Yapay atom algoritması ve ayrık problemlere uygulanması
Artificial atom algorithm and its application to discrete problems
Yazar: AYŞE ERDOĞAN YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. ALİ KARCI
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Evrimsel algoritmalar = Evolutionary algorithms    ; Sezgisel algoritmalar = Heuristic algorithms

Özet:
Gerçek dünyada, bir problemin en ideal çözümünün arandığı birçok alan mevcuttur. Bunlar arasında mühendislik, tıp, diyetetik, lojistik, elektronik gibi alanlar sayılabilir. Bu farklı alanlardaki optimizasyon problemlerinin çözümünde, hem klasik matematiksel yöntemler hem de sezgisel yöntemler tercih edilebilir. Buna karşın doğadan esinlenerek geliştirilen sezgisel algoritmalar, işlem hızı ve doğrulukları ile günümüzde optimizasyon problemlerinin çözümü için popüler yöntemlerdir. Son zamanlarda, bu yöntemlere bir yenisi daha eklenmiştir. O da, birden çok sezgisel tekniği içerisinde bulunduran, meta-sezgisel yöntemler olarak isimlendirilmektedir. Yakın geçmişte literatüre giren ve atomların bileşik oluşturma süreçlerinden esinlenerek geliştirilen meta-sezgisel yöntem, bu tez çalışmasının konusunu oluşturmaktadır. Kimyasal iyonik bağ ve kovalent bağ süreçlerinin modellenmesiyle geliştirilen bu algoritma, ayrık optimizasyon problemlerine uygulanarak, algoritmanın bu alandaki performansı test edilmeye çalışılmıştır. 
Bir optimizasyon algoritmasının performansında, ayrık optimizasyon problemlerinde gösterdiği başarı önemli bir kriterdir. Bu nedenle, ilk olarak literatürde yaygın kullanıma sahip olan gezgin satıcı problemi üzerinde çalışılmıştır. Küçük ölçekli ve simetrik problemlere uygulanan yaklaşım; tabu arama, parçacık sürü optimizasyonu, karınca koloni optimizasyonu, genetik algoritma gibi sıklıkla tercih edilen meta-sezgisel yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Ardından, bireyin günlük enerji ihtiyacına uygun gıdalardan oluşan beslenme çizelgesinin elde edilmesini amaçlayan bir optimizasyon problemi üzerinde algoritmanın performansı izlenmiştir. Çalışmada, bireyin fiziksel, fizyolojik ve sosyolojik özellikleri dikkate alınarak günlük enerji ihtiyacı hesaplanmıştır. Son olarak, bir binada çalışan birden çok asansörün tek bir merkezden kontrol edilerek, kullanıcılarına etkin asansör hizmeti sunulması amacıyla bir optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Bu tez çalışmasında yapılan uygulamalarla, makul sürelerde başarılı sonuçlar elde edildiği görülmüştür.

Abstract:
In the real world, there are many areas where the ideal solution of a problem is sought. These areas include engineering, medicine, dietetic, logistics and electronics. In order to solve optimization problems in these different areas, both classical mathematical methods and heuristic methods can be preferred. On the other hand, heuristic algorithms were developed by inspired from nature are popular methods for the solution of optimization problems with their run-time speed and accuracy. Recently, a new one has been added to these methods. It is also called meta-heuristic method, which is contained in multiple intuitive techniques. The meta-heuristic method, which was recently introduced into the literature and developed by inspired the compounding processes of atoms, is the subject of this thesis. This algorithm which was developed by modeling chemical ionic bond and covalent bond processes, was applied to discrete optimization problems and tried to test the performance of the algorithm in this area. 
In the performance of an optimization algorithm, the success in discrete optimization problems is an important criterion. For this reason, firstly, the traveling salesman problem which has widespread use in the literature has been studied. The approach which was applied to small scale and symmetric problems, was compared with frequently-used meta-heuristic methods such as tabu search, particle swarm optimization, ant colony optimization, genetic algorithms. Then, the performance of the algorithm was monitored on an optimization problem which aims to obtain a nutrition schedule consisting of food according to the daily energy requirement of person. In the study, the daily energy requirement was calculated considering the physical, physiological and sociological characteristics of the individual. Finally, an optimization was performed to provide efficient elevator service to its users by controlling multiple elevators from a center in the building. The obtained results were given comparatively. In this thesis, successful results for the applications were achieved at reasonable times.