Eş zamanlı kümeleme ve rotalama problemi için çok amaçlı bir programlama yaklaşımı
The simultaneous clustering and routing problem: A multi-objevtive programming approach
Yazar: EBRU PEKEL ÖZMEN
Danışman: DOÇ. DR. TARIK KÜÇÜKDENİZ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Araç yönlendirme problemi = Vehicle routing problem ; Tesis lokasyon problemi = Facility location problem

Özet:
Servis Araçları ve Konumlama Problemleri (SAKR), toplu taşıma sistemlerinin verimliliğini artırmak ve ulaşım hizmetlerini optimize etmek amacıyla önemli bir araştırma alanını oluşturmaktadır. Bu problemler, ulaşım hizmetlerinin verimli bir şekilde sunulabilmesi için araçların ve durakların uygun şekilde konumlandırılmasını içermektedir. Bu tez çalışmasında ise SAKR problemlerinde geleneksel yaklaşımlardan farklı bir perspektif sunarak, sürekli uzayda durak noktalarını seçme yöntemini ele almaktadır. Geleneksel SAKR literatüründe, durak noktaları genellikle aday noktalar arasından seçilerek atanmaktadır. Ancak bu çalışma, sürekli uzayda durak noktalarını seçmeyi önererek, daha etkin ve uygun sonuçlar elde etme potansiyelini araştırmaktadır.
Bu çalışmada temel amaç, SAKR problemlerine yeni bir bakış açısı sunarak, durakların seçilmesi, atamaların yapılması ve rotaların optimize edilmesi süreçlerinde daha etkin çözümler geliştirmektir. İki aşamalı bir analiz süreci kullanılarak, önerilen yaklaşımların performansı hem simülasyonlar hem de gerçek dünya senaryoları üzerinde değerlendirilmiştir.
Analiz sonuçları, önerilen yaklaşımların mevcut literatürdeki çalışmalardan daha iyi sonuçlar ürettiğini göstermiştir. Özellikle İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa'nın Batı İstanbul bölgesi servisleri üzerinde yapılan analizler, İkili Tavlama-Öncelikli Hedef Programlama (İT-ÖP) yaklaşımının, personel ve durak konumlarını optimize ederek daha düşük yürüme mesafesi ve daha az araç seyahat mesafesi sağladığını kanıtlamıştır.
Bu tez çalışması, SAKR problemlerine yeni bir çözüm yaklaşımı sunmanın yanı sıra, ulaşım planlama ve yönetim stratejilerine yönelik gelecekteki çalışmalar için de rehberlik etmeyi amaçlamaktadır. Önerilen yaklaşımların gerçek dünya uygulanabilirliği ve etkinliği, toplu taşıma sistemlerinin verimliliğini artırma ve ulaşım deneyimini iyileştirme potansiyeli taşıyan önemli bir gelişme olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmanın, daha geniş bir uygulama alanında kullanılması ve ulaşım sektörüne değerli bir katkı sunması beklenmektedir.

Abstract:
School/Employee Bus Routing Problem (SBRP) constitute a significant research domain aimed at enhancing the efficiency of public transportation systems and optimizing transportation services. These problems encompass the appropriate positioning of vehicles and stops to efficiently deliver transportation services. This thesis, however, introduces a novel perspective to SBRP by exploring the approach of selecting stop locations within a continuous space, departing from traditional methods. In the conventional SBRP literature, stop locations are typically determined by selecting and assigning points from among candidate locations. However, this study proposes the selection of stop locations within a continuous space, investigating the potential to achieve more effective and favorable outcomes.
The fundamental objective of this study is to present a fresh viewpoint to SBRP, striving to develop more efficient solutions during the processes of stop selection, assignment, and route optimization. Employing a two-stage analytical process, the performance of the proposed approaches has been evaluated through simulations and real-world scenarios.
The analysis results demonstrate that the proposed approaches outperform existing literature. Particularly, analyses conducted on the West Istanbul region services of Istanbul University-Cerrahpaşa substantiate that the Dual Annealing-Pre-emptive Goal Programming (DA-GP) approach optimizes personnel and stop locations, resulting in reduced walking distances and minimized vehicle travel distances.
Beyond introducing an innovative solution approach to SBRP, this thesis aims to provide guidance for future studies in transportation planning and management strategies. The applicability and efficacy of the proposed approaches hold the potential to significantly enhance the efficiency of public transportation systems and improve transportation experiences. It is anticipated that this study will find broader application and make a valuable contribution to the transportation sector.