Askeri lojistik dağıtımında araç rotalama problemi için hipersezgisel algoritma geliştirilmesi
Development of a hyper-heuristic algorithm for vehicle routing problem in military logistics distribution
Yazar: SÜLEYMAN KESİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CEVRİYE ALTINTAŞ
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Araç yönlendirme problemi = Vehicle routing problem ; Dağıtım sistemleri = Distribution systems ; Görüntü işleme = Image processing ; Lojistik sektörü = Logistic sector ; Sezgisel algoritmalar = Heuristic algorithms ; Yapay zeka = Artificial intelligence ; İnsansız hava aracı = Unmanned aerial vehicle

Özet:
Günümüzün savaş taktik ve stratejileri insan gücünden ziyade akıllı silahların (yapay zekâ destekli) kullanılmasına yönelik planlanmaktadır. "Bilgi Çağı" ya da "Dijital Çağ" ile birlikte askeri yazılımlar şu alanlarda gelişme göstermiştir; yeni silahlar, kara harp sistemleri, iletişim sistemleri, gelişmiş optik ve lazerler, görüntü işleme sistemleri, yapay zekâ destekli otonom veya otonom olmayan robot teknolojileri vb. Bu alanlardaki gelişmeler ülkelerin güvenlik sistemlerini önemli ölçüde geliştirmekte ve farklı ülkelerin geleneksel savaş stratejileri yerine gelişmiş seviye stratejiler geliştirmesine neden olmaktadır.Bu çalışmada, askerlerin operasyon sırasında karşılaştıkları malzeme (silah, patlayıcı, yiyecek-içecek, sağlık vb.) sıkıntısından dolayı malzeme teminini kolaylaştıracak bir araç rotalama ve depo yönetim sistemi geliştirilmiştir. Askerin konumunun belirlenmesi ve haritalanabilmesi için Google Haritalar API, mevcut konumunun fiziksel koşullarının öğrenilebilmesi ve işlenebilmesi için RoboFlow API, web uygulamasının geliştirilmesinde ise Microsoft SQL Server ile birlikte C# kullanıldı. Uygulamanın ilk aşamasında askerin coğrafi konumunu ve bulunduğu yerin fiziki koşullarını (dağlık, ormanlık, yol, su vb.) belirlemek amacıyla hava aracı kullanılmıştır. Elde edilen bu görüntüler, RoboFlow API aracılığıyla YOLOv8 mimarisini kullanan denetimli öğrenmeyle eğitilmiş yapay zekâ tarafından işlenir. Uygulamanın ikinci aşamasında askerden ihtiyaç duyulan malzemelerin bilgisi alınır ve depolardaki stok miktarlarına göre genetik algoritma ve tabu arama algoritması tabanlı bir hiper-sezgisel kullanılarak en iyi rotalar oluşturulur. Geliştirilen bu uygulama sayesinde hiper-sezgisel algoritmalar kullanılarak elde edilen sonuçlar, hiper-sezgisel algoritma kullanılmadan elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında programın çalışma süresinin ve iterasyon sayısının azaldığı görülmüştür. Gelecek çalışmalarda makine öğrenmesi ve açıklanabilir yapay zekâ üzerinde durulması düşünülmektedir.

Abstract:
Today's war tactics and strategies are planned for the use of smart guns (artificial intelligence supported) rather than human power. With the "Information Age" or the "Digital Age", military software has developed in the following areas; developed new guns, land warfare systems, communication systems, advanced optics and lasers, image processing systems, artificial intelligence supported autonomous or non-autonomous robot technologies etc. Developments in these areas cause countries to significantly improve their security systems. In this study, a vehicle routing and depot management system was developed to enable easy procurement of material for soldiers based on the material (guns, explosives, etc.) shortage they encounter during operations. Google Maps API was  used for mapping and determining the soldier's location, RoboFlow API was applied for learning and processing the physical conditions of the current location, and C# along with Microsoft SQL Server program was used for the development of the application. In the first stage of the application, an aerial vehicle was used to determine the geographical location of the soldier and the physical conditions of the location (mountainous, forested, etc.). In other stage of the application, the information on the materials needed is obtained from the soldier and the best routes are created using hyper-heuristics according to the stock amounts in the depots. Thanks to this developed application, the results obtained using the hyper-heuristic algorithm were compared with the results obtained without using the hyper-heuristic algorithm, and it was observed that the running time of the program and the number of iterations decreased.