فاطمه زندیه دانشجوی دکتری رشته مهندسی صنایع، از رساله خود با عنوان «طراحی مدل مسیریابی یکپارچه و پوشش‌دهی همزمان وسایل نقلیه زمینی و پهپاد عملیاتی و نظارتی» به راهنمایی آقای دکتر مهدوی مزده و آقای دکتر قنادپور ۱۲ اسفند ماه ۱۴۰۲ ساعت ۱۴:۳۰ دفاع خواهد نمود.
شماره دانشجوئی: ۹۸۸۷۲۰۰۵
نشانی الکترونیکی:fatemeh.zandiyehh gmail.com
استاد راهنما: آقای دکتر محمد مهدوی مزده، آقای دکتر سیدفرید قنادپور
استاد مشاور: -
اساتید داور داخلی: آقای دکتر احمد ماکوئی- آقای دکتر عبدالرحمن حائری
اساتید داور خارجی: آقای دکتر رضا توکّلی مقدّم- آقای دکتر رضا رمضانیان
زمان دفاع: ۱۲ اسفند ماه ۱۴۰۲- ساعت ۱۴:۳۰ - کلاس ۲۰۸ ( طبقه دوم دانشکده)
چکیده:
امروزه پهپادها با کاربردهای وسیع خود، در بسیاری از حوزه‌ها وارد شده‌اند. آنها با اجرای مؤثرِ برخی از فرآیندهای کنترلی و عملیاتی انجام شده توسط همتایان تجاری خود، محبوبیت بسیاری در بازار کسب کرده‌اند. شرکت‌های درگیر در زنجیره تأمین از پهپادها به منظور تسهیل طیف گسترده‌ای از فرآیندها استفاده می‌نمایند. با بهره‌گیری از پهپادها می‌توان بسیاری از فعالیتهایی که پیش‌تر بسیار زمان‌بر و پرزحمت بوده‌اند را به نحوی کارآمد، کم‌هزینه و به طور قابل توجهی ایمن‌تر اجرا کرد. در این رساله در دو سناریو به برنامه‌ریزی مسیریابی یکپارچه وسایل نقلیه زمینی و پهپادها با در نظر گرفتن فرض‌هایی واقع‌گرایانه به منظور بهبود سیستم حمل ونقل پرداخته می‌شود. تفاوت عمده دو سناریو در نوع استفاده از پهپادها می‌باشد. به نحوی که سناریوی اول از کاربرد عملیاتی پهپاد استفاده می‌کند و سناریوی دوم از پهپادهای نظارتی به منظور بهبود حمل‌ونقل استفاده می‌نماید. با توجه به اینکه در ادبیات موضوع اغلب در مسائل مسیریابی با پهپاد، منطقه طرح ترافیک در نظر گرفته نشده است امّا در شهر تهران این طرح می‌تواند منجر به افزایش هزینه‌ها گردد یکی از اهداف سناریوی اول پوشش این شکاف در ادبیات موضوع است. لذا در سناریوی اول، مسئله مسیریابی وسایل نقلیه با پهپاد با فرض در نظر گرفتن محدودیت‌های طرح ترافیک توسعه داده می‌شود. در این مسئله قصد بر این است که با هدف کاهش هزینه‌های ناشی از ورود وسایل نقلیه زمینی به منطقه طرح ترافیک، مشتریان موجود در این منطقه تا حد ممکن توسط پهپادها خدمت‌دهی شوند. همچنین با توجه به اینکه در ادبیات موضوع مسیریابی با پهپاد کمتر به احتمال اختلال پهپاد در حین پرواز توجه شده است، این سناریو با در نظر گرفتن احتمال آسیب دیدن پهپادها با توجه به شرایط آب و هوایی و ویژگی‌های پویای پهپاد توسط کنترلر فازی نوع دو بازهای توسعه داده می‌شود. در سناریوی توسعه‌ای، بر مبنای احتمال خرابی پهپاد، در خصوص پرواز یا عدم پرواز آن تصمیم‌گیری می‌شود. در مسئله مسیریابی کالای ارزشمند نیز استفاده از نظارت همزمان به منظور بهبود امنیت کمتر مورد توجه محققان قرار گرفته شده است. لذا در سناریوی دوم نیز، از پهپادها به منظور تأمین امنیت حمل ونقل کالای ارزشمند استفاده می‌شود. با توجه به ماهیت ذاتی کالای ارزشمند، همواره خطراتی، حمل ونقل این کالا را تهدید می‌کند که ضرورت حفظ امنیت آن را پررنگ می‌سازد. لذا در این رساله با ارائه یک مدل جدید یکپارچه‌سازی مسیریابی وسایل نقلیه زمینی و پهپاد با بهره‌گیری از کاربرد نظارتی پهپاد به حفظ امنیت حمل ونقل کالای ارزشمند پرداخته می‌شود. در این سناریو، خطرات ناشی از اختلال عامدانه در دو مرحله‌ی برنامه‌ریزی و اجرا تحلیل می‌شود. در مرحله‌ی برنامه‌ریزی، ریسک بر مبنای داده‌های گذشته برآورد شده و مسیریابی با هدف حداقل‌سازی هزینه ریسک و هزینه حمل ونقل انجام می‌شود. در مرحله اجرا، پهپادها بر مسیرهای جواب تولید شده در مرحله برنامه‌ریزی به صورت آنلاین نظارت می‌کنند. ناوگان زمینی تنها زمانی می‌تواند وارد یک لینک شود که پیش از ورود آنها، خطرات توسط پهپادها در پنجره زمانی مشخصی ارزیابی شده باشد. همچنین در این سناریو، در صورت وجود هم‌پوشانی در پنجره‌های زمانی لینکهای زمینی، امکان بازدید چند لینک زمینی توسط پهپادها وجود دارد. در صورتی که یک عامل مشکوک، توسط پهپادها شناسایی شود؛ برنامه‌ریزی مجدد با هدف حذف عامل خطرآفرین به صورت پویا انجام می‌شود. همچنین به منظور بهبود این مسئله، یک سناریوی توسعه‌ای با در نظر گرفتن ایستگاه شارژ ارائه می‌شود. به منظور بهینه‌سازی سناریوی اول و سناریوی توسعه‌ای آن، یک الگوریتم فوق ابتکاری ترکیب شده با رویکرد یادگیری تقویتی ایجاد می‌گردد. همچنین به منظور بهینه‌سازی مسئله پیشنهادی سناریوی دوم و سناریوی توسعه‌ای آن، الگوریتم‌های فراابتکاری توسعه یافته طراحی می‌شود. کارایی و اثربخشی الگوریتم‌های پیشنهادی در دو سناریو در ابعاد کوچک و بزرگ مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. نتایج حاصل شده، کیفیت و رقابت‌پذیری الگوریتم‌های پیشنهادی را اثبات می‌نماید. علاوه بر این تحلیل حساسیتی به منظور ارزیابی پارامترهای مؤثر مسئله انجام می‌گردد. در نهایت با بررسی مطالعات موردی واقعی به بررسی سناریوهای پیشنهادی پرداخته می‌شود. |