Gemi çarpışmalarının önlenmesi için melez algoritma tabanlı bir karar destek sisteminin oluşturulması

Abstract

Gemi kazalarının çoğunluğunun insan hatalarından kaynaklanması, bu hataları en aza indirgeyecek karar destek sistemleri ile alakalı çalışmaların artmasına neden olmaktadır. Bu çalışmada, gemi çarpışmalarını önleyebilecek bir karar destek sistemi ortaya konulmuştur. Sistem üç ana parçadan oluşmaktadır. Gemilerin ileriki pozisyonlarını tahmin edebilen bir yapay sinir ağı sistemi, çevredeki gemilerin hangisi ile çarpışma riskinin daha fazla olduğunu hesaplayan bir bulanık mantık sistemi ve CSGA (Cuckoo Search-Genetic Algorithm) algoritması kullanarak çarpışma önleme rotası hesaplayabilen sistem. Bu çalışmada, çarpışma önleme sisteminin başarısının ölçülmesi amacıyla senaryolar oluşturulmuştur. Çarpışma önleme rotalarının hesaplanması aşamasında kullanılan CSGA algoritması ile literatürde daha önce kullanılmış olan KKA (Karınca Kolonisi Algoritması), PSO (Parçacık Sürü Optimizasyonu), ve GA (Genetik Algoritma) algoritmaları, elde edilen sonuçların verimliliği açısından karşılaştırılmıştır. Algoritmaların verimliliği ölçülürken; hesaplama için harcadıkları zamanın az olması ve önerdikleri çarpışma önleme rotalarının gemiyi rotasından en az sapma ile tekrar rotasına döndürmesi kriterleri gözönüne alınmıştır. CSGA algoritması ile çarpışma önleme sisteminde, hesaplama süreleri gözönüne alındığında, ortalama olarak, KKA’ya nazaran 29,47 kat, PSO’ya nazaran 5,78 kat, GA’ya nazaran 2,72 kat daha hızlı sonuç vermiştir. Algoritmaların hesapladığı yolların uygunluğu gözönüne alındığında CSGA algoritması, yapılan hesaplamalarda, ortalama olarak karınca KKA’ya nazaran %7,85, PSO’ya nazaran %2,62, GA’ya nazaran %1,18 daha uygun sonuçlar bulabilmiştir.