Nesnelerin interneti (IoT) tabanlı toplu taşıma sistemi yazılımlarının model-güdümlü gidiş-dönüş mühendisliği
Model-driven round-trip engineering of IoT-based public transportation systems
Yazar: SADIK ARSLAN
Danışman: PROF. DR. GEYLANİ KARDAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uluslararası Bilgisayar Ana Bilim Dalı / Bilgi Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Nesnelerin İnterneti (IoT) teknolojilerinin kullanımı toplu taşıma sistemlerinin geliştirilmesinde giderek yaygınlaşmaktadır. Ancak sürekli mobil olma, uç sıcaklık aralıklarında çalışma, titreşim gibi kendine has problemleri de barındıran IoT tabanlı toplu taşıma sistemleri genel IoT sistemlerinden farklılaşmaktadırlar. Bu farklılıklardan kaynaklı olarak genel IoT sistemleri için sunulan mevcut model-güdümlü geliştirme metodolojisi, modelleme dilleri ve araçlarının IoT tabanlı toplu taşıma sistemlerinin geliştirilmesinde doğrudan kullanımında güçlükler yaşanabilmektedir. Üstelik bu metodoloji, dil ve/veya araçların kullanımı sadece ileri mühendisliği desteklemektedir ve geliştirilen ürünlerdeki değişikliklerin modellere yansıtılmasını ve sistemin tersine mühendisliğini desteklememektedirler. Toplu taşıma sistemlerinin geliştirilmesinde söz konusu modelleme dili tanımlama ve ileri ve tersine mühendisliği bir arada sunan bir gidiş-dönüş mühendisliği ihtiyaçlarından hareketle bu tezde, ilk kez IoT tabanlı toplu taşıma sistemlerinin geliştirilmesini sağlayan bir alana-özgü modelleme dili geliştirilmiştir ve bunun kullanılmasını içeren bir model-güdümlü geliştirme yöntemi tanımlanmıştır. DSML4PT adı verilen bu dilin değerlendirme çalışması bu alanda çalışan geliştiricilerin katılımı ile yapılmıştır. Değerlendirme çalışmasından anlaşılmıştır ki DSML4PT geliştirme zamanını neredeyse %50 azaltmaktadır. Ayrıca fonksiyonel uygunluk, dayanıklılık, tekrar kullanılabilirlik gibi kriterlerin de olduğu anket değerlendirmesinde DSML4PT'nin 5'li Likert ölçeği üzerinden 4,44 puan aldığı görülmüştür. DSML4PT kullanımı ile elde edilen yazılımlarda sonradan yapılan değişikliklerin karşılık gelen toplu taşıma sistem modellerine yansıtılmasına imkân veren ve RE4PT adı verilen bir tersine mühendislik ortamı da yine tez kapsamında geliştirilmiştir. Bu ortamı da içeren tüm gidiş-dönüş mühendisliğinin (RTE4PT) değerlendirme çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlardan görülmüştür ki tüm IoT tabanlı toplu taşıma gidiş-dönüş mühendisliği ortamını içeren RTE4PT'nin kullanımının IoT tabanlı toplu taşıma sistemlerini geliştirme zamanı süresini yarı yarıya azaltmaktadır. Tüm araç kümesinin anketler aracılığı ile yapılan niteliksel değerlendirmesinde ise yine 5'li Likert ölçeği üzerinden ortalam 4,5 gibi yüksek bir değerlendirme puanına ulaştığı görülmüştür.

Abstract:
The use of Internet of Things (IoT) technologies is becoming increasingly common in the development of public transportation systems. However, IoT-based public transportation systems, which have domain-specific problems such as being constantly mobile, operating in extreme temperature ranges, and vibration, differ from general IoT systems. Due to these differences, there may be difficulties in directly using the current model-driven development methodologies, modeling languages and tools offered for general IoT systems in the development of IoT-based public transportation systems. Moreover, the use of this methodology, language and/or tools only supports forward engineering and does not support the reflection of changes in the developed products into the models and reverse engineering of the system. Originating from the needs of defining a modeling language in the development of public transportation systems and a round-trip engineering that combines forward and reverse engineering, in this thesis, a domain-specific modeling language that enables the development of IoT-based public transportation systems has been developed and a model-driven development method that includes its use has been defined. The evaluation study of this language, called DSML4PT, was carried out with the participation of developers working in this domain. Conducted evaluation study showed that DSML4PT reduces development time by almost 50%. In addition, acording to a questionairre-based qualitative evaluation, which included criteria such as functional suitability, durability and reusability, it was seen that DSML4PT received a score of 4.44 over 5-point Likert scale. A reverse engineering environment called RE4PT, which allows subsequent changes in the software obtained using DSML4PT to be reflected in the corresponding public transportation system models, has also been developed within the scope of the thesis. Evaluation studies of the entire round-trip engineering (RTE4PT) including this environment have been carried out. Achieved results showed that the use of RTE4PT, which includes the entire round-trip engineering environment, reduces the development time of IoT-based public transportation systems by half. Moreover, the participants scored the usability of this environment as 4.5 again over 5-point Likert scale taking into consideration the various aspects of the qualitative evaluation of round-trip engineering.