R. (1998). Combined location-routing problems: A synthesis and future research directions. European Journal of Operational Research, 108(1), 1-15.

9. Mohsan, S. A. H., Othman, N. Q. H., Li, Y., Alsharif, M. H. ve Khan, M. A. (2023). Unmanned aerial vehicles (UAVs): Practical aspects, applications, open challenges, security issues, and future trends. Intelligent Service Robotics, 16(1), 109-137.
10. Montaña, L.C., Malagon-Alvarado, L., Miranda, P.A., Arboleda, M.M., Solano-Charris, E.L. ve Vega-Mejía, C.A. (2022). A novel mathematical approach for the truck-and-drone location-routing problem. Procedia Computer Science, 200, 1378-1391.
11. Nagy, G. ve Salhi, S. (2007). Location-routing: issues, models and methods. European journal of operational research, 177(2), 649-672.
12. Nahiyoon, S.A., Ren, Z., Wei, P., Li, X., Li, X., Xu, J. ve Yuan, H. (2024). Recent development trends in plant protection UAVs: A journey from conventional practices to cutting-edge technologies—A comprehensive Review. Drones, 8(9), 457.
13. Özcan, N.Ş. (2015). Düzensiz göç üzerine bir inceleme: Küresel dinamikler, ulus-devletler, göçmenler. İdealkent, 6(15), 22-39.
14. Salhi, S. ve Rand, G. K. (1989). The effect of ignoring routes when locating depots. European journal of operational research, 39(2), 150-156.
15. Santin, R., Assis, L., Vivas, A. ve Pimenta, L.C. (2021). Matheuristics for multi-UAV routing and recharge station location for complete area coverage. Sensors, 21(5), 1705.
16. Sarıkaya, H.A. (2020). Jandarma karakollarının yer seçiminin enbüyük kapsama metodu ile belirlenmesi. Endüstri Mühendisliği, 31(1), 28-47.
17. Shavarani, S.M., Mosallaeipour, S., Golabi, M. ve İzbirak, G. (2019). A congested capacitated multi-level fuzzy facility location problem: An efficient drone delivery system. Computers & Operations Research, 108, 57-68.
18. Srivastava, R. ve Benton, W.C. (1990). The location-routing problem: considerations in physical distribution system design. Computers & operations research, 17(5), 427-435.
19. Sutrisno, H. ve Yang, C. L. (2023). A two-echelon location routing problem with mobile satellites for last-mile delivery: mathematical formulation and clustering-based heuristic method. Annals of Operations Research, 323(1), 203-228.
20. Telli, K., Kraa, O., Himeur, Y., Ouamane, A., Boumehraz, M., Atalla, S., ve Mansoor, W. (2023). A comprehensive review of recent research trends on unmanned aerial vehicles (uavs). Systems, 11(8), 400.
21. Toth, P. ve Vigo, D. (2002). An overview of vehicle routing problems. Toth, P. ve Vigo, D. (Ed.), The vehicle routing problem (ss. 1-23). Philadelphia: Society for Industrial and Applied Mathematics.
22. Tunca, H.Ö. ve Karadağ, A. (2020). Türkiye’deki Suriyeli sığınmacılara yönelik toplumun güvenlik algısı ölçeği: geçerlilik ve güvenirlik çalışması. Güvenlik Bilimleri Dergisi, 9(2), 525-554.
23. Ulceluse, M. (2019). The long-term effect of migration on economic inequality between EU Member States. GLO Discussion Paper, No. 383.
24. Vural, D., Dell, R.F. ve Kose, E. (2021). Locating unmanned aircraft systems for multiple missions under different weather conditions. Operational Research, 21(1), 725-744.
25. Watson-Gandy, C.D.T. ve Dohrn, P.J. (1973). Depot location with van salesmen—a practical approach. Omega, 1(3), 321-329.
26. Xu, C., Xu, M. ve Yin, C. (2020). Optimized multi-UAV cooperative path planning under the complex confrontation environment. Computer Communications, 162, 196-203.
27. Yetgin, M.A., ve Baştuğ, M. (2021). Devletlerin değişen güvenlik algısında insansız hava araçları. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 3(2), 55-64.
28. Yıllara Göre yakalanan düzensiz göçmen sayısı. (2024). Erişim tarihi: 08 Haziran 2024, https://goc.gov.tr/duzensiz-goc-istatistikler