Genetik Algoritmalar ile Deniz Taşımacılığında Hız Optimizasyonu

Authors : Tarık TAŞPINAR, Zeynep ORMAN

Pages : 82-97

View : 16 | Download : 12

Publication Date : 2023-02-28

Article Type : Research Paper

Abstract :Gemicilik sektöründe yakıt tüketimini ve dolayısıyla sera gazı emisyonunu azaltmaya yönelik bazı düzenlemeler yapılmaktadır. Bunların başında seyir hızlarının düşürülmesi gelmektedir. Bu çalışmada, zaman kısıtlamalı genetik algoritmalar insert ignore into journalissuearticles values(GA); kullanılarak hız optimizasyonu çalışması yapılmıştır. Böylece gemi yolculuklarında en az yakıt tüketimi veren hız profilleri araştırılmıştır. Ham veri seti üzerinde çeşitli veri bilimi teknikleri uygulanarak eksik veya hatalı verilerin düzeltilmesi ve yerel anormallik faktör algoritması kullanılarak anormalliklerin temizlenmesi sağlanmıştır. Daha sonra, korelasyon analizi ile regresyon değişkenleri arasındaki ilişkiler belirlenmiştir. Bu bölümün sonunda da en az yakıt tüketimiyle sonuçlanan optimum gemi hızının araştırılması için ön işlemden geçirilmiş veriler kullanılarak yakıt tüketimi tahmin modeli ortaya çıkarılmıştır. Regresyon tahmin modeli için bir dizi makine öğrenmesi teknikleri kullanılmıştır. Bunlar; lineer regresyoninsert ignore into journalissuearticles values(LR);, K-En Yakın Komşuluk algoritması insert ignore into journalissuearticles values(KNN);, Destek Vektörleri insert ignore into journalissuearticles values(SVR);, Rastgele Orman insert ignore into journalissuearticles values(RF);, ADABoost, Gradyan Artırmalar insert ignore into journalissuearticles values(GRB ve XGB); ve topluluk yöntemleridir. Ayrıca, tüm modeller için hiper parametre optimizasyonu yapılmıştır. Genetik algoritmada popülasyon bireyleri hız profilleri olup, ilklendirilmeleri için hız profillerinde rastgele modifikasyonlar denenmiştir. Sonuçta, genetik algoritmada farklı büyüklükteki mutasyon, çaprazlama, seçme, popülasyon sayısı, yolculuk gecikmesi ve hız limitleri kullanılarak minimum yakıt tüketimi ile sonuçlanan hız profilleri araştırılmıştır.
Keywords : Gemi hız optimizasyonu, yakıt tüketimi, genetik algoritma, makine öğrenmesi, regresyon modelleri