Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması

Timur İnan; Ahmet Fevzi Baba

doi:10.17341/gazimmfd.603464

Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması

Öz

Gemi kazalarının çoğunluğunun insan hatalarından kaynaklanması, bu hataları en aza indirgeyecek karar destek sistemleri ile alakalı çalışmaların artmasına neden olmaktadır. Bu çalışmada, gemi çarpışmalarını önleyebilecek bir karar destek sistemi ortaya konulmuştur. Sistem üç ana parçadan oluşmaktadır. Gemilerin ileriki pozisyonlarını tahmin edebilen bir yapay sinir ağı sistemi, çevredeki gemilerin hangisi ile çarpışma riskinin daha fazla olduğunu hesaplayan bir bulanık mantık sistemi ve CSGA (Cuckoo Search-Genetic Algorithm) algoritması kullanarak çarpışma önleme rotası hesaplayabilen sistem. Bu çalışmada, çarpışma önleme sisteminin başarısının ölçülmesi amacıyla senaryolar oluşturulmuştur. Çarpışma önleme rotalarının hesaplanması aşamasında kullanılan CSGA algoritması ile literatürde daha önce kullanılmış olan KKA (Karınca Kolonisi Algoritması), PSO (Parçacık Sürü Optimizasyonu), ve GA (Genetik Algoritma) algoritmaları, elde edilen sonuçların verimliliği açısından karşılaştırılmıştır. Algoritmaların verimliliği ölçülürken; hesaplama için harcadıkları zamanın az olması ve önerdikleri çarpışma önleme rotalarının gemiyi rotasından en az sapma ile tekrar rotasına döndürmesi kriterleri gözönüne alınmıştır. CSGA algoritması ile çarpışma önleme sisteminde, hesaplama süreleri gözönüne alındığında, ortalama olarak, KKA’ya nazaran 29,47 kat, PSO’ya nazaran 5,78 kat, GA’ya nazaran 2,72 kat daha hızlı sonuç vermiştir. Algoritmaların hesapladığı yolların uygunluğu gözönüne alındığında CSGA algoritması, yapılan hesaplamalarda, ortalama olarak karınca KKA’ya nazaran %7,85, PSO’ya nazaran %2,62, GA’ya nazaran %1,18 daha uygun sonuçlar bulabilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Guguk kuşu algoritması,çarpışma önleme,çarpışma riski belirleme,yapay sinir ağı,bulanık mantık

Kaynakça

Referans1R. Apostol-Mates ve A. Barbu, Human Error- The Main Factor In Marine Accidents, “Mircea cel Batran” Naval Academy Scientific Bulletin, 2016.
Referans2L. W. Naeem, E. Rajabally , G. Watson, T. Mills , Z. Bhuiyan ve I. Salter, COLREGs-Compliant Path Planning for Autonomous Surface Vehicles: A Multiobjective Optimization Approach, IFAC PapersOnLine, 2017.
Referans3P. Chen, G. Shi, S. Liu ve Y. Zhang, Decision Support Based on Artificial Fish Swarm for Ship Collision Avoidance From Ais Data,International Conference on Machine Learning and Cybernetics, Chengdu, 2018.
Referans4H. Shena, H. Hashimoto, A. Matsuda, Y. Taniguchi, D. Terada ve C. Guo, Automatic collision avoidance of multiple ships based on deep Q-learning, Applied Ocean Research, cilt 86, pp. 268-288, 2019.
Referans5X. Geng , Y. Wang, P. Wang ve B. Zhang, Motion Plan of Maritime Autonomous Surface Ships by Dynamic Programming for Collision Avoidance and Speed Optimization, Sensors, cilt 19, 2019.
Referans6T. Inan ve A. F. Baba, Particle swarm optimization-based collision avoidance, Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, cilt 27, pp. 2137-2155, 2019.
Referans7T. Fossen ve T. Perez, Marine Control, 2004. www.marinecontrol.org. Erişim tarihi: 12 Ekim 2016.
Referans8D. W. Marquardt, An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters., Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, p. 431–441, 1963.

Referans9I. B. Tijani, . R. Akmeliawati, A. Legowo ve . A. Budiyono,Nonlinear identification of a small scale unmanned helicopter using optimized NARX network with multiobjective differential evolution, Engineering Applications of Artificial Intelligence, pp. 99-115, 2014.
Referans10L. A. Zadeh., Fuzzy Sets, World Scientific, p. 394–432, 2011.
Referans11«Convention on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea,. http://www.imo.org/en /About/Conventions/ListOfConventions/Pages/COLREG.aspx, Erişim tarihi: 4 Nisan 2017
Referans12X.-S. Yang ve S. Deb, Cuckoo Search via L´evy Flights, World Congress on Nature & Biologically Inspired Computing (NaBIC), Coimbatore, 2009.
Referans13A. Lazarowska, Ant colony optimization based navigational decision support system., Knowledge-Based and Intelligent Information and Engineering Systems 18th Annual Conference, KES-2014 , Gdynia, Poland, 2014.
Referans14M.-C. Tsou, S.-L. Kao ve C.-M. Su, Decision support from genetic algorithms for ship collision avoidance route planning and alerts., Journal of Navigation, pp. 167-182, 2010.
Referans15L. Liu, D. He, Y. Ma, T. Li ve J. Li, Research on Ships Collision Avoidance Based on Chaotic Particle Swarm Optimization, International Conference on Smart Vehicular Technology, Transportation, Communication and Applications, Kaohsiung, 2018.
Referans16M.-C. Tsou, S.-L. Kao ve C.-M. Su, Decision support from genetic algorithms for ship collision avoidance route planning and alerts., Journal of Navigation, pp. 167-182, 2010.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Timur İnan ^*
0000-0002-6647-3025
Türkiye

Ahmet Fevzi Baba
0000-0003-4834-0912
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

7 Nisan 2020

Gönderilme Tarihi

7 Ağustos 2019

Kabul Tarihi

24 Aralık 2019

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2020 Cilt: 35 Sayı: 3

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.603464

IZ

https://izlik.org/JA72MB77WG

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

İnan, T., & Baba, A. F. (2020). Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(3), 1213-1230. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.603464

AMA

1.İnan T, Baba AF. Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması. GUMMFD. 2020;35(3):1213-1230. doi:10.17341/gazimmfd.603464

Chicago

İnan, Timur, ve Ahmet Fevzi Baba. 2020. “Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35 (3): 1213-30. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.603464.

EndNote

İnan T, Baba AF (01 Nisan 2020) Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35 3 1213–1230.

IEEE

[1]T. İnan ve A. F. Baba, “Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması”, GUMMFD, c. 35, sy 3, ss. 1213–1230, Nis. 2020, doi: 10.17341/gazimmfd.603464.

ISNAD

İnan, Timur - Baba, Ahmet Fevzi. “Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35/3 (01 Nisan 2020): 1213-1230. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.603464.

JAMA

1.İnan T, Baba AF. Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması. GUMMFD. 2020;35:1213–1230.

MLA

İnan, Timur, ve Ahmet Fevzi Baba. “Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 35, sy 3, Nisan 2020, ss. 1213-30, doi:10.17341/gazimmfd.603464.

Vancouver

1.Timur İnan, Ahmet Fevzi Baba. Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması. GUMMFD. 01 Nisan 2020;35(3):1213-30. doi:10.17341/gazimmfd.603464

Cited By

Hedef Programlama Yöntemi ile Akaryakıt İstasyonları Tanıtımı için Personel Çizelgeleme Problemi

Journal of Polytechnic

https://doi.org/10.2339/politeknik.796136

A SURVEY on MCDM APPROACHES for MARITIME PROBLEMS

Mersin Üniversitesi Denizcilik ve Lojistik Araştırmaları Dergisi

https://doi.org/10.54410/denlojad.1325664