Araştırma Makalesi

Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu

Cilt: 3 Sayı: 2 28 Şubat 2023
PDF İndir
TR EN

Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu

Öz

Gemicilik sektöründe yakıt tüketimini ve dolayısıyla sera gazı emisyonunu azaltmaya yönelik bazı düzenlemeler yapılmaktadır. Bunların başında seyir hızlarının düşürülmesi gelmektedir. Bu çalışmada, zaman kısıtlamalı genetik algoritmalar (GA) kullanılarak hız optimizasyonu çalışması yapılmıştır. Böylece gemi yolculuklarında en az yakıt tüketimi veren hız profilleri araştırılmıştır. Ham veri seti üzerinde çeşitli veri bilimi teknikleri uygulanarak eksik veya hatalı verilerin düzeltilmesi ve yerel anormallik faktör algoritması kullanılarak anormalliklerin temizlenmesi sağlanmıştır. Daha sonra, korelasyon analizi ile regresyon değişkenleri arasındaki ilişkiler belirlenmiştir. Bu bölümün sonunda da en az yakıt tüketimiyle sonuçlanan optimum gemi hızının araştırılması için ön işlemden geçirilmiş veriler kullanılarak yakıt tüketimi tahmin modeli ortaya çıkarılmıştır. Regresyon tahmin modeli için bir dizi makine öğrenmesi teknikleri kullanılmıştır. Bunlar; lineer regresyon(LR), K-En Yakın Komşuluk algoritması (KNN), Destek Vektörleri (SVR), Rastgele Orman (RF), ADABoost, Gradyan Artırmalar (GRB ve XGB) ve topluluk yöntemleridir. Ayrıca, tüm modeller için hiper parametre optimizasyonu yapılmıştır. Genetik algoritmada popülasyon bireyleri hız profilleri olup, ilklendirilmeleri için hız profillerinde rastgele modifikasyonlar denenmiştir. Sonuçta, genetik algoritmada farklı büyüklükteki mutasyon, çaprazlama, seçme, popülasyon sayısı, yolculuk gecikmesi ve hız limitleri kullanılarak minimum yakıt tüketimi ile sonuçlanan hız profilleri araştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Aldous, L. G. (2016). Ship operational efficiency: performance models and uncertainty analysis UCL (University College London)].
  2. Andrea, C., Luca, O., Francesco, B., & Davide, A. (2017). Vessels fuel consumption forecast and trim optimisation: A data analytics perspective. Ocean Engineering, 130, 351-370. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2016.11.058
  3. Arslan, O., Besikci, E., & Olcer, A. (2014). Improving energy efficiency of ships through optimisation of ship operations. No. FY2014-3 IAMU.
  4. Aydin, N., Lee, H., & Mansouri, S. A. (2017). Speed optimization and bunkering in liner shipping in the presence of uncertain service times and time windows at ports. European Journal of Operational Research, 259(1), 143-154. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2016.10.002
  5. Chaal, M. (2018). Ship operational performance modelling for voyage optimization through fuel consumption minimization World Maritime University]. Malmö, Sweden.
  6. Changnan, W., Man, L., Songlin, Y., & Shasha, G. (2017, 2017/09). Optimization Analysis of USV Based on Genetic Algorithm. Proceedings of the 2017 5th International Conference on Mechatronics, Materials, Chemistry and Computer Engineering (ICMMCCE 2017).
  7. Christos, G., Iraklis, L., & Gerasimos, T. (2019). Machine learning models for predicting ship main engine Fuel Oil Consumption: A comparative study. Ocean Engineering, 188, 106282. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.106282
  8. De Andrade, L. C. O. (2014). Genetic Algorithms Application In Line Simplification. Faber, J., Nelissen, D., Hon, G., Wang, H., & Tsimplis, M. (2012). Regulated Slow Steaming in Maritime Transport. An assessment of options, costs and benefits.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

28 Şubat 2023

Gönderilme Tarihi

11 Şubat 2023

Kabul Tarihi

26 Şubat 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2022 Cilt: 3 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Taşpınar, T., & Orman, Z. (2023). Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu. İleri Mühendislik Çalışmaları ve Teknolojileri Dergisi, 3(2), 82-97. https://izlik.org/JA59LW62DA
AMA
1.Taşpınar T, Orman Z. Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu. imctd. 2023;3(2):82-97. https://izlik.org/JA59LW62DA
Chicago
Taşpınar, Tarık, ve Zeynep Orman. 2023. “Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu”. İleri Mühendislik Çalışmaları ve Teknolojileri Dergisi 3 (2): 82-97. https://izlik.org/JA59LW62DA.
EndNote
Taşpınar T, Orman Z (01 Şubat 2023) Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu. İleri Mühendislik Çalışmaları ve Teknolojileri Dergisi 3 2 82–97.
IEEE
[1]T. Taşpınar ve Z. Orman, “Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu”, imctd, c. 3, sy 2, ss. 82–97, Şub. 2023, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA59LW62DA
ISNAD
Taşpınar, Tarık - Orman, Zeynep. “Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu”. İleri Mühendislik Çalışmaları ve Teknolojileri Dergisi 3/2 (01 Şubat 2023): 82-97. https://izlik.org/JA59LW62DA.
JAMA
1.Taşpınar T, Orman Z. Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu. imctd. 2023;3:82–97.
MLA
Taşpınar, Tarık, ve Zeynep Orman. “Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu”. İleri Mühendislik Çalışmaları ve Teknolojileri Dergisi, c. 3, sy 2, Şubat 2023, ss. 82-97, https://izlik.org/JA59LW62DA.
Vancouver
1.Tarık Taşpınar, Zeynep Orman. Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu. imctd [Internet]. 01 Şubat 2023;3(2):82-97. Erişim adresi: https://izlik.org/JA59LW62DA